第3回まで無料

プログラミングのための数学 入門コース

指数と対数・数列から、ベクトルと行列、微分と勾配降下、確率と統計まで。全30レッスンで「機械学習やアルゴリズムの式を読んで、自分でコードに落とせる」ところまで進みます。証明は並べません。手で計算してから NumPy に渡す順番で、出力はすべて実際に動かしたものを載せています。

カリキュラム

全30レッスンを6つの章に分けています。第1章から順に進めるのがおすすめですが、 気になるところだけ拾い読みしてもかまいません。 ※ 証明を並べるコースではありません。式が何のための道具かを掴むことを優先しています。 ※ サンプルの多くはブラウザ内でそのまま実行できます(標準ライブラリだけを使っています)。numpy や scipy が要る回は、手元の python3 で試してください。

Chapter 1 — 数を扱う(第1〜5回)

数学の記号を Python のコードとして読み直し、指数・対数・数列という「伸び方を測る道具」をそろえます。最後は float の誤差を実際に踏んで、数字を信じてよい桁を見分けられるようにします。

Chapter 2 — 線形代数(第6〜12回)

ベクトルと行列を、素の Python のリストで最後まで自分の手で計算します。内積・行列積・逆行列・固有値まで書き終えてから、最後に同じ処理を NumPy の 1 行に置き換えます。

6

ベクトル:数を並べたものと、その長さ

ベクトルはリストそのもの。L2 ノルムを手で計算し、単位ベクトルに正規化する。距離で最近傍を探すところまで。

🔒 ベーシック
7

ベクトルの演算と線形結合

和・差・スカラー倍はすべて成分ごと。線形結合が予測式そのものであることを見て、成分ごとの積と内積を区別する。

🔒 ベーシック
8

内積とコサイン類似度

内積の符号が角度を表すことを確かめる。長さの影響を取り除いたコサイン類似度で、文書の近さを順位づけする。

🔒 ベーシック
9

行列と、行列かけるベクトル

行列はリストのリスト。行列×ベクトルが「各行との内積」であることを手で確かめ、回転行列でベクトルが動くのを見る。

🔒 ベーシック
10

行列積は、変換の合成

行列積を三重ループで書いて形の決まりを押さえる。掛ける順番で答えが変わることと、単位行列の役割を確かめる。

🔒 ベーシック
11

逆行列と連立一次方程式

2x2 の逆行列を手で作り、行列式が 0 なら解が決まらないことを見る。ガウスの消去法を書き、条件の悪い問題も踏む。

🔒 ベーシック
12

固有値・固有ベクトルと、NumPy での書き方

行列を掛けても向きが変わらないベクトルを探す。特性方程式とべき乗法を手で回してから、同じ計算を NumPy に渡す。

🔒 ベーシック

Chapter 3 — 微分(第13〜18回)

傾きを数値で求めるところから始めて、連鎖律・偏微分・勾配までを手で計算します。最後は勾配降下法を素の Python で回し、最小二乗法の答えとぴったり一致するところまで見届けます。

Chapter 4 — 確率(第19〜23回)

「数えれば出る」ところから始めて、条件付き確率・ベイズ・期待値・分散・代表的な分布まで進みます。乱数のシードを固定したシミュレーションで、理論値に寄っていく様子を毎回その場で確かめます。

Chapter 5 — 統計(第24〜27回)

手元のデータを要約する記述統計から、そこから母集団を推し量る推定・検定までを扱います。並べ替え検定を自分で書いて p 値を出し、最後は相関と回帰を最小二乗法の公式で解きます。

Chapter 6 — 仕上げ(第28〜30回)

数字の読み違いが起きる典型を 4 つ実際に作って、どこで判断を誤るのかを体で覚えます。最後は論文やドキュメントの式をコードに落とす練習をして、次に進むコースへの地図を渡します。

全30レッスンを終えたら、次はこの道具を使う側へ。Python & 機械学習 入門コース でデータを扱い、PyTorch & ディープラーニング入門コース で学習ループの中身を見て、アルゴリズム基礎 入門コース で計算量を測り、データ分析実務入門コース で数字を意思決定につなげる——どれもこのコースの続きになります。メンバーシップで全コースが解放されます。