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微分

社会でどう使われるか

「瞬間の変化率」を求める微分は、AIが賢くなる仕組み(勾配降下法)、物体の運動方程式、企業の利益最大化まで、現代科学技術の最重要道具。

まず、やさしく

微分は「その瞬間の傾き」を求める道具です。小学校で描いた速さのグラフの傾き、中学の一次関数の変化の割合。それを、曲線の一点にまで細かくしたものです。

要点

微分の定義

f'(x) は x における関数の「瞬間的な傾き」。極限でΔx→0 としたときの変化率の極限。

べき関数の微分

最重要公式。xのn乗の微分は「次数を係数に降ろし、次数を1下げる」。

微分の意味(傾きと最大・最小)

f'(x) > 0 → 増加中、f'(x) < 0 → 減少中、f'(x) = 0 → 極大・極小の候補。利益関数を微分して=0とおくのが「利益最大化」の数学的解法。

積の微分・商の微分

2つの関数の積や商を微分するルール。実用で頻出(例:価格×数量の利益関数を微分するとき)。

合成関数の微分(チェーンルール)

外の関数と内の関数に分けて微分する。AIの誤差逆伝播(バックプロパゲーション)はこれの多重適用。

図で見る

曲線の一点での傾き=接線
xyy = x²x=2 での接線 y = 4x − 4(2, 4)

y' = 2x なので、x = 2 での傾きは 4。接線はその傾きで点を通る直線。

この単元を使う職業

AIリサーチャー¥1500万

制御システムエンジニア¥800万

経済学者・計量経済学者¥900万

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