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サポートラインの基礎と原理をやさしく解説

サポートラインの基礎と原理をやさしく解説

現時点ではAI(人工知能)作曲は人間のそれに勝るとはいえないレベルで、まだまだ主流になるとは言いがたいでしょう。というのも、AI(人工知能)作曲は学習に使った、これまで世に出ているデータをもとにおこなわれているため独自性が低いという点があり、また単調なメロディになってしまいがちという欠点があるためです。また、専門化目線ではセオリーに沿わない楽譜となっているため、現在の音楽界基準ではクオリティが決して高いものではありません。

地球の未来を救う!日本発祥の有機導電テクノロジーが世界の課題を解決する

導電材料とは電気を通すことのできる素材を指しますが、今回はその中でも有機化合物を利用したもの、従来の無機導電材料とは特徴の異なるもの、に焦点に当てた有機導電材料(導電性高分子・有機エレクトロニクス)領域を取り上げます。近年テレビやスマートフォン製品で主要な部材となった有機ELや有機太陽電池も本領域製品の一つです。素材としては、導電性高分子(電気を通す性質を持つ高分子・プラスチック)、導電性低分子、銀などメタルペーストとプラスチックを混ぜた素材、導電カーボンなどが含まれます。
導電性高分子の発祥は日本です。筑波大学名誉教授の白川英樹博士は、通常は電気を通すことの無いプラスチックにある種の不純物を加えること(ドーピング)により、電気を通すようになる性質を発見、「導電性高分子」という新しい化学分野を確立、当時研究段階から実用化が目指され始めた有機EL、研究が徐々に進展し始めた有機太陽電池など有機エレクトロニクスの基礎に重要な功績を与えたことが認められ、2000年12月にノーベル化学賞を受賞しました(注)。
有機導電材料に対して無機導電材料(鉄や金などの金属を指す導体、シリコン半導体やSiCパワー半導体などを指す無機単結晶半導体)があります。無機導電材料は非常に硬い物質であるため、長期間安定的に動作できるといった製品寿命である点、電子移動度が高くデバイスの性能指数が優れている点などが長所にあげられますが、一方で曲げようとすれば簡単に壊れるといった機械強度の低さ、高温での製造が求められるといった製造コストに欠点も持ち合わせています。
それに対して、有機導電材料はその性質から、柔らかく曲げたり、液体に溶かしたりことが可能です(図1)。デバイス化する際に塗布や印刷での製造が可能な素材、無機デバイスに比べて安価大量製造が可能な素材、軽量性に優れた素材など様々なものが存在し、その結果、無機導電材料では到底成し得ない製品特長や新しい用途活用が可能な素材です。
有機導電材料はこれからも我々の生活にますます浸透していくでしょう。例えば、軽量化や生体親和性や薄型化が可能な特徴からあらゆるデバイスにウエアラブル/ポータブル性を持たすことができたり、液体に溶かしておいてまるでネイルのように容器からブラシで必要な時、必要な個所に塗って使うような製品が未来で待っているかもしれません。

図1 有機導電材料(導電性高分子・有機エレクトロニクス)の特徴と製品例

図1 有機導電材料(導電性高分子・有機エレクトロニクス)の特徴と製品例

(1)医療分野素材
(2)福祉分野素材
(3)発電・エネルギーハーベスティング材料
(4)省エネルギー用材料
(5)ウエアラブル・生体情報センシング材料
(6)工業用材料の代替
(7)農業分野材料
(8)ディスプレイ・照明・透明材料

有機導電材料(導電性高分子・有機エレクトロニクス)への期待と近年のニュース

(参考文献 A,B,C)

(参考文献 A,B,C)

1. 世界の特許情報解析
まずは世界で出願された特許についてみていきます。2009年からの10年間、世界全体で有機導電材料領域には10万件を超える出願がなされており、中でも件数の多かった国は日本と中国でどちらも約23000件でした。次いで米国19000件程度、韓国14000件程度と続きます。

世界の特許 国別出願推移(上位10か国)

(2009~2020年の全世界出願 109,223件 メイン出願人帰属国単位、ファミリー寄せなし)

(2009~2020年の全世界出願 109,サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 223件 メイン出願人帰属国単位、ファミリー寄せなし)

特許出願数の推移を見ると、2018年時点でのトップは中国、二番手グループは米国・日本・韓国の3か国となっており、これらの国が本領域における特許出願主要国といえるでしょう。
中国は、2006年に国務院が科学技術・イノベーション政策の長期的な基本方針である「国家中長期科学技術発展規画綱要(2006-2020年)」を発表しており、これまでのマイクロバイオームなどでの解析結果同様に、本領域でもこの10年の出願数の伸びは顕著です。
二番手グループをみると、米国や韓国は毎年安定的な出願数をキープする一方、2009年時点ではトップであった日本の出願数は年々減少しており、数年以内に二番手グループからも脱落する懸念があります。
続いて具体的な特許の内容を検討するため、2009年以降、日本・米国・欧州3極の特許庁並びに世界特許機関(WIPO)に出願された英文表記の有機導電材料関連特許(以下、4極特許)約40000件に絞り、出願数をランキングしました。

2009年以降4極特許(米国特許、欧州特許、日本国特許、国際公開特許)の
出願人ランキングトップ20

●分野別特許件数年次推移
次に、この特許出願件数を8つの分野別に年次推移を示します。

有機導電性材料8分野別の特許出願件数(年次推移)

