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【初心者向け】偶奇性(Evenness)概念と共役関係(Conjugated Relation)概念の連続性について。

Last updated at Posted at 2020-11-27

そもそも偶奇性(Evenness)とは一体何なのでしょう?

#偶数(Even)と奇数(Odd)

偶数(Even)=2n

c0<-seq(-5,5,length=11)
c1<-c0*2
#出力結果
> c1
 [1] -10  -8  -6  -4  -2   0   2   4   6   8  10

奇数(Odd)=2n+1

c0<-seq(-5,5,length=11)
c1<-c0*2+1
#出力結果
> c1
 [1] -9 -7 -5 -3 -1  1  3  5  7  9 11

加算(Addition)

  • 偶数偶数偶数
  • 偶数奇数奇数
  • 奇数奇数偶数

乗算(Multiply)

  • 奇数×奇数奇数
  • 奇数×偶数偶数
  • 偶数×偶数偶数

偶数とは要するに「素因数分解した時、要素に素数2を含む数」であり、素数2は以下の操作によってその数の要素から生滅する訳ですね。
【Rで九九】どうして36個の数字しか使われないのか?

  • 奇数の加算によって滅っする(2n+2n+1→2m+1)。
  • 奇数同士の加算によって生じる((2n+1)+(2n+1)→2m+2→2m)。
  • 偶数奇数を掛けても生じる((2n+1)×2n=2m+2n=2l)

従って奇数同士の掛け算の結果は自明の場合(Trival Case)として奇数となるのです。

#偶関数(Even Function)と奇関数(Odd Function)
数学上の定義はこうなってます。
偶関数と奇関数の意味,性質などまとめ

  • 任意の実数xに対してf(x)=f(−x)を満たす関数を偶関数(Even Function)という。なお数値積分integrate(f(x),lower=-a,upper=a)の結果は2*integrate(f(x),upper=0,lower=a)となる。
  • 任意の実数xに対してf(x)=−f(−x)を満たす関数を奇関数(Odd Function)という。なお数値積分integrate(f(x),lower=-a,upper=a)の結果は0となる。

加算(Addition)

  • 偶関数偶関数偶関数
  • 奇関数奇関数奇関数

乗算(Multiply)

  • 奇関数×奇関数偶関数
  • 奇関数×偶関数奇関数
  • 偶関数×偶関数偶関数

ちなみに「対称的なものと交代的反対称的なものに分解するための恒等式x=(x+y)/2+(x-y)/2を用いると任意の関数を偶関数奇関数の和に分解できます。
行列・関数・多項式に共通する有名な性質
オイラーの公式Eulerean Formula)」e^Θi=cos(Θ)+sin(Θ)iを導出したマクローリン級数 (Maclaurin series) 概念の出発点?
【Rで球面幾何学】オイラーの公式を導出したマクローリン級数の限界?
image.gif

偶関数(Even Function)の代表例Cosine波(Cosine Wave)
Rplot04.png

#グラフ化してみる。
plot(cos,xlim=c(-pi,pi),ylim=c(-1,1),main="Cosine Wave")
abline(h=0,col=rgb(1,0,0))
abline(v=0,col=rgb(1,0,0))

数値積分の結果

> integrate(cos,lower=-pi,upper=pi)
4.359836e-16 with absolute error < 4.5e-14 
> round(4.359836e-16,digit=8)
[1] 0
> integrate(cos,lower=0,upper=pi)
4.402787e-17 with absolute error < 2.2e-14
> round(4.402787e-17,digit=8)
[1] 0
> 0*2
[1] 0

奇関数(Odd Function)の代表例Sine波(Sine Wave)
Rplot05.png

plot(sin,xlim=c(-pi,pi),ylim=c(-1,1),main="Sine Wave")
abline(h=0,col=rgb(1,0,0))
abline(v=0,col=rgb(1,0,0))

数値積分の結果

> integrate(sin,lower=-pi,upper=pi)
0 with absolute error < 4.4e-14

ちなみにSine波/Cosine波の数値積分の別区間は以下。
【初心者向け】半径・直径・円周長・円の面積・球の表面積・球の体積の計算上の往復

#偶奇性(Evenness)概念の起源について。
原始座標群(Primitive Coordinate Group)=距離も方角も観測不能な極座標系(Polar Coordinate System)」概念から出発します。この段階ではまだ偶奇性(Evenness)概念は存在しません。
【無限遠点を巡る数理】原始座標群なる「事象の墓場」概念の設定
image.gif

Inf(inty)/Inf(inty)=1の概念を追加すると、かかる演算(Operation)の敷衍結果として、これを中点(Midpoint)とする半分の概念、およびこの操作の相似形としての2倍の概念が同時追加されます。禁止が解除になる感覚?

