読書ノート

環境のための数学

大学初級の(環境科学コースの)数学の教科書として書かれた本にちがいない。 (1変数の)微分と積分、(1階線形)微分方程式に関する 基本的な計算ができることをめざした教材で、 とくに指数関数と対数関数に焦点をしぼっているところに特徴がある。 この2つは相互に逆関数なので、ひとつの話題と言ってもよい。 記述のふんいきは高校の数学の教科書と似た感じで、 大学の数学の教科書にしては抽象度が高くない。

環境にかかわる数学はもちろんこれだけではないが、 確かに指数と対数は環境にかかわる定量的議論に欠かせない。 数値の表現に、10のなん乗という指数表現を使うことがよくあるし、 pH、音圧レベルのデシベル、地震のマグニチュードのように 本来の数値の対数に比例する数値を使って表現される量もある。

放射性同位体の核の壊変のように、 時間あたりの変化量が現在量に比例する問題は、 簡単な微分方程式の形に書けて、解は時間の指数関数になる。 人口をはじめとする多くの量が、近似的にこの式で表現できる。 現実にある資源や空間の制約を考慮すると式は変形されて ロジスティック(logistic)式と呼ばれるものになる。

わたしの考える問題は、微分方程式の形に書けても、そのままでは解けず、 近似的数値解を求めるしかないことが多い。 しかし、かかわる要因を減らして単純化した問題を考えると、 本書に書かれた微分方程式になることが多い。 したがって、わたしの授業を受ける人で、 本書に書かれたような概念をまだ理解していない人には、 本書は勧められる本だと思う。


2008-04-20; 更新 2009-01-13
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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