●最近の興味深い特許事例

2. 世界のグラント(公的研究資金)情報解析
次に、世界のグラント情報を見ていきます。弊社保有のグラント情報から2009年以降に開始された有機導電材料に関する研究テーマは約5500件あり、そのテーマ数や配賦額を下記に示しました。

2009年以降の各国グラントテーマ件数と総配賦額(米ドル換算)


2009年以降の大学・研究機関別グラント採択ランキングトップ20

国別のグラント件数(年次推移)

●分野別グラント件数年次推移
8つの分野別での年次推移を図5に示しています。比較的多くの用途で件数が増加傾向にあるのがわかります。

分野別のグラント件数(年次推移)

サポートラインの基礎と原理をやさしく解説

●最近の興味深いグラント事例


3. 世界のベンチャー・スタートアップ企業資金調達情報
つづいて、2000年以降に設立した企業の中で、有機導電材料を利用した製品やサービスを行っているベンチャー・スタートアップについて、特徴や調達金額の状況などを紹介します。

●ベンチャー・スタートアップ事例


4. まとめと展望
現在の世界を見渡すと、先進国では軒並み高齢化し、SDGs(持続可能な開発目標:Sustainable Development Goals)への取り組みの重要性が日に日に大きくなり、さらには世界中で猛威を振るう新型コロナウイルスによるCovid-19問題も起きています。このような状況にある今、市場/産業/消費者行動は大きく変容することが求められ始めています。おそらくこの変容は、従来あるものを使うだけでは解決できないことがあるでしょう。その点も踏まえて表1を改めて見てみると、有機導電材料の発展が我々の未来に対して大きな手助けをする可能性が見えてくるのではないでしょうか。自分の周辺のウイルス検出にウエアラブルウイルスセンサを搭載したり、地球環境にやさしくない材料の代わりとなる有機導電材料の開発が多くの人々の生活環境を助けたり、加齢に伴うあらゆる機能低下の補助が期待できるなど、有機導電材料は生活空間の隅々まで広がってゆくことでしょう。

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参考文献:
A. Akihisa Inoue, Hyunwoo Yuk, Baoyang Lu, Xuanhe Zhao, Sci., Adv. 2020;6: eaay5394
B. Benjamin C., Alex Chortos, Andre Berndt, Amanda Kim Nguyen, Ariane Tom, Allister McGuire, Ziliang Carter Lin, Kevin Tien, Won-Gyu Bae, Huiliang Wang, Ping Mei, Ho-Hsiu Chou, Bianxiao Cui, Karl Deisseroth, Tse Nga Ng, Zhenan Bao, Science., 2015;350: 313-316
C. Binbin Ying, Qiyang Wu, Jianyu Li, Xinyu Liu, Mater. Horiz., 2020;7: 477-488

レポート内ランキング詳細や事例など、全文掲載、及びPDFダウンロードはこちらから。(無料)
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FXとは?初心者でもわかるFXの基礎知識

FXとはForeign Exchangeの略で、外国為替証拠金取引と呼ばれている投資です。米ドルと日本円を交換するなど、通貨と通貨を交換する取引をFXと言います。
一体どのような仕組みで利益を得ることができるのか?株式投資や外貨預金とどこが違うのか?これからFXを始める方でもわかるように、FX取引の基礎知識や特徴について詳しく解説します。FXの最大の魅力であるレバレッジやスワップポイントはもちろん、リスクについても学んでいきましょう。

FXとは?動画で学ぶFX入門講座

FXってどんな取引?

🔰「FX入門」 (12分30秒)

初心者必見! FX サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 を基礎からわかりやすく解説!

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🔰「トレンドライン」 (10分53秒)

FXとは?初心者でも簡単!取引の仕組みと魅力

FX(外国為替証拠金取引)とは?

FXとはどのような取引なのか、またどのような方法で利益を得られるのか、その仕組みを詳しく見ていきましょう。FXの最大の魅力である「レバレッジ」についてもご説明します。

FXの意味

FXはForeign Exchange(外国為替)の略で、たとえば日本円を米ドルに両替するように、 ある国の通貨(お金)を別の国の通貨に交換すること を意味しています。日本でFXは「外国為替証拠金取引」とも呼ばれており、取引額の一部に相当する証拠金を預けるだけで「外国為替」の取引を行えるのが大きな特徴です。これは、少額で大きな金額の取引ができることを意味しており、「レバレッジ効果」と呼ばれています。レバレッジ効果については後ほど詳しく説明します。

FXの取引の仕組み

特に投資初心者の方は「FX=難しそう」というイメージを抱きがちですが、 世界の国々の通貨を交換するという点は海外旅行のときに行う外貨両替とまったく同じ です。為替レートが期待していた方向に変動したタイミングで再び両替すれば、「為替差益」という利益が得られます。FX取引では外貨を売買し差益を得ることを狙う目的で通貨を交換します。この外貨の売り買いの価格差を狙った取引を「差金決済」と言います。

FXとは 外貨を売買してその差益を得ることを狙う取引

同じようにFXの取引でも、 為替レートの変動に伴って利益が得られます 。たとえば1ドル=100円の為替レートで10万円を1,000ドルに交換し、1ドル=110円に為替相場が変動した時点で日本円に戻したケースで考えてみましょう。

