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Mathematics & Physics, Maxima, a bit Python & Wolfram, and Arts

Python

Python(SymPy)でFourier級数展開する

数学の具体的な計算にPython(SymPy)を使って、数学もPython(SymPy)も同時に学んでしまいましょう。今回はPython(SymPy)を使って関数のFourier(フーリエ)級数展開を見てみたいと思います。具体例として取り上げた関数について、そのFourier級数展開か…

Python(SymPy)で学ぶ行列の固有値とJordan標準形

数学の具体的な計算にPython(SymPy)を使って、数学もPython(SymPy)も同時に学んでしまいましょう。今回はPython(SymPy)を使って行列の計算をしてみたいと思います。行列の固有値・固有ベクトルを求め、対角化する方法、Jordan標準形を求める方法をみて…

Pythonの条件分岐

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonの条件分岐を使って、KroneckerのデルタやHeavisideの階段関数を定義する方法をみたいと思います。本記事で記載している図の描画の確認は、JupyterNotebook上で…

Pythonで学ぶ常微分方程式の数値解(応用編:ロケットの運動)

物理学の具体的な計算にPythonを使って、物理学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って、ロケットの運動を記述する常微分方程式の解を数値的に求めてみたいと思います。本記事で記載している図の描画の確認は、JupyterNotebook上で行っ…

実践例で学ぶSymPy, NumPy, Matplotlibの使い方:指数関数の解析

数学の具体的な計算にPython(SymPy, NumPy, Matplotlib)を使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使った実践例として指数関数を解析してみます。とくに数式処理ライブラリであるSymPyと数値計算ライブラリのNumPyの両方を使っ…

Pythonで学ぶ数値積分

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って数値積分の台形公式を用い、積分の値を数値的に求めてみたいと思います。Python(SciPy)に組み込まれている数値積分の方法もあわせて紹介し、その値を…

Pythonで学ぶ確率・統計(ランダムウォーク)

数学&物理学の具体的な計算にPythonを使って、数学&物理学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使った確率・統計の問題として、ランダムウォークの問題をみてみたいと思います。本記事のPythonの学習事項としては、離散データの作成・処理…

Pythonで学ぶ常微分方程式の数値解

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って、常微分方程式の解を数値的に求めてみたいと思います。本記事で記載している図の描画の確認は、JupyterNotebook上で行っています。インターフェイスな…

Pythonで学ぶ確率・統計(モンテカルロ法)

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使った確率・統計の問題として、モンテカルロ法で円周率を求める問題をみてみたいと思います。本記事のPythonの学習事項としては、離散データの作成・処理の…

Pythonで関数のグラフを描く

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って関数のグラフを作成してみたいと思います。動作の確認はJupyterNotebookを用いた場合で行っています。インターフェイスなどの動作環境の違いによって適…

Pythonで学ぶ数値計算のツボ(桁落ち)

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って数値計算の桁落ちをみてみたいと思います。動作の確認はJupyterNotebookを用いた場合で行っています。インターフェイスなどの動作環境の違いによって適…

Pythonで学ぶ確率・統計(ヒストグラムの作成)

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使った確率・統計の問題として、コイン投げでコインの表が出る事象のヒストグラムをみてみたいと思います。本記事のPythonの学習事項としては、離散データの…

入力例で学ぶPython (SymPy) :直交多項式

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。 Chebyshev多項式(チェビシェフ多項式) 具体例 直交性 Legendre多項式(ルジャンドル多項式) 具体例 直交性 Legendre陪関数(ルジャンドル陪関数) Hermite多項式(エル…

Python(SymPy)で微分方程式を解く(力学の問題を題材にして)

物理学の具体的な計算にPython(SymPy)を使って、物理学もPython(SymPy)も同時に学んでしまいましょう。今回はPythonの数式処理ライブラリであるSymPyを使って微分方程式を解きたいと思います。一般に、未知関数とその導関数を含んだ方程式を微分方程式と…

Use Python (SymPy) for matrix calculation

Here I'd like to share how to deal with matrix calculation with Python (SymPy).For an introduction to how to use SymPy, seepianofisica.hatenablog.com Matri manipulation Input matrices Refer matrix elements Operations of matrices (Product, …

How to use Python (SymPy) through examples (Basics)

Here I'd like to share how to use a Python library "SymPy", which is for symbolic formula manipulation. How to use SymPy Import SymPy library Addition, Subtraction, Multiplication and Division Power, Factorial, Double factorial, Square roo…

Use Python (SymPy) to solve equations and number sequences

Here I'd like to share how to solve equations using Python, in particular "SymPy", a Python library for symbolic formula manipulation.In addition to (simultaneous) equations, I'd like to show you how to find a number sequence defined by a …

入力例で学ぶPython (SymPy) の使い方(発展)

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。本記事は、以前の記事pianofisica.hatenablog.comで学んだ内容の(数学的にもPython的にも)発展編です。今回はPython(SymPy)を使ってBernoulli多項式(ベルヌーイ多項式…

入力例で学ぶPython (SymPy) の使い方(基礎)

本記事ではプログラミング言語『Python』の数式処理ライブラリ『SymPy』の使い方を紹介します。以前の記事ではPython (SymPy) の使い方のごく基本を紹介しました:pianofisica.hatenablog.com今回は、そこで学んだことの具体的な使用例としてBernoulli数を求…

Python (NumPy) で方程式・連立方程式を解く

プログラミング言語Pythonを使って方程式・連立方程式を解いてみたいと思います。今回は数値計算ライブラリNumPyを使って数値的に解く方法をみていきます。代数的に厳密に解く方法は、数式処理ライブラリSymPyを使っている次の記事pianofisica.hatenablog.co…

Pythonの使い方(入門)

本記事はPythonの基本的な諸操作についての(個人的な)備忘録です。学んだことを随時更新していく予定です。 出力の操作 hello, world ディレクトリの操作 作業ディレクトリのパスを表示する 作業ディレクトリ内に存在するディレクトリ・ファイルを表示する…

Python (SymPy) による行列の計算

数学の具体的な計算にPythonを使って、数学もPythonも同時に学んでしまいましょう。今回はPythonを使って行列の計算をしてみたいと思います。Pythonのごく基本的な使い方については以下の記事を参照してください:pianofisica.hatenablog.com 行列の諸操作 …

Python (SymPy) で方程式・連立方程式を解く、数列を求める

今回はプログラミング言語Pythonを使って方程式・連立方程式を解いてみたいと思います。数式処理ライブラリSymPyを使って代数的に厳密に解く方法をみていきます。また、漸化式から定まる数列について、その各項を求める方法もみていきます。SymPyのごく基本…

入力例で学ぶPython (SymPy) の使い方(入門)

本記事ではプログラミング言語『Python』の数式処理ライブラリ『SymPy』の使い方を紹介します。数式変形をすることそれ自体も楽しいものですが、単純作業という一面があることも否めません。効率よく勉強するには面倒な計算はコンピュータに任せてしまうのも…