モジュール詳細:偏微分
偏りなく単位を習得することはできないみたい……。
このモジュールは三項関数を3つの変数x, y, zで表示する。式の各項において、変数は0から5(端点を含む)の整数乗で示され、互いに掛け合わされていることがある。各項には係数が表示され、それぞれの項が加算されている。このモジュールには3つの色付きLEDも搭載されており、3ステージそれぞれの開始時に点灯する。
このモジュールの目的は、表示された関数の1次、2次、3次偏導関数をLEDの現在の色に基づいて評価し、爆弾のエッジワークによって求めた観点で偏導関数を評価することである。これらの偏導関数はステージごとに異なり、現在のステージはモジュールの下部に点灯している色付きLEDの数で示される。
偏導関数の求め方
ある関数における導関数は、入力の変化における出力の感度を評価する。ある点における一変数関数の導関数は、その点における関数の瞬間的な変化率(傾き)を評価する。
微分の計算を学ぶことは微積分の入門クラスで大部分を占めているが、このモジュールで登場するのは多項式の一種類だけである。単項式f = Cxnに対し、導関数DxはCnxn-1となる。単項式の和の導関数は、単項式の導関数の和に等しい。例えば、f = 6x4-x2+9x-1のとき、 Dx = 24x3-2x+9である。 ある関数における導関数のある点における値は、その点の座標を導関数に代入することで求めることができる。例えば、上の関数でx = 1における値はDx(1) = 24(13)-2(1)+9 = 31である。
多変数関数における偏導関数とは、ちょうど1つの変数を取得し、他のすべての変数を定数として扱った関数における導関数のことである。xについての偏導関数fを、Dxfと表す。二次偏導関数では、同じ変数でも異なる変数でも取得してよい。例えば、fの二次偏導関数はDxxf やDxyfがある。また、関数g = 2x3y2-7xy4では、 gx = 6x2y2-7y4 となりgxy = 12x2y-28y3となる。点(1,2)で評価すると、gx(1,2) = 6(1)2(2)2-7(2)4 = -88となりgxy(1,2) = 12(1)2(2)-28(2)3 = -200となる。