この状況は、 米ドルに対して日本円の価値が10円下がった(円安が進んだ) ことを意味しています。そのタイミングで日本円に戻せば、1,000ドルに代わって11万円を受け取ることができます。つまり、 為替レートがドル高・円安に動いた結果、1万円の「為替差益」が発生した わけです。これがFX取引における為替差益が発生する仕組みです。

1ドル100円の時、10万円は1000アメリカドル 1ドル110円の時、1000アメリカドルは11万円

なお、FXでは必ず2カ国の通貨をセットにして取引します。たとえば、「米ドルと日本円」や「ユーロと日本円」などです。この2カ国の通貨の組合せを「通貨ペア」と呼びます。

FXで得られる利益

FXで得られる利益は2種類あります。一つは「為替差益」です。「キャピタルゲイン」と呼ばれることもあります。前述の通り、 為替レートが安いときに買い、高いときに売ると差額分の利益が得られます 。

取引したらどうなる?1ドルを100円で買う 1ドル90円の時に売ると10円分の為替差損、1ドル110円の時に売ると10円分の為替差益

もう一つは「スワップ収益」です。「インカムゲイン」と呼ばれることもあります。スワップ収益は金利のようなもので、低金利の国の通貨を売り、高金利の国の通貨を買うことで得られます。

たとえば、高金利として知られる国にトルコがあります。低金利の日本円を売ってトルコリラを買うと、それだけで2カ国の金利差分が収益になります。 為替レートが上がるか下がるかは関係がありません。高金利通貨を保有しているだけで、日々、貯金の金利のようにスワップ収益が発生する のです。
ただし、高金利の国の通貨を売って、低金利の国の通貨を買った場合には、日々スワップポイントの支払いが発生するため注意が必要です。

高金利のトルコリラ金利8.25%から日本の金利0.1%を引いた8.15%が金利差

FXの最大の魅力「レバレッジ」

FXは「レバレッジ」という仕組みにより、少額で大きな金額の取引ができます。レバレッジはFXの最大の魅力と言っても過言ではありません。

たとえば、1ドル=100円のときに1,000ドルを買おうとすると、本来は10万円が必要です。しかしFX取引では25分の1の金額から取引が可能です。つまり、 1000ドルを買うのに4,000円から取引ができる というわけです。

他にもFXには、価格が下がっても利益を狙える、外貨預金等の金融商品に比べて取引コストが圧倒的に安いといった魅力もあります。

FXの主な魅力 ①手持ちの資金より大きい金額の取引ができる ②どんな値動きでも利益を狙える ③海外の高金利を享受できる ④取引コストが圧倒的に安い

あなたはどのタイプ?タイプ別FX運用スタイル徹底比較

初心者向け取引スタイル

\中級者・上級者の取引タイプも確認/

おさえておきたいFXのリスク

リスク

レバレッジには副作用がある

FXはレバレッジ効果で少ない資金で大きな利益を狙うことができる半面、リスクもあり、 判断を誤るとロスカットにより預けた資金を失ったり大きな損失を出したりするおそれがある ので注意が必要です。しかし、投資資金に対して レバレッジをかけすぎず、大きなポジションを持たない ことで対策をとることができます。実効レバレッジを何倍にするかのリスクコントロールがとても重要です。
>レバレッジを利かせた取引のポイントとは?

為替や金利の変動によって損をするおそれがある

FXでは、大きなニュースによって取引する 通貨ペアのレートが急激に変動するリスク があります。また取引する通貨国の政策金利が急激に上昇したり低下したりすることで スワップポイントにも大きく影響するリスク もあります。思惑と反対方向に相場が動いたときに、損失を最小限にとどめるために損切りを徹底すると良いでしょう。
>逆指値注文を活用して損失の拡大を防ぐ

取引が成立しづらいケースがある

米ドル/円のような通貨ペアは経済大国の通貨同士のため、世界中で取引者が多く存在し、売り手と買い手の不在により取引が成立しなくなることはないでしょう。
しかし、 経済力が弱く国内情勢が安定していないような国の通貨は、売り手、買い手がいなくなり流動性が著しく低下することで取引が成立しづらくなるリスク サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 もあります。これからFXを始める方には、米ドル/円のような流動性の高い通貨ペアをおすすめします。
>FX初心者におすすめの通貨ペアは?

スリッページがある

常に変動している為替レートは、ビッグニュースや大口取引者の注文状況など様々な要因により、 瞬間的に急変動することがあります 。そのようなときに成行注文をすると、画面に提示されていたレートとは異なる不利なレートで取引が成立してしまうことがあります。このように、注文時に指定したレートと実際に約定したレートとの間に生じる差をスリッページと言います。

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金融商品取引業者 関東財務局長(金商)第123号 加入協会:日本証券業協会 一般社団法人 金融先物取引業協会 一般社団法人 第二種金融商品取引業協会 一般社団法人 日本投資顧問業協会 一般社団法人 日本暗号資産取引業協会 日本投資者保護基金
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大学受験予備校 | 東大に本気で合格したいあなたへ

東大に本気で合格したいあなたへ-東大入試問題の真実-

東京大学に合格するために、必要な能力を把握する。
そしてその能力を、独自のシステムで合理的に着実に身につけていく。
だから四谷学院は、東大にも強かった。

東大入試に必要な学力とは?

