有名問題・定理から学ぶ数学

Well-Known Problems and Theorems in Mathematics

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サイトの方針

こだわり

 著者が教材の制作において最も重視しているのは,
  • 問題の価値 (普遍的である・特別な意味をもつものであること)
  • 問題の動機 (天然由来である・自然な着想に基づくものであること)
の $2$ つです.
 数学には, 非常に解き応えのある重要な問題があります. それは,
  • 有限種類の正多角形で平面を敷き詰める方法をすべて決定せよ
  • 一定の長さのひもで囲むことのできる領域の面積の最大値を求めよ
のように, いわゆる「決定問題」「最適化問題」などの,
遍く対象に対して決定的な解決をもたらす問題
であり, その解は定理と呼ばれます. このような普遍的な問題を解決すること, つまり既知の定理から新たな定理を導くことこそ, 数学の核心であり, 醍醐味であります. その中でも,
「天然由来」の問題, つまり自然界や日常に潜む素朴な問題
は, 多くの数学者の心をひきつけてきました. その解き応えを知ってしまったら, 試験のために作られた恣意的な計算問題などは, 取るに足らない問題となってしまうでしょう.
 しかし, このような価値ある問題も, 中学や高校の数学の授業で扱われることは珍しく, 多くの学生に存在さえ知られていないというのが悲しい実情です. 中学や高校の数学の問題集では, 容易に「数値替え」のできる計算問題が多く扱われています. そのため, 公式を使って計算問題を解くことが数学であると勘違いしている学生が少なくありません. 「数値替え」のできる計算問題では, 類題を解くための技術を身につけるという目的があるとしても, 個々の数値がもつ意味はかなり限定的です. 普遍的な価値をもつ「良問」に出会う機会の少ないことが, 多くの学生が「数学は何の役に立つのか」という疑問をもつ原因なのかもしれません.
 数学は, 計算問題以上にスケールの大きい問題を扱う学問です. 定理の証明問題は, 計算問題と比べると試験での出題率が低く, マイナーなイメージがあるかもしれませんが, 長い目で見ると文字通り次元の違う適用範囲をもちます. 特別な意味のない計算問題をいくら解いても, 無限の範囲をカバーする定理の証明問題を解く価値には遠く及びません. 「数値替え」できない普遍的な問題にこそ, 解く価値があります. 特にコンピューターが発達した現代では, コンピューターで解けない問題を解くことや, プログラミングに必要な定理の仕組みを理解することが重要になってきています. 数学という学問の本質に照らし合わせたならば,
個々の数値を含めて細部に至るまで明確な動機をもつ問題
こそ, 真の「良問」であり, 現代の我々が力を入れて取り組むべき問題ではないでしょうか.
 このサイトでは,細部に至るまで「問題の価値」と「問題の動機」にとことんこだわって問題を作っています. 数学本来の醍醐味を味わい, 問題解決に至るさまざまな考え方を通して真の数学の実力を養っていただければ幸いです.
※一般化が難しい一部の問題では, First Example と呼べる数値を扱っています.

高校数学

 このサイトでは,
問題設定・数値設定の動機が明確で素朴な問題
のうち,
  • 古典的な (歴史的によく知られた, 由緒ある) 問題, または
  • 重要な定理・深い理論的背景に基づいた問題, または
  • 応用面で重要な問題
「有名問題」と呼びます. その中から, 特に
高校数学の重要な概念・定理・公式を学ぶのにふさわしい問題
を取り上げ, 効率よく数学の本質を学べるようなサイトを目指しています. 多少難しい問題もありますが, まずはこのような価値ある問題があることを知って, それを解くことを目標に勉強を進めてみてください. きっと数学の意義深さ, 楽しさを感じてもらえると思います.
 洗練された「有名問題」を集めるため,「典型問題」「頻出問題」「伝説的問題」であっても, 数値設定の動機が不明確であるなど, 上記の条件を満たさない問題は, 基本的に取り上げていません.
 特に大学入試では, 「有名問題」やそのアレンジがよく出題されています. 「有名問題」を一定数解いていくことで, 数学的センスを磨き, 幅広く深い知識を身につけながら, 効率よく実力を伸ばすことができるので, 皆さまの受験勉強にぜひお役立てください.

数学一般

  • 代数学を中心とする数学の諸定理・証明を少しずつ紹介していく予定です.
  • 専門書でもあまり紹介されることのない基本的で有用な定理も公開していきます.

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