TOP

Home  >  ブログ  >  時空 解  >  数学  >  やっと気付いた $ p^0=1 $ と定義する意味の一例…p321 Exercises 7

時空 解 さんの日記

 
2019
3月 5
(火)
10:20
やっと気付いた $ p^0=1 $ と定義する意味の一例…p321 Exercises 7
本文
皆さん遅くなりましたが、おはようございます。時空 解です。
 
昨日悩んだ数学の問題、p321 Exercises 7 に付いてブログを見返してみると、去年の9月9日にも悩んでいることが分かります。
   
この問題 (p321 Exercises 7) を解くためには、p308 の 基本例題7を理解しないといけない…とブログには書かれています。が、これってちょっと的外れです。この時にはまだ理解が足りていなかったのでこんなことを書いてしまっています。
 
申し訳ありません。m( _ _ )m
 
もちろん p308 の 基本例題7も理解していないと p321 Exercises 7 は解けませんが、本当は次の p309 の基本例題8の方が大切です。
基本例題8の指針に書かれている内容を理解することが大切です。
 
ではここで、 p309 の基本例題8 を書いてみます。
 

基本例題8 約数の個数と総和
540 の正の約数は全部で何個あるか。また、その約数の和を求めよ。

指針
( 丸写しは止めておきます。でもここに $ p^0=1 $ と定義される旨のことが書かれています。これが重要なんです )
 
解答
$ 540 = 2^2 \cdot 3^3 \cdot 5 $ であるから、540 の正の約数は、
  $ a=0,~1,~2 $; $ b=0,~1,~2,~3 $; $ c=0,~1 $;
として、 $2^a \cdot 3^b \cdot 5^c $ と表される。
(約数の個数) $ a $ の定め方は3通り。
 そのおのおのについて、$ b $ の定め方は4通り。
 更に、そのおのおのについて、$ c $ の定め方は2通りある。
 よって、積の法則により  $ 3×4×2=24 $ (個)
(約数の和) $ 540 $ の正の約数は
     $ (1+2+2^2)(1+3+3^2+3^3)(1+5) $
 を展開した項にすべて現れる。よって、求める和は
     $ (1+2+2^2)(1+3+3^2+3^3)(1+5) $
     $ =7×40×6=1680 $
 
この解答をみても当時の私は、その意味を理解できませんでした。理解出来ないものだから、下記のようなブログを書いている始末です。

本当の数学って何だろう…?
 
この基本例題8に付いて、自分が理解できていなかった点は、下記の1点。
$ 2^0 $、$ 3^0 $、$ 5^0 $ の意味
です。
 
問題に出で来る数字 $ 540 $ を素因数分解すると $ 2^2 \cdot 3^3 \cdot 5 $ ですよね。もっとキチンと書くと
$ 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 5 $
です。この式に出てくる数字 $ 2 $ とか $ 3 $ とか $ 5 $ を全部掛け合わせると $ 540 $ になります。これって約数の一つですよね。
素因数分解して出て来た数字 $ 2 $ を一つ選んで作る数字 $ 2 $ も約数ですし、二つ選んで作る数字 $ 2 \cdot 2 = 4 $ も約数です。
$ 3 $ の場合も一つ、二つ、そして三つ選んで作る数字 $ 3,~9,~27 $ も約数です。

では、数字 $ 2 $ とか $ 3 $ とか $ 5 $ を一つも選ばない、つまり一つも使わないで作る数字…これはいくつになるでしょう…?
 
これが $ 2^0 $、$ 3^0 $、$ 5^0 $ の意味です。
 
$ 540 $ の約数には $ 1 $ もありますよね。これを $ 2^0 \cdot 3^0 \cdot 5^0 $ で表現できるのです。

このことに、以前は気付く事ができませんでした。指数の定義として $ p^0=1 $ と言うのがありますよね。その定義が必要な意味を、この基本例題8で想い知らされた気がしています。
(約数の和) のところで出てくる数式

$ (1+2+2^2)(1+3+3^2+3^3)(1+5) $
$ =7×40×6=1680 $

この中に出てくる $ (1+2+2^2) $ の $ 1 $ は $ 2 $ を選ばない、と言う意味の $ 1 $ です。$ (1+3+3^2+3^3) $ も $ (1+5) $ の $ 1 $ も同じです。
$ 2 $ を選ばずに約数を作るには $ 3 $ とか $ 5 $ を選んで掛け合わせるわけですが、$ 2 $ を選ばないからと言って、それを $ 0 $ にしてしまったら $ (0) \cdot (3) \cdot (5) = 0 $ になっちゃうからね。
 
では今日も休日を始めます。休日の充実こそ、人生の充実です。

応援してね。
千里の道も一歩から。そしてその道は登り坂です。ローマは1日にして成らず、です。

(ポチッとブログ村のバナーをクリックしてね)


「小さな習慣 ( 良い習慣化計画 ) 」の実施状況
★ 習慣作りのための、小さな課題 ☆ 実施状況
 2階に上り降り時、懸垂1回 (ボルダリングの体力獲得)  
学習の気分転換

  完全懸垂2回 + 懸垂 3回  

 そろばんの練習5問 (暗算の獲得)  
数学の学習前

  加減算 できず

  乗算 せず

 数学の問題 1問 (物理学の数式の理解力の獲得)  
90分

 チャート式 数学 白II+B:できず  

 チャート式 数学 青I+A:〇3,↑1 (p321)  

 数学の答え合わせは後でまとめてやる:〇  

 1.5時間 机から離れず、パソコンの画面も見ずに数学の学習に取り組む:×  

 規則正しい生活  
 基本習慣

 昨日・寝床に入った時間:午前00時05分

 今朝・7時に布団から出る:7時15分

朝 --- ブログの投稿 ---


閲覧(2028)
コメントを書く
コメントを書くにはログインが必要です。
メインメニュー
ログイン
ユーザー名:

パスワード:



日記投稿者リスト
カレンダー
月表示
カテゴリー
にほんブログ村リンク