Index Harf Base Double
1 -Inf 1/(2^Inf):=0 1/(2^Inf):=0 1/(2^Inf):=0
2
3 -3 1/(2^4)=1/16 1/(2^3)=1/8 1/(2^2)=1/4
4 -2 1/(2^3)=1/8 1/(2^2)=1/4 1/(2^1)=1/2
5 -1 1/(2^2)=1/8 1/(2^1)=1/2 2/2=1
6 0 1/2 2/2=1 2^1=2
7 1 2/2=1 2^1=2 2^2=4
8 2 2^1=2 2^2=4 2^3=8
9 3 2^2=4 2^3=8 2^4=16
10
11 Inf 2^Inf:=Inf 2^Inf:=Inf 2^Inf:=Inf
library('xtable')

target_index<-c("-Inf","…","-3","-2","-1","0","1","2","3","…","Inf")

target_base<-c("1/(2^Inf):=0","…","1/(2^3)=1/8","1/(2^2)=1/4","1/(2^1)=1/2","2/2=1","2^1=2","2^2=4","2^3=8","…","2^Inf:=Inf")

target_harf<-c("1/(2^Inf):=0","…","1/(2^4)=1/16","1/(2^3)=1/8","1/(2^2)=1/8","1/2","2/2=1","2^1=2","2^2=4","…","2^Inf:=Inf")

target_double<-c("1/(2^Inf):=0","…","1/(2^2)=1/4","1/(2^1)=1/2","2/2=1","2^1=2","2^2=4","2^3=8","2^4=16","…","2^Inf:=Inf")

Regula_falsi00<-data.frame(Index=target_index,Harf=target_harf,Base=target_base,Double=target_double)
library(xtable)
print(xtable(Regula_falsi00),type = "html")
  • すなわち0加法単位元(Additive Identity)とする加法整数群Zn(n=-Inf→0→Inf){-Inf,…,-3,-2,-1,0,1,2,3,…,Inf}概念が使用可能になると同時に(これを添字集合とする)1を乗法単位元(Multiplicative Identity)とする(Group)2n(n=-Inf→0→Inf){1/Inf:=0,…,1/(2^3)=1/8,1/(2^2)=1/4,1/2,2/2=1,2,2^2=4,2^3=8,…,Inf/1:=Inf}およびそのデカルト積(Cartesian product)の概念もまた使用可能となるのである。
  • 同時に「周期の問題」として偶数系(Even System)と奇数系(Odd System)の概念も自明的な場合(Trival Case)として使用可能となる。

image.gif

#共役関係(Conjugated Relation)概念の導入

共役関係(Conjugated Relation)は、この際に導入されるのがただの素数2ではなく、(Group)2n(n=-Inf→-3,-2,-1,0,1,2,3→Inf){0,…,1/8,1/4,1/2,1,2,4,8,…,Inf}である事から生じるのです。
【初心者向け】複素共役のアニメーション表示について。
2次元上の見え方
image.gif
3次元上の見え方
image.gif
image.gif
image.gif

この数理は当然「既存関数では半円しか描けない」問題とも関係してきます。
【Rで球面幾何学】「半円しか描けなかった」世界の思い出?
image.gif
image.gif

実は「半分」になるだけでなく「」となるケースもあります。地球上の座標を表す経緯度法(Longitude and Latitude)で緯度(Latitude,-90度~90度)が経度Longitude,-180度~180度)の半分なのは何故でしょう? 三次元極座標系(Polar Coordinate System)において緯度に対応する角度θ(0~π)が経度に対応する角度φ(0~2π)の半分なのは何故でしょう? 全周分使うと球面上を2周してしまうからなんですね。

image.png

二次元空間(円弧)におけるデカルト座標系(x,y)極座標系(r,φ)の相互変換

  • 原点(0,0)からの距離r=sqrt(x^2+y^2)
  • φ=-(atan2(x,y)-pi/2)
  • x=r×cos(φ)
  • y=r×sin(φ)

三次元空間(球面)におけるデカルト座標系(x,y,z)極座標系(r,φ,θ)の相互変換

  • 原点(0,0,0)からの距離r=sqrt(x^2+y^2+z^2)
  • φ=-(atan2(x,y)-pi/2)
  • θ=-(atan2(sqrt(x^2+y^2+z^2),z)-pi/2))
  • x=r×sin(θ)cos(φ)
  • y=r×sin(θ)sin(φ)
  • z=r*cos(θ)

【初心者向け】半径・直径・円周長・円の面積・球の表面積・球の体積の計算上の往復
メルカトル図法 - Wikipedia
350px-Mercator-projection.png
image.gif

とりあえず、偶奇性(Evenness)概念と共役関係(Conjugated Relation)概念の連続性について示せたので以下続報…

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