ねこぱぱ問題に挑戦!
 中学生にも解ける!
大学入試問題(数学)
 


第10話 『行列』君のすごい技(わざ)!



●これが「ねこぱぱ」マークです!

 突然ですが、これが「ねこぱぱマーク」です。
 どこかで見かけたら、思い出して下さいね!

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●行列のかけ算(第9問)を思い出してみましょう

 第9問では行列の計算を勉強しましたが、覚えていてくれるでしょうか??

 今回は「行列のかけ算」が中心となりますので、思い出してみましょう・・



 っていうのを思い出して下さいね。今回はこれだけでOKです。

 忘れちゃった人は、こちら(第9問)をもう一度おさらいしてみてね。


●行列で「ねこぱぱマーク」を変換してみよう!

 さて、先ほどの「ねこぱぱマーク」を、行列のかけ算で移動してみましょう。

 まず、方眼紙に、次の点を結んで「ねこぱぱマーク」を描いてみて下さい。


   左のみみ (2、5)→(3、7)→(4、5)

   右のみみ (5、5)→(6、7)→(7、5)

   左のひげ (1、2)→(3、3)→(1、4)

   右のひげ (8、2)→(6、3)→(8、4)


 下の図のような、「ねこぱぱマーク」が描けると思います。

    

 さて、この図を描いた12個の点を、次の行列で移動してみましょう。

   

 例えば、一番最初の(2、4)という点は・・

   

 という計算から、(−4、2)という点に移ることにするわけです。

 いくつか計算すると、どのように移す計算かわかるかもしれませんが、
 新しい「ねこぱぱマーク」は、次のような点で描かれることになります。

   左のみみ (−5、2)→(−7、3)→(−5、4)

   右のみみ (−5、5)→(−7、6)→(−7、7)

   左のひげ (−2、1)→(−3、3)→(−4、1)

   右のひげ (−2、8)→(−3、6)→(−4、8)

 これを先ほどの「ねこぱぱマーク」と同じ方眼紙に描いてみると・・

    

 「ねこぱぱマーク」が横を向いて寝てしまいましたね! 


●行列による『一次変換』って言いますが・・

 ちょっと用語が難しくなりますが、この様に、ある点を行列のかけ算を
 利用して別の点に移すことを、行列による『一次変換』と言います。 

 少し前までは高校の数学でもこの『一次変換』を習っていたのですが、
 1994年からはカリキュラム(高校で勉強する内容)が変わった時に
 消えてしまいました・・・

 理系の大学や、文系も経済学部などへ進むと『一次変換』を習います。


 『行列』を変えれば「ねこぱぱマーク」もいろいろな形に変わります。
 面白い変換の行列が見つかったら、ねこぱぱにも教えて下さいね!!



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