2018年5月21日月曜日

C# 数学5 「単項式 多項式 整式 分数式 有理式 無理式 係数 項の次数次式元」

C# 統計・微分積分・線形代数への道
目次→http://1studying.blogspot.jp/2017/08/senkei-index.html#kuw05

「多項式単項式、整式、分数式、有理式無理式」
についてもメモ。

ここでは、
「×」を「*」
「÷」や「分数」を「/」
で表現します。



「単項式 多項式 整式 分数式 有理式 無理式 係数 次数 元」


各「式」の区分図解
  
注意:
この図では「変数」の事を「文字」と称しています。
この図と説明では「単項式」と「多項式」で別のグループとして扱っています。
通常はこの図通りの考え方で問題無いのですが
「単項式とは1つの項と同じ」と見る事ができるのでこれを前提として、
  「整式」グループ内の「多項式」グループ内の一部に
  「1つの項(単項式)」が存在する
  (「1つの項(単項式)」も「多項式」の一部として見る)
のような解釈をする流派も存在します。
その場合、「整式」と「多項式」は同じ意味「整式=多項式」として扱われますので
注意が必要です。



「単項式(項)」とは…(係数、項の次数次式)
「整式」の中には必ず「項」が存在します。
    「実数*実数」「変数*変数」「実数*変数」
  のように「○*○」の「かけ算」を最大限に繰り返した
  以下のような「一番大きなまとまり」
    「2x」「2xy」「abcd」「3x4y」
  を「項」と呼びます。

  「○*○」の「かけ算」を繰り返す形に見えない
    「0.123」「x」
  のような「実数単体」や「変数単体」であってもこれらは、
    「1*0.123」「1*x」
  と同じと見なし「項」と呼びます。

  「割り算」や「分数」の式で、
    「割る数が実数」つまり「分数の分母が実数」
    「○÷実数」「○/実数」
  の式であれば
    「○*(1/実数)」つまり「○*実数」
  のような「掛け算」の式で表す事ができますので「項」と呼べます。
  例えば、
    「(3/4)x」は「0.75*x」と見なし「項」です
    「1/3」は「1*0.333…」と見なし「項」です
    「x÷2」つまり「x/2」は
      「x*1/2」や「x*0.5」と見なし「項」です
  但し、
    「分母(割る数)」に「変数」がある式は「項」とは呼ばないで
    「分数式(有理式)」と呼ぶ
  事に注意して下さい。
  「分数式」(「分母(割る数)」に「変数」がある式)は
  「○*実数」や「○*変数」のような「掛け算」の形に式変形できないので
  「項(単項式)」とも「整式」とも呼べません。
  「分数式」の例
    「1÷x」や「1/x」の式は「分数式」です
    「(2/a)+b」の式は「分数式」です
  「分数式」は「項」ではないので
  「分数式」が入った式は「整式」とは呼べません
  また、
    「ルート√」の中に「変数」がある式は「項」とは呼ばないで
    「無理式」と呼ぶ
  事にも注意して下さい。
  「無理式」(「ルート√」の中に「変数」がある式)は
  「○*実数」や「○*変数」のような「掛け算」の形に式変形できないので
  「項(単項式)」とも「整式」とも呼べません。
  「無理式」の例
    「√x」の式は「無理式」です
    「b+√x」の式は「無理式」です

  「整式」の式の中で「項」は
    「項+項+項−項」
  のように「足す引く」により「項」同士が区切られます。
    「1つの項」のみで出来た「足す引く」が存在しない式が「単項式」
  です。
「項」とは
  これ以上「足す引く」の必要の無い状態で
  ・「実数」と「変数」で、
     「実数*変数」「変数*変数」
   のような「掛け算」を最大限繰り返したもの。
   (例:「2x」「3y」「2xy」「x」「3*4」「3/4」「x/2」)
  ・「実数」や「変数」そのもの。
   (例:「3」「3.14」「x」「a」)
の事です。
「項」の例をいくつか並べます
  「0.123」「x」「xy」「2x」
  「−(3/1)xyz」「−0.4ab」
「分母が実数」の「分数」は「項」です
  「x/2」は「項」
  「a/2*b/3」は「項」
「分母に変数」がある場合「項」ではない
  「2/a」は「項」ではない(式は「整式」ではなく「分数式」となります)
「ルート√」内に「変数」がある場合「項」ではない
  「√x」は「項」ではない(式は「整式」ではなく「無理式」となります)
「単項式」とは
  「1つの項」のみで出来た式を「単項式」と呼びます。

