数学

指数関数のラプラス変換

指数関数のときのラプラス変換を考える。ラプラス変換する関数を\(e^{\alpha t}\)とすると\begin{align}F(s)&=\int_0^\infty e^{\alpha t} \cdot e^{-st} dt\\&=\int...
数学

時間関数がべき乗のときのラプラス変換

時間関数が定数のときのラプラス変換を考える。時間関数が\(t\)のときは\begin{align}F(s)&=\int_0^\infty t \cdot e^{-st} dt\\&=\left _0^\infty + \frac{1}{s}...
数学

部分積分の公式を導出する

部分積分を使えば、例えば\begin{align}\int_0^{\infty} t e^{-st} dt = \frac{1}{s^2}\end{align}などの積分を簡単に計算できるようになる。微分可能な関数\(f(x),g(x)\)...
MATLAB/simulink

MATLABで共分散を計算する

MATLABで共分散を求める。共分散は次のように求められる。\begin{align}\mathrm{Cov} = E - \mu_x \mu_y\end{align}A=;B=;CovAB=(A*B')/length(A)-mean(A)...
数学

時間関数が定数のラプラス変換

時間関数が定数のときのラプラス変換を考える。定数が\(1\)のときは\begin{align}F(s)&=\int_0^\infty 1 \cdot e^{-st} dt\\&=\left _0^\infty\\&=\frac{1}{s}\...
過渡解析

RL直列回路の回路方程式を解く

RL直列回路の回路方程式はキルヒホッフの法則より\begin{align}E=Ri+L \frac{di}{dt}\end{align}となる。移項して\(L\)で割れば\begin{align}\frac{di}{dt}=\frac{E-...
MATLAB/simulink

MATLABで分散共分散行列を求める

分散共分散行列は\begin{align}\Sigma = E)] {}^{t} \! (X-E)]\end{align}で与えられる。MATLABではA=;B=;C=;Data=;mu=mean(Data,2);sigma=1/lengt...
交流

RLC直列回路のインピーダンスの変化

コンデンサのインピーダンスは\(\dot{Z}\)は次式で表される。\begin{align}\dot{Z}=R^2+ j \left ( \omega L - \frac{1}{\omega C} \right )^2\end{align...
交流

コイルを流れる正弦波交流と誘導性リアクタンス

いま回路に\begin{align}i(t)=I_{m} \sin (\omega t)\end{align}の電流が流れているとする。コイルの定義式\begin{align}v_{L}=L \frac{di}{dt}\end{align}...
数学

対数の定義と対数の和と差

\(a>0,a \neq 1,M>0\)のとき指数\( a^p \)について\begin{align}a^p = M \ \Longleftrightarrow \ \log_{a} M = p\end{align}となる関係を考える事がで...
python

Pythonでコサイン類似度を計算する

コサイン類似度は各ベクトルの大きさの違いが無視できる場合に有効な評価方法である。2つのベクトルの内積\begin{align}A \cdot B = ||A || \ ||B|| \cos \theta\end{align}より\begin...
数学

分散と標準偏差

これの続き。偏差の和は\(0\)となるので平均も\(0\)になる。そこで偏差の二乗平均を考えれば\begin{align}\sigma^2=V=\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \mu)^2\end{ali...
数学

平均と偏差

あるデータ\begin{align}x=\{ x_1,x_2,\cdots,x_n\}\end{align}がある。通常このデータの平均\(\mu\)は\begin{align} \mu= E=\frac{1}{n} \sum_{i=1}^...
python

Himmelblau関数を描画する

Himmelblau関数は最適化関数の性能を調査する場合によく利用される。Himmelblau関数は\begin{align}f(x,y)=(x^2+y-11)^2+(x+y^2-7)^2\end{align}で表される。コードimport...
数学

電位の計算と定積分

定積分を計算する。微分して関数\(f(x)\)となるような関数\(F(x)\)を\(f(x)\)の原始関数という。たとえば\begin{align}(x^2)' = 2x\end{align} であれば\(F(x)=x^2,f(x)=2x\...
python

ローレンツ濃縮を計算する

ローレンツ濃縮は\begin{align}L=L_0 \sqrt{1 - \frac{V^2}{c^2}}\end{align}で表される。速度が大きくなるにしたがって静止時の長さより短くなることが分かる。import numpy as n...
代数

連続する4つの整数の積

連続する4つの整数の積を考える。最も小さい数を\(a\)とすると\begin{align}x&=a (a+1) (a+2) (a+3)\\&= (a^2 +3a)(a^2+3a+2) \\&= (a^2 +3a)^2+2(a^2+3a)\e...
python

外部関数で定義された無限級数を計算する

これの続き。無限級数の一般項を外部関数化して与えると次のようになる。import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltdef func(n): return ((-1) ** (n ...
python

無限級数を計算する その1

次の無限級数を計算する。\begin{align}\log 2 = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n-1}}{n}=1 -\frac{1}{2}+\frac{1}{3} -\frac{1}{4} \cdot...
数学

和集合の定義と計算例

和集合を定義して性質を調べる。今集合\(A,B\)について\begin{align}A \cup B = \left \{ x | x \in A \ \mathrm{or} \ x \in B \right \}\end{align}が成...