では、その入試において出題される問題が一から十まで難問ぞろいであり、通常の高校教育における学習内容からは全く隔絶している…かというと、決してそんなことはありません。むしろ、「高校生が学ぶべき内容を基本からしっかりと習得していること」こそが最大の要件であり、そのことが問われる素直な問題にこそ、東大入試の本質があると言えるます。

2016年度 数学(理系)の問題

座標空間内を、長さ 2 の線分 A B が次の2条件(a),(b)をみたしながら動く。

(a) 点 A は平面 z = 0 上にある。
(b) 点 C 0 0 1 が線分 A B サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 上にある。

このとき、線分 A B が通過することのできる範囲を K とする。 K と不等式 z ≧ 1 の表す範囲との共通部分の体積を求めよ。

「 x y 平面という地面に z 軸という柱が立っていて、地面から高さ 1 の地点 C にリングがついている。長さ 2 の棒 A B をこのリングに通して、端 A を地面につけ、リングに通したまま棒を動かす。このときの、高さ 1 以上の空間を棒が動く領域の体積を求める。」

東大の数学では空間図形の問題が好んで出題されますが、まずは問題文を通してこのような感覚的な把握を行うことができるかという読解力が必要でしょう。その上で、この状況を数学的に処理できる形へと翻訳していかなければいけません。東大理系を受験するような生徒であれば空間図形の求積→軸に垂直な平面で切断したときの断面積を求めて、それを定積分という基本の定石はおさえているでしょうし、また実際にこの方針で解く問題も東大でくりかえし出題されています。が、やみくもに計算を行うだけでは本問を最後まで解き切るのはなかなか難しいでしょう。

2002年度 数学(理系)の問題

x y サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 z 空間内の原点 O 0 0 0 を中心とし、点 A 0 0 -1 を通る球面を S とする。 S の外側にある点 P x y z に対し、 O P を直径とする球面と S との交わりとして得られる円を含む平面を L とする。点 P と点 A から平面 L へ下した垂線の足をそれぞれ Q , R とする。このとき、 P Q ≦ A R であるような点 P の動く範囲 V を求め、 V の体積は 10 より小さいことを示せ。

2016年度の問題同様、回転対称性を利用して状況を数式化するのがこの問題のカギとなります。誤解してほしくないのですが、ここで私が言いたいことは「東大の空間図形の問題では回転対称性を利用する問題が良く出題されるからしっかり対策しておこう」ということではありません。そのような、「入試問題をパターン化して分類し、数多くのパターンを暗記することで数学をやり過ごす」類の勉強法では、学力は遅々たるスピードでしか伸びていかないでしょう。問題文を読んで図を描き、手を使い、また頭を使って図形を動かす。この過程を経ることなくして解説を受けても、それは単に「一つの問題の解法を後追いした」ということにすぎません。

問題集や参考書で数学の解答解説を読んでみて、「どうしてこんな解法を思いつくんだろう」と疑問に思ったことはないでしょうか。紙に印刷された解答、あるいは、講師が黒板に書いた解答は、どんなにきれいに整えられていたとしても、一つの思考過程の結果です。漠然とそれをながめていても、自らがその思考をつむぎだす際の導火線とはなりえない。四谷学院の東大選抜クラスと他予備校の東大対策クラスとの最大の差は、「講師の作る解答」ではなく「あなたの作る解答」が授業の核となる、ということです。提示された問題を前に、生徒一人ひとりがいかにアプローチするかを考え、講師との間でやりとりを繰り返しながら解答を作りあげていく。根本から学力を伸ばすにはこの方法しかありません。

繰り返します。東大合格のために必要な「強靭で柔軟な頭脳」を獲得するために、四谷学院が選択する指導法は、生徒一人ひとりの能力と適性を的確に把握した上で、高い学力と指導力をもつ指導者が生徒とともに答案を練り上げていく独自のシステムです。問題を前にして悩み、試行錯誤して光を見出すそのプロセスの中にこそ、東大合格への道がかくされているからです。

2016年度 数学(理系)の問題解答

K は z に関して回転対称であるから、点 A が x 軸上の x ≦ 0 なる部分にあるときの線分 A B の通過領域を考え、その z ≧ 1 の部分を軸のまわりに回転させたときの回転体の体積を求めればよい。
AB → が z 軸の正方向となす角を サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 θ とする。このとき、線分 A C の長さは 1 cos ⁡ θ で、これが 2 以下であることより cos ⁡ θ ≧ 1 2 、すなわち 0 ≦ θ ≦ π 3 である。

解答の図

B の座標を x 0 z とすると、 B C = 2 - 1 cos ⁡ θ より、

x = ( 2 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 - 1 cos ⁡ θ ) ⁢ sin ⁡ θ , z = サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 1 + ( 2 - 1 cos ⁡ θ ) ⁢ cos ⁡ サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 θ = 2 ⁢ cos ⁡ θ

θ が π 3 から 0 まで減少するにつれて、 z は 1 から 2 まで単調に増加する。この間に B が描く軌跡と サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 z 軸で囲まれた図形を z 軸のまわりに回転させた回転体を考えて、求める体積は V = π ⁢ ∫ 1 2 x 2 d z となる。

x 2 = ( 2 - 1 cos サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 ⁡ θ ) 2 ⁢ sin 2 ⁡ θ = ( 2 - 2 z ) 2 ⁢ ( 1 - z 2 4 ) = ( 1 - 1 z ) 2 ⁢ ( 4 - z 2 )

