アキレスと亀

こんにちは。KECの塾・予備校部門,高槻本校の数学・理科担当の川渕です。
夏期集中講座も終了し,9月7日(水)から,いよいよ本科授業を再開します。
いろいろ準備が大変でしたが,なんとか間に合いそうです。

ところで,紀元前のギリシャの哲学者ゼノンが唱えた有名な逆説「アキレスと亀」をご存じでしょうか。
アキレスとは,アキレス腱でおなじみ(?)のギリシャ神話に登場する英雄で,とても足が速かったそうです。
そんな俊足のアキレスが,前方にいる鈍足のカメを追いかけます。
ふつうに考えればアキレスがカメを追い越しそうなものですが,ゼノンはこう言います。

アキレスがはじめに亀のいたところに追いついたときには,亀はわずかに前進している。
ふたたびアキレスが追いかけて亀がいたところに追いついたときには,さらに亀はわずかに前進している。
これを繰り返すかぎり,アキレスは亀に追いつくことはできない。

こう言われると,なんだか,追い越せない気がしてきますが・・・
もちろん,そんなことはありません。
アキレスは亀を追い越すはずなので,ゼノンの逆説,なにかがおかしいです。
どこがおかしいか,わかりますか?

ということで,ゼノンの説明をScratchで再現してみました。
アキレス役を猫,亀役を怪しいUFOが担っています。
2人の間は,はじめ,距離L離れているとします。
アキレス(猫)の速さが亀(UFO)の2倍の時,アキレスが2L進めば亀に追いつくはずなのですが・・・


 
2人の距離は徐々に狭まってくるのですが,アキレス(猫)は追いつけません。
動画では8回でやめましたが,この追いかけっこは「無限」に繰り返されます。
「無限」といわれると永遠に追いつけなさそうな気にさせられるのが,この逆説の難しいところ。
無限に繰り返されますが,アキレス(猫)と亀(UFO)の進んだ距離の和や時間の和は,有限の値に収束します。
この場合,アキレス(猫)が進んだ距離の和は2Lになり,亀(UFO)の進んだ距離の和はLになるので,無事,アキレスは追いつきます。
無限にある数の和が有限になるのは不思議な気がしますが,これは,数IIIで習う無限等比級数で計算ができます。
結局,ゼノンの逆説は,アキレス(猫)が亀(UFO)に追いつくまでの様子を説明しているのでした。

高校2年生の皆さんは,数IIの終盤で微分・積分を習います。
ここで本格的に無限の取り扱いが始まります。
さらに数IIIでも微分・積分を習います。
大学でも理工系や経済系などでは,やっぱり微分・積分を習います。
人体でいえばアキレス腱なみに大事な微分・積分。
しっかり学んでおきたい皆さんは,この機会に,ぜひKEC高槻本校までお問い合わせください。

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分身

こんにちは。KECの塾・予備校部門,高槻本校の数学・理科担当の川渕です。
いよいよ春期集中講座が近づいてきました。
塾探し,予備校探しをする人が増えるこの季節。
高槻本校にもおかげさまで体験生がたくさん来ていて,忙しい日々を過ごしています。
あまりにも忙しくて「分身出来ないかな・・・」と思った私は,思い余って,反復横跳びをしてみました。
・・・さすがに分身出来なかったので,恒例のスクラッチでコードを書いて謎のUFOに頑張ってもらいました。

始めの1往復は1秒で,2往復目は1/2秒で,3往復目は1/2秒の1/2の1/4秒,4往復目は1/4秒の1/2の1/8秒・・・
と,往復するたびに所要時間を1/2にしながら,それを100回繰り返すコードを書きました。

理論上,100往復目にかかる時間は2の100乗分の1秒で,およそ100の30乗分の1秒,すなわち,1000兆分の1秒のさらに1000兆分の1の時間で往復することになります。
しかし,実際にはそんな短時間で往復できないので,どこかでUFOは速さの限界に達しています。

※もし限界に達していなかったら,1+1/2+1/4+1/8+…は2に収束するので,100往復するのにかかる時間は2秒未満のはずですが,動画をみると100往復に20秒以上かかっています。

こうして限界まで頑張ったUFOですが,分身するのはなかなか難しかったようです。

さて,イベントが目白押しの高槻本校では以下の講座の受講生を募集中です。

新高3無料公開講座[3/22(火)最終]

新中1スタートダッシュ講座[3/24(木)開講]

■春期集中講座(小学生中学生高校生)[3/24(木)開講]

プロクラ体験教室[3/27(日)]

■小学英語1か月体験[4/8(金)以降]

おかげさまで多数の問い合わせをいただいている高槻本校では,分身する代わりにミルク先生と協力しながら対応をしています。
この機会に,KEC高槻本校の各種講座を体験してみたい・・・という方は,ぜひ,KEC高槻本校までお問い合わせください。
講座によっては限界に近づいていますので,ご興味がございましたら,お早めにお問い合わせください。

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