楽教塾1

次回の楽教の会で,ベクトルの内積の模擬授業を行う.

教える内容を細かく分割せよ.

・ベクトルについて:                    1分
 方向と大きさをもつものがベクトルである.(パワーポイント),座標とともに図示する.(ホワイトボード)
 例 ある地点から見た別の地点の位置
スカラーについて:                    1分
 向きを持たず,大きさだけのものがスカラーである.(パワーポイント)
 ペットボトルの中のコーヒーの量 (実物)

スカラーはベクトルのなかで,要素が1つしか持たないものと考えてもよい.

スカラーの具体的な他の例について質問する.        1分

・ベクトルの具体的な他の例について質問する.        1分

・数値を代入した2次元ベクトルの内積の演算をホワイトボードで例示する.同じ要素ごとの掛け算をし,その和をとることをわかってもらう.          1分
・実際の数値を入れた2次元のベクトルで算出してもらう.   3分
 同じ要素ごとの掛け算をしたものの和を取る内積の演算に慣れる.
 パワーポイント(2段階)

・ベクトルの内積の具体例を示す必要がある.ベクトルの内積は役立つものであり,興味を向けたい. 1分

・ベクトルの内積のメリット
 距離がわかる
 角度がわかる
 成分を取り出せる
 何次元でも使える
 統計学でも使える
 物理学でも使える
 信号処理にも使える
 コンピュータ・グラフィックにも使える

・cos関数を用いて内積スカラー値がどのようになるか?
 まず,大きさが1のベクトル2つについての内積を図式解説する 2分
 この際にx軸に対して角度θ(deg)のベクトルの要素は(cos (θ),sin(θ))であることを導入する.
 この導入は,x方向からみたベクトルの長さをコサイン,y方向からみたベクトルの長さをサインと呼
 びますよ,という約束ごととして踏まえてもらう.       2分
・計算機でもこの約束事は通用していることを,cos(60deg)やsin(30deg)等をgoogleから検索した計算機で入力し,体感してもらう.難しく考える必要がなく,計算機が答えを出してくれるものであり ,使えればよいことを納得してもらう.計算機ではじき出した結果について,発表してもらう.  10分
                               
・これらのベクトルの内積の値はcosを用いてどのように表されるか?質問し,わかった
 人に答えてもらう.わからなければ,図式を見ながらこちらが答える.     2分
・長さが1でない場合について,内積の値はcosを用いてどのように表されるか?質問し,わかった人
 に答えてもらう.わからなければ,図式を見ながらこちらが答える. 2分 これは要らないかも.

・太陽光の場合,内積は何を意味するか?質問する.正味の受ける光量を意味する.あるいは,パネルに法線方向の光量ベクトルの成分を表す.内積をとることで,ある考えている方向の成分を取り出せることができることを伝える. 2分