V = π ⁢ ∫ 1 2 ( 1 - 1 z ) 2 ⁢ ( 4 - z 2 ) d z = π ⁢ ∫ 1 2 ( - z 2 + 2 z + 3 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 - 8 z + 4 z 2 ) d z = π [ - 1 3 z 3 + z 2 + 3 z - 8 log ⁡ z - 4 z ] 1 2 = π ( - 8 3 + 4 + 6 - 8 log ⁡ 2 - 2 + 1 3 - 3 + 0 + 4 ) = π ( 17 3 - 8 log ⁡ 2 )

2002年度 数学(理系)の問題解答

V は明らかに z 軸に関して回転対称であるので、 P が xz 平面上にあるときの存在領域を考えよう。

P x 0 z ( x 2 + z 2 > 1 ) とすると、 O P を直径とする球面の方程式は
( X - x 2 ) 2 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 + Y 2 + ( Z - z 2 ) 2 = ( x 2 ) 2 + ( z 2 ) 2

整理して、 X 2 - x X + Y 2 + Z 2 - z Z = 0
この球と S : X 2 + Y 2 + Z 2 = 1 の交わりの円は平面 x X + z Z = 1 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 上にある。
P Q = | x 2 + z 2 - 1 | x 2 + z 2 , A R = | - z - 1 | x 2 + z 2 より、 0 < x 2 + z 2 - 1 ≦ | z + 1 |
z ≧ - 1 のとき x 2 + z サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 2 - 1 ≦ z + 1 x 2 + ( z サポートラインの基礎と原理をやさしく解説 - 1 2 ) 2 ≦ ( 3 2 ) 2
z < - 1 のとき x 2 + z 2 - 1 ≦ - z - 1 x 2 + ( z + 1 2 ) 2 ≦ ( 1 2 ) 2
これは x 2 + z 2 ≦ 1 となるので不適。

よって、この領域は円板 x 2 + ( z - 1 2 ) 2 ≦ ( 3 2 ) 2 から円板 x 2 + z 2 ≦ 1 をくり抜いたもので、これを z 軸のまわりに回転させた範囲が V である。その体積は
4 3 π ・ ( 3 2 ) 3 - 4 3 π ・ 1 3 = 4 3 π ( 27 8 - 1 ) = 19 6 π

四谷学院には東大合格への独自の方法論がある

東大特選Vクラス
(対象:高3生)

10名以下の少数先鋭クラスで「戦略的思考法」を体得

東大特選Vクラスの様子

四谷学院の東大特選Vクラスの最大の特徴は、「講師とのコミュニケーションの密度」。生徒一人ひとりの学力と思考の特性、性格を講師が把握して、「あなたが東大に合格するために必要なこと」を、講師が一人ひとりとのやり取りの中で伝えていきます。
だから、四谷学院の東大特選Vクラスは1クラス10名以下の徹底した少人数編成です。
東大特選Vクラスの講師陣は全員プロ中のプロ。東大合格のために必要な「戦略的思考法」を様々な角度から提示し、これまでの授業とはまったく次元の異なる学習体験をあなたに提供します。講師と生徒が二人三脚で進んでいく四谷学院の東大特選Vクラス。そのパワーを次に体験するのは、あなたです。

現代文・古典
文系数学・理系数学
物理・化学・生物

物理 根本原理の理解が最大限の力を発揮するのが、東大の物理。「物理現象をいかにして定式化するか」という入試物理の根幹を、徹底的に指導します。 化学 膨大な計算と広範な知識が要求される東大化学ですが、この科目を制覇せずして東大理系合格は望めない。根本の徹底理解とスピードを重視した演習で、安定して高得点する力を育てます。 生物 他の理科科目と比較して「高得点しにくい」と多くの受験生が感じるのが生物。この授業では考察問題での記述精度を高めていくことを目標に、豊富な演習を通じて細かく指導していきます。

日本史・世界史・地理

日本史 東大の日本史は一部の私大のような瑣末な知識は要求されません。必要なのは歴史に対する考察力と論述力。この講座で東大日本史に十全に対応できる論述力を磨きあげます。 世界史 東大世界史の総論述量はおよそ1,000字。限られた時間の中で明解な論述を行うための知識と、それを手際よくまとめる論述力を演習を通じて培います。 地理 東大地理で一番に必要なのは「地理的思考力」。様々な社会現象を地理的に読み解いていく力を、多彩な演習問題を活用して養成します。

55段階個別指導
(対象:高1・2・3生・高卒生)

東大対策のプロのマンツーマンで「解答力」を鍛え上げる

55段階個別指導の様子

四谷学院の55段階の基本思想、それは「原理の根本理解が、最高の武器」ということ。そして東大入試こそ「原理の根本理解」が最高の威力を発揮する場です。
55段階個別指導では、根本原理の徹底した定着が第1ステップ、東大合格に必要な答案を作り上げる力=「解答力」の養成が第2ステップです。第1ステップで各項目ごとに「絶対に必要な理解」を確認し、根本原理をいつでも使える武器に鍛え上げる。そして第2ステップで、その武器をいかに用いるか、試行錯誤しながら問題に隠された意図を発見するための「戦略的思考法」を、実践の中で体得していきます。
原理を理解し、実際に手を動かして問題を解き、プロから細かな指導を受け、疑問点はその場で解消する。理解と実践の最も効率的な反復を実現するのが、この55段階個別指導です。

