加法の定義 1


Introduction の [1] が要求していることは 「どこからどこまでか」 ということである。 つまり vector AB とは 「A から B 迄」 の移動を表していると考えられる。 定義によって vectors は位置には関係していないので, vector AB が指定する移動というのは平面上の点 「全て」 が AB の分だけ移動していくことを意味している。 これは数学で 「平行移動」 と呼ばれる移動のことを指していることになる。

さて, a = ABb との加法, つまり a + b をこの場合について考えてみることにする。

Vector a = AB が A から B までの移動と考えられれば, これに vector b が示す移動を 「加える」 とはどういうことを考えるのが最も自然であろうか ?

普通 A から B まで動いたとすれば, その次は B からどこかへ動くと考えるのが最も自然であろう。 そこで, b を 「B から」 の移動に翻訳するために, b の始点が B に一致するように平行移動し, この時の b の終点を C とする。 即ち b = BC.

このように表されているとき, a は 「A から B 迄の移動」, b は 「B から C 迄の移動」 となっている。 従って a + b の, この場合の自然な解釈は 「A から B 迄移動して, その後に B から C 迄移動した」 その結果ということになるだろう。

この文を読んだ上での自然な解釈では 「その結果」 というのは当然 「A から C 迄の移動」 ということになるだろう。 これを vector に翻訳すれば, それは AC ということになるだろう。

我々はこれを加法の第一の定義として採用しよう。 即ち

[定義]

a = AB, b = BC の時,
a + b = AB + BC = AC.

尚, この定義のことを, vectors の加法に関する繋ぎ合わせの法則と呼ぶことがある。

ここで一つの technique について述べよう。 上記定義の下式のあとの方の等号 AB + BC = AC は点 B が別に B 以外の点でも成立するということである。

このことは vectors の加法を移動として捉える限りに於ては, 途中どこを通ったかということを全く問題にしない, 「どこからどこまで」 ということだけが問題になっているということである。

このことをもう一度法則として書いておこう。

法則 [縮約律]

A + C = AC
即ち中央の同じ文字同士は消える。


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