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2変数関数のグラフについて
超初歩的な質問です
https://www.youtube.com/watch?v=UWFTIEIruyc
この動画の6:40にある2変数関数のグラフが上手く想像できません。
よければ解説お願いします
回答
a a さん、こんにちは。初めての方ですね。よろしく。
想像することのお手伝いは難しいです。
平面の上に山があるとして、平面上のある点ごとにやまの標高が決まります。
そのような状況で、「位置P(x,y)を決めれば標高zが決まる」といえるので、
z=f(x,y)という関数表現ができます。この関数と起伏のある土地とは対等で、その関数は土地の表面の標高を表している、土地の表面はその関数を表しているといえます。これが「この関数のグラフは土地の表面だ」というのですね。
一般に1つの(x,y)の組に一つのzの値が決まるとき、zはx、yの関数だと言えて、平面(xy平面)に対して垂直にz軸を取れば、座標が(x、y、z)である点GがP(x、y、0)の真上に取れます。Pの近くにP'(x’、y’、0)があり、z’=f(x’、y’)であれば(P'での標高がz’)Gのすぐそばに点G'(x’、y’、z’)がとれますね。このようなことをxy平面全体でやっていけば、G,G',G''…と点がたくさん(無限に)とれ、それらは全体として面を作ります。その面が関数のグラフです。
1変数ではxに対してy=f(x)のグラフはⅹ軸上の(x、0)の真上に点(x、y)をとり、そういうのの集合が結果として曲線(これをグラフという)になるように、2変数では(x、y)に対してz=f(x、y)のグラフはxy平面上の(x、y、0)の真上に点(x、y、z)をとり、それら全体が結果として面(普通は曲面)になるのです。これが2変数関数のグラフです。
これで大丈夫ですか?
ここでは会話型を目指しています。これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄になにか返事を書いてください。返事がないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわからないのです。コメントよろしく。
わざわざ回答ありがとうございます。 zはx,yが決まると定まる。つまり、x,yの数値によってz(高さ)が高くなったり低くなったりするので、様々なパターンを描くと最終的に横から見たときに曲面のように見えるということで合ってますか?
ま、そういうことですが、横から見なくてもz=f(x,y)を満たす点(x,y,z)が無数に集まって曲面を作っているというのが正しいです。これでどうでしょうか?
理解できました! ありがとうございます
それならよかったです。