東大入試攻略のための段階別学習
55段階個別指導が東大に強い理由
東大に強い理由① 死角のない学力基盤をつくる

55段階個別指導の様子

東大合格へのスタートライン、それは原理を根本から理解することです。脈絡なく解法を暗記していく「パターンの個別攻略」型学習では、東大入試に対応できません。四谷学院の55 段階では、まず基本原理を根本から理解し、一つひとつの問題演習を本番での得点に結びつけるための豊かな土壌を形成します。

  • 網羅性 東大合格の前提となるのは「完璧な基礎力」です。55段階は各教科の入試に必要な範囲をくまなく網羅。死角のない解答力はここから生まれます。
  • 有機的カリキュラム 各教科の内容は、単なる個別事項の羅列ではなく、各項目が有機的に関連しています。その関連に気づくことで理解が深まり、学習の速度が上がります。
  • 効率学習 55段階は東大合格に必要かつ十分な学力を育てるためのプログラムです。特定の分野に偏らずに全体を満遍なく学び、合格への最短距離を走ります。
東大に強い理由② 東大入試本番を勝ち抜く「解答力」を鍛える

四谷学院の解答力=「発想する力」目の前にある問題に対してこれまでに学習した内容をいかに結びつけるか、その着眼点、出題意図の見抜き方を指導します。「表現する力」どんなにすばらしいヒラメキも、採点官に伝わらなければ0点。過不足なく正確に思考内容を伝えるための記述法を訓練します。「処理する力」東大入試は時間との戦い。短縮できる時間は徹底的に短縮することが必要。反復演習の中で合格に必要な反射神経を磨きます。「点を取る力」例えば理Iの二次合格ラインは約5割。細かく点を集める力が合否を分けます。1点でも多く得点するための気づきを指導します。

東大へと進化を遂げた先輩たちの声

東京大学理科一類 現役合格 クラス授業受講科目: 英語・数学・現代文・古典
55段階受講科目: 英語・数学・現代文・古文 インタビュアー
栗山 潔 四谷学院教務部長
東京大学理学部出身

「意外なところに穴がある」四谷学院ならそれが見つかると思った

三上: 以前見たことがあった四谷学院のテレビCMで、「意外なところに穴があった」というフレーズがあったと思うんです。そのころの僕は、学校の成績は全然問題なかったんですけど、模試の点数がずるずる下がっている状態で。学校から配られた問題集とかは、普通に解けるんですよ。じゃあ、受験を意識したときに「結局何をしなければいけないんだろう」と考えて、「意外なところに穴があった」、もしかしてそれなんじゃないのかなって思ったのがきっかけですね。
55段階が、自分のペースで進めることができるのが、やりやすそうだと思って、四谷学院を選びました。吹奏楽部で部活が週7だったんで、英数国の55段階から。

「基礎」とは解法の根っこの部分。基礎を磨くことであらゆる問題に対応できる

三上: 「東大特選クラス」という名前なので、始まる前は特別なことを最初からばんばんやるのかな、という印象があったんですけど、そうじゃなくて、基本的なところ、そもそもこれまでに学習してきたことの意味から洗い直す感じでした。
数学ですごく印象的だったのが、図形問題に対する向き合い方。ベクトルと、幾何的処理と、解析的処理の3種類があって、それぞれに得意な分野がある、みたいな話を聞いたときに「こういうことって今まで知らなかったな」って思いました。問題集ってベクトルならベクトル、図形と方程式なら図形と方程式と分野別になっているから、“ 図形問題” っていう捉え方がわからない。図形の問題に対して何を使うべきかってなったときに、例えば直交条件を積極的に使う問題だったらベクトルを使った方が楽だとか、図形的性質が見えるんだったら幾何的に処理した方が楽だとか、そういう視点をそれまで持ったことがなかったんです。入試問題ではジャンルにとらわれない出題のされ方をするので、これまでに見たことのない問題に対して、「これはこういう問題だからこの解法でいくのがいいんじゃないか」って、自分で解法の筋道の根本の部分を立てることができるというのはすごい…そういうことができるようになる授業なんだなって。
英語も、まずは地道な構文把握から、基本的なところをひたすら固めていく感じでした。長文読解でわからない単語が出てくることはどうしてもありますけど、英文の構造が把握できていれば、少なくともそのわからない単語の品詞が何かは確実にわかりますよね。それが例えば動詞だったら、これが主語でこれが目的語でこういう文脈だから、およそこういう意味なんじゃないかという風に捕まえられる。知識の量を競うのではなくて、しっかりした基礎力があるからどんな問題に対しても対応できるようになる、そういう授業だったと思います。

