数学の具体的な問題に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、くじを引き続けて何回目に当たりが出るのか考えてみたいと思います。ただし、引いたハズレくじについては毎回戻すものとし、…

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、ベクトル場を描写したいと思います。ベクトル場を分析するにあたり、いわゆるベクトル解析の知識を少し使います。Pythonでのベクトル解析については…

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、拡散方程式と呼ばれる偏微分方程式を調べたいと思います。偏微分方程式の数値的解法の導入、本記事で使っている記法の詳細については以下の記事で解…

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、偏微分方程式の解を数値的に求めてみたいと思います。常微分方程式については以下の記事で扱っています：pianofisica.hatenablog.comあわせて読んで…

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。前回の記事pianofisica.hatenablog.comでは、Pythonを使って振動を表す運動方程式（2階常微分方程式）の解を数値的に求めました。またpianofisica.hatenabl…

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。前回の記事pianofisica.hatenablog.comでは、Pythonを使って振動を表す運動方程式（2階常微分方程式）の解を数値的に求めました。今回の記事では、その数値…

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を使って、振動を表す運動方程式（2階常微分方程式）の解を数値的に求めてみたいと思います。最初にもっとも基本的な調和振動子を考え、徐々に…

今回は Python（SymPy）を活用する具体例として、膨張する宇宙モデルを記述する４次元アインシュタイン方程式の解（フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー計量、略称FLRW計量）をPython（SymPy）を使って確認してみたいと思います。とくに膨張…

今回は Python（SymPy）を活用する具体例として、４次元時空のReissner-Nordstrom（ライスナー=ノルドシュトロム）解が、電場が存在する場合のアインシュタイン方程式の解になっていることをPython（SymPy）を使って確認してみたいと思います。電場が存在し…

今回は Python（SymPy）を活用する具体例として、４次元時空のde Sitter（ド・ジッター）解が宇宙定数がある場合のアインシュタイン方程式の解になっていることをPython（SymPy）を使って確認してみたいと思います。宇宙定数がゼロの場合には、前の記事piano…

今回は Python（SymPy）を活用する具体例として、４次元時空のSchwarzschild（シュワルツシルト）解がアインシュタイン方程式の解になっていることをPython（SymPy）を使って確認してみたいと思います。シュワルツシルト解は静的で球対称な場合のアインシュ…

数学の具体的な問題に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を使った相関のある乱数生成の例として、アセット（資産）アロケーション（配分）による投資リターンの期待値分布を求める問題を扱います。（※乱数の性質上、記…

数学の具体的な問題に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、ナップサック問題をみてみたいと思います。重量と価値の決まった品物をナップサックに詰める問題ですが、ナップサックには重…

数学の具体的な問題に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、シューハートのノーマル・チップスをみてみたいと思います。シューハートのノーマル・チップスは、0から60までの数字の書かれ…

数学の具体的な問題に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、出る目の確率が均等でない不公平なサイコロを考えてみたいと思います。 公平なサイコロ：等しい確率 不公平なサイコロ：不均…

数学の具体的な問題に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、カードめくりの問題をみてみたいと思います。ランダムな要素のある馴染み深い身近なゲームとしては、カードを使ったゲームが…

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）を使って合流型超幾何関数について解説してみたいと思います。 合流型超幾何関数 指数関数 定義 ポッホハマー記号 漸化式 Kummerの…

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）を使ってガンマ関数の性質をいくつか調べます。ガンマ関数の仲間であるベータ関数についても簡単に紹介します。以下全体を通して i…

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）を使ってベクトル解析をしてみたいと思います。微分演算子 を使ったベクトルの演算を定義し、その公式をいくつかみてみます。Pytho…

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）を使ってベクトル解析をしてみたいと思います。具体的にはベクトルの内積や外積を定義し、その性質やいくつかの公式をみてみます。…

今回の記事は備忘録としてあとで参照する目的で、Pythonの数式処理ライブラリであるSymPyにおける特殊関数の呼び出し名を、個々の関数の詳細な説明は省いてリストアップしておきます。以下全体を通して import sympy as sp としたうえで、SymPyの組み込み関…

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）を使って非可換な積の計算をしてみたいと思います。今回のハイライトとしてBaker-Campbell-Hausdorffの公式について調べてみます。…

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（SymPy）を使ってシュレーディンガー方程式を解いてみたいと思います。シュレーディンガー方程式は量子力学の基礎方程式です。この記事…

今回は、Python（SymPy）を勉強に活用する実践例として、Python（SymPy）で極座標のラプラシアンを求める方法を紹介したいと思います。２次元と３次元のラプラシアンは電磁気学や量子力学などではおなじみです。物理学の教科書などで扱う問題の多くは回転対…

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…

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…

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…

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…

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…

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…