「係数」「定数項」とは…
「変数」に「掛ける定数(数字や変数)」の事を「係数」といいます。
  「0.123」→係数は「なし」(変数が無いので係数が存在しない)
  「3a」→係数は「3」
  「3ab」→「3」は「ab」の係数、「3a」は「b」の係数
  「−x/2」→「(−1/2)*x」なので係数は「−1/2」
  「−x」→「x」の係数は「−1」
「数値のみ(定数)の項」を「定数項」といいます。
  

「項の次数、次式」とは…
「項」の中で「掛けた変数」の数を「項の次数」と言います。
その式が「単項式」であれば「項の次数」の数の「次式」となります。
  「0.123」→この項は「0次数」(変数が無いので0次数)
  「3a」→この項は「1次数」→この式は「1次式」
  「−x/2」→この項は「1次数」→この式は「1次式」
  「3ab」(変数の数が「abb」で3つ)
     →この項は「3次数」→この式は「3次式」
  「−x」(変数の数が「xxyy」で4つ)
     →この項は「4次数」→この式は「4次式」


「多項式」とは…(次式、元)
  複数の「項」同士を足したり引いたりした式の事を
  「多項式」と呼びます。
「項+項+項−項」のように「足す引く」で区切られた複数の「項」
で出来た式の事を「多項式」と呼びます。
「多項式」の例:
  「6x + 4x −10」
  「0.123 + xy − 4abc」

「次式」とは…
「多項式」では「各項」の次数内で「一番大きい次数」をその式の「次式」とします。
  「6x + 4x −10」(「6x → 次数2」「4x → 次数1」)
    「各項」の中で「6x → 次数2」が「一番大きい次数」の為
    →この式は「2次式」です。
  「0.123 + xy − 4abc」(「xy → 次数2」「−4abc → 次数3」)
    「各項」の中で「−4abc → 次数3」が「一番大きい次数」の為
    →この式は「3次式」です。
  「10x + 5y」(「x → 次数1」「y → 次数1」)
    「各項」の中で「次数1」が「一番大きい次数」の為
    →この式は「1次式」です。

「元」とは…
「整式(単項式、多項式)」の式内にある「変数の種類」の総数を「元」と言います。
  「6x+4x−10」→「1元2次式」
  「6x+4y−10z」→「3元2次式」
  「6xyz+2y」→「3元3次式」
  「6xyz+2y」→「3元4次式」
  「6xz+2y」→「3元6次式」


「整式」とは…
  「単項式」や「多項式」の事を大きなくくりで、
  「整式」と呼びます。
  (「整式」の式で「多項式」でない場合、その式は「単項式」です)
「整式=多項式(単項式は多項式に含まれる)」のような扱いをする流派も存在しますが、
実際は「整式={多項式,単項式}」です。
  ・「単項式」は「整式」です。(「3x」)
  ・「多項式」も「整式」です。(「4x−5」)
  ・「単項式+多項式」も「整式」です。(「6x + 4x −10」)
   (「単項式+多項式」は結局「多項式」なので「整式」です)
「整式」の例:
  「0.123」「x」「xy」「x」「−(3/1)xyz」「−0.4ab」
  「6x + 4x −10」
  「0.123 + xy − 4abc」


「分数式」とは…
  「分数」の式で「分母」に「変数」がある場合、
  「分数式」と呼びます。
「分数式」の例:
  「1/x」
  「(x+1)/(x+1)」
  「2/(x+4x+1)」


「有理式」とは…
  「整式」や「分数式」の事をおおきなくくりで、
  「有理式」と呼びます。
  (「有理式」の式で「分数式」でない場合、その式は「整式」です)


「無理式」とは…
  「有理式」でない式は全て「無理式」と呼びます。
「無理式」とは「ルート√」の中に「文字(変数xや変数yなど)」が含まれた式の事です。
  「√(x + 1)」の式は「無理式」です
(「ルート√」の中が「実数」のみの場合は「有理式」です)

ちなみに、
「y = √x」などの関数式の事は「無理関数」と呼びます。




C# 統計・微分積分・線形代数への道
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以下のサイトを参考にしました。

単項式,多項式,整式
https://mathtrain.jp/seishiki

多項式と整式の違いを教えて下さい
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10120910555

数学記号の表
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0%E5%AD%A6%E8%A8%98%E5%8F%B7%E3%81%AE%E8%A1%A8

数式記号の読み方・表し方
http://izumi-math.jp/sanae/report/suusiki/suusiki.htm




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