テクニックや公式を無駄に使わない本質を学ぶ授業が入試本番で活きた

三上: 対話形式の授業で、自分が理解できるまでとことん付き合ってくださって、国語に関しては本当にこのクラスのおかげって感じです。
現代文って、「この接続詞があるから次が…」みたいなテクニックがあるじゃないですか。そういうことも文の構造をつかむ上では大切だと思うんですけど、「文章の意味を理解する」という一番大事なところが抜けちゃうと意味がないと思います。四谷学院で受けた現代文の授業は、「その文章に書いてあることを理解する」ということに重点を置いていたので、特に東大の記述答案を作るとなったときにその力が活きたと思 います。
古典に関しては、授業を受ける前は文法に関する知識が頭に入っていなかったんです。授業の初回に「古文ちょっと苦手なんです」ということを聞いていただいて、基本的な文法を確認しつつ同時並行で問題も解いて、という感じでした。スタート時点ではほとんどできていなかった古典が、本番ではかなり確信を持って解けたので、本当に「基本に忠実に」というのが大事だったんだなと思います。

三上: 物理は夏の講習で衝撃を受けて。今僕が物理に興味を持っているのはそのときの影響が大きいんです。基本的な関係式、基本的な原則に基づいて、そこから理論を展開していく美しさがすごく伝わってきて。
夏の段階ではあまり電磁気をやっていなかったんですけど、今まで触れたことのない分野でも結局その基本のものがあって、そこから考えればいいんだってわかりました。特に物理は、基本的なところをしっかり処理できるようになることに尽きるんだなってすごく思いましたね。

東大合格のポイントは、「必要な努力」を積み重ねること

三上さんインタビュー写真

東京大学文科三類 現役合格 クラス授業受講科目: 英語・数学・古典
55段階受講科目: 英語・数学 インタビュアー
栗山 潔 四谷学院教務部長
東京大学理学部出身

回路設計の最適解

回路図において、スイッチを充電側にONすると、コンデンサにはV0/R1のピーク電流が流れ、その後はコンデンサの電圧Vcが高くなるに従って電流は低くなり、Vc = V0となると充電が完了して電流がゼロとなります。
次に、スイッチを放電側にONすると、コンデンサにはV0/R2のピーク電流が流れ、その後はコンデンサの電圧Vcが低くなるに従って電流は低くなり、Vc = 0となると放電が完了して電流がゼロとなります。

(例2) 交流波形の場合
コンデンサに交流電圧を印加した場合のコンデンサの電圧と電流について説明します。

  • ① まず電圧が0Vから上昇する時に電流は大きく流れますが、電圧の上昇速度が遅くなるに従い電流は低下し、電圧が最大になった時点(電圧の変化がゼロ)で電流はゼロとなります。
  • ② 電圧が最大値から下降を始めると、マイナスの電流が流れ始め、電圧がゼロになったポイント(電圧の変化が最大)で電流は最大となります。
  • ③ ,④の領域についても上記と同様に考えれば分かると思います。

この電圧と電流の波形を見ると、電圧波形が正弦波であれば、電流波形も正弦波になっており、また電流波形は電圧波形より1/4周期前にずれている(電流の位相が90°進んでいる)ことが分かります。
また、電圧の変化が大きいと大きな電流が流れるということは、電圧の変化が大きい高周波ほど流れる電流が大きくなることも分かると思います。
この時流れる電流(実効値)は次式で示されます。

コンデンサの基本的な使い方

【放電回路】
放電回路はコンデンサに蓄えた電荷を放電させることで接続されている負荷を動作させる回路です。大電流を瞬時に放電できることから、カメラのストロボや、緊急時のバックアップ電源として使用されます。回路例では、スイッチを電源側に接続するとコンデンサは充電され、電源電圧にまで電荷が蓄積すると充電は止まります。スイッチを負荷(電球)側に接続するとコンデンサは放電を開始し、電球は点灯します。

【平滑回路】
平滑回路は交流を整流した後の脈流を滑らかにし直流に変換する回路です。代表的な例としては電源回路があります。交流の入力電圧をダイオードブリッジで整流(回路例では全波整流)した電圧の波(リプル、脈流)を、コンデンサよってより平坦にします。

【デカップリング回路】
デカップリング回路は名称の通り、信号の結合を分離するためにコンデンサを利用する回路です。この例では、基本の直流に周波数の高い交流成分(ノイズ)を含む信号経路に図のようにコンデンサを入れることで、周波数の高いノイズ成分だけがコンデンサを通過して分離され、以降にノイズが伝わらないようにしています。スイッチング電源でのスイッチングノイズを取り除く用途がこれにあたります。

【カップリング回路】
カップリング回路は、直流成分は通さず交流成分のみを通過させる回路です。オーディオ信号の増幅回路等で、直流成分による影響を排除(DCカットなどとも言う)したい場合に使用されています。

コンデンサの特性

特性項目 解説
静電容量(C) ・最も基本的な性能である
・製造ばらつき等で若干のばらつきが生じる
⇒静電容量許容差 (±5%, ±10% 等)
等価直列抵抗(ESR)
誘電正接(tanδ)
・誘電体の種類による抵抗成分や電極,端子の抵抗成分で決まる値
・ESR(又はtanδ)が大きいと電流による発熱で故障の要因となる
⇒流せる電流が規制される(許容電流値・またESR(又はtanδ)が大きいとノイズ吸収効果が低減する。
絶縁抵抗
(IR)
・主に誘電体の種類によって決まる漏れ電流の逆数
・IRが低いと漏れ電流によるロスが大きくなる(アルミ電解コンデンサ等は漏れ電流を規定している)
等価直列インダクタンス
(ESL)
・主にコンデンサの構造によって発生するインダクタンス成分
・ESLが大きいと高周波域でインダクタンス成分が優勢となりコンデンサの性能がでなくなる

