| ちょっと進んだ数学 |
新しく作ったページです('02.1.8)
このページでは,高校数学では習わない
ちょっと進んだ内容で,
面白いと思われるものを
適当に拾い上げていきます.
図を見るだけでも面白いと思います.
また,個人的な趣味を反映して
かなり応用数学に偏ると思います.
気楽に眺めてみてください.
1. 複雑(カオス)力学系 … ストレンジ(奇妙な)・アトラクタ-
最近(といっても5年ほど前),一斉を風靡した
複雑系.複雑系と一言で言ってもその適用範囲
は大変広く,多岐にわたる.代表的な例としては
人間の脳や,免疫システム,株価の変動,
気象システム(天気予報など)などがある.
まずは,下の図を見てもらおう.
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何やらゆっくりと動き始めた. |
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奇妙な2つの円(?)を描き出したようだぞ |
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どうやら,この2つの円(?)からは抜け出ない みたいだ!! |
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これは,「ローレンツ・アトラクター」といって,気象学者の
ローレンツさんが発見したものである.
その正体は,次の,非常に簡単な
3本の連立(微分)方程式の解なのである!!
これはもともとは,大気の状態の変化を表す数学モデル(微分方程式)
を簡略化したもので,r,b,シグマは正の定数(パラメータ)である.
この3つのパラメータをいろいろと変えると,上のグラフの形も
大きく変化する.今の場合r=28,b=8/3,sigma=10としてある.
上の3つのグラフは,点(x,y,z)が時間とともにどのように動いたか
の軌跡を表しており,1番上が10秒まで,2番目が100秒まで,
1番下が1000秒まで動かしている.
ストレンジとは「奇妙な」,アトラクターとは,「どんどん
引き込まれていくもの」(atract:魅了する,ひきつける)と言う
意味で,アトラクターは点のときもあれば,このように変な図形の
ときもあり,きれいな円のときもある.
ローレンツ・アトラクターは,確かに奇妙な形で,ちょっと興味を
引かれませんか?
今回は,カオス力学系と呼ばれる分野のローレンツ・アトラクターを紹介
しました.が,実はカオスと呼ばれるものには,大別して
決定論的カオス と, 確率論的カオス
があります.このカオス力学系は,決定論的カオスの一つです.
確率論的カオスの一つとしては,経済学(金融工学)における
数理ファイナンス(市場モデル,株価の変動,保険のオプションの
価格付けなど)の問題などがあります(正確には,これらは,
確率微分方程式の応用).
>>モデル(建設中),力学系(建設中),気象(建設中), 数理ファイナンス(建設中)
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