加えて、もう1つ重要な特性として、インピーダンスがあります。 インピーダンスは簡単に言うと、交流回路での電圧と電流の比で、直流回路での抵抗に当たるものです。記号はZを用い、単位は抵抗と同じくΩを使います。 サポートラインの基礎と原理をやさしく解説
コンデンサのインピーダンス(Z)は次式①で表され、インピーダンスの絶対値は次式②で計算できます。

① Z = R + j 2πf L+ 1/(j 2πf C)

Z : インピーダンス [Ω] R : 抵抗成分=ESR [Ω] j : 虚数 π : 円周率 (3.14) f : 周波数 [Hz] L : インダクタンス成分=ESL [H] C : 静電容量 [F]

AI作曲は主流になる?人工知能が作る音楽の現状と未来とは

AI作曲は主流になる?人工知能が作る音楽の現状と未来とは

譜面のイメージ


まずはAI(人工知能)が作曲をする仕組みについて解説しましょう。

そもそも音楽はメロディとハーモニーとリズムの3要素で構成されており、これらの要素を元に作曲します。メロディは音の高さの上下によって成り立ち、音楽全体の流れを作り出す要素、ハーモニーは音同士を同時に重ねることによって形成され、メロディにボリュームを与える要素、リズムは楽曲に統一感を与えるための時間パターンのまとまりである要素です。この3要素を決めること、すなわち頭に浮かんだ音を固めて楽譜に起こすことが作曲へとつながります。

さて、AI(人工知能)が作曲するとなると、大量の譜面をAI(人工知能)に読み込ませて学習させることが必要です。大量の譜面を読み込ませることでメロディの進行やハーモニーの組み合わせ、リズムのパターンなどを学び、例えばこの音が来たら次はこの音だ、というパターンを見極めることがAI(人工知能)にできるようになります。そして、AI(人工知能)に音を提示してやることで、学習結果から作曲をおこなう、というのがAI(人工知能)作曲の一般的な流れです。

AI(人工知能)が作曲する実例

クラシック音楽のイメージ


AI(人工知能)作曲の実例として、モーツァルトの新曲を作り出すというプロジェクトがあります。これは日本HP社 の全面協力の元、3人のクリエイターと18人の高校生が協力して、AI(人工知能)を筆頭とした最先端のテクノロジーを用いて現代にモーツァルトを復活させる、というものです。

このプロジェクトではAI(人工知能)にモーツァルトの楽曲を何千回と学習させ、AI(人工知能)に作曲させます。完成した楽曲はモーツァルトのものとは少し趣向の異なるものと感じさせるかもしれないものでした。しかし、現代音楽では聴けないメロディラインを作ることには成功したこと、あえて違和感を生じさせることでモーツァルトを現代風にアレンジする狙いがあったこと、から、このプロジェクトは全体的に成功した、とクリエイターは考えました。

他にも、世界最初の全曲AI(人工知能)が作曲した音楽アルバムである「I Am AI」も。アルバムを作成したタリン・サザン(Taryn Southern)さんは当時全く作曲できなかったのですが、AI(人工知能)作曲ソフトを駆使して楽曲作りをおこない、「I Am AI」を完成させました。

音楽知識がなくてもAI(人工知能)で作曲できる

機械が作曲するイメージ


音楽知識がなくても、雰囲気やコンセプトを伝えればAI(人工知能)が自動的に作曲してくれるソフトが存在し、これを使うことでどんな人でも作曲が可能です!

先ほど登場した「I Am AI」ではAmper Music という自動作曲ソフトが使われました。Amper Musicでは曲のジャンル、雰囲気、長さを指示するだけで学習したデータからAI(人工知能)が自動で作曲を行ないます。音楽知識はないけれど作曲をしてみたい人にとっては便利な時代ですよね。

東京大学で開発されたOrpheus は歌詞からメロディを開発し、なんと作曲に当たってイントネーションから歌いやすさを考慮してくれるとのこと。これは歌詞に自分の創造の余地があるため、作っている感がより一層増しますよね。他にも、より人間の感情をダイレクトに作曲で表現するために、脳波を読み取り自動作曲するAI(人工知能)を大阪大学COI(Center of Innovation)が発表しています。

AI(人工知能)作曲は今後主流になるのか

曲のイメージ


現時点ではAI(人工知能)作曲は人間のそれに勝るとはいえないレベルで、まだまだ主流になるとは言いがたいでしょう。というのも、AI(人工知能)作曲は学習に使った、これまで世に出ているデータをもとにおこなわれているため独自性が低いという点があり、また単調なメロディになってしまいがちという欠点があるためです。また、専門化目線ではセオリーに沿わない楽譜となっているため、現在の音楽界基準ではクオリティが決して高いものではありません。

しかし、それはAI(人工知能)作曲が現在まだ発展途上にあるからともいえ、今後人間と遜色ない作曲ができる可能性も秘めています。BGM的な活用程度に留まるとされているAI(人工知能)作曲ですが、これからますます成長し、人々が楽しく、ときには悲しくのめり込むような曲を書くまでになるかもしれません。誰が書いたのかという著作権の問題などは残されますが、もしAI(人工知能)作曲が当たり前となったら、私たちの生活が豊かになること間違いありませんよね。

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