6.コンピュータを活用した微積分学

対面授業では、この間の遠隔授業の内容の質問や補足説明を行い、そのあと、コンピュータを利用した微積分について、簡単に紹介します。

6-1. .数値解法(Excelを利用して)。

微分は割り算で積分は足し算です。ですから、割り算および足し算の計算シートを作ることにより、たとえばExcelでも微積分の計算ができます。対面では、「実演」で紹介しますが、ネット上にもいろいろな例がありますので探してみてください。 たとえば、 https://garchiving.com/differential-integration-with-excel/ など。 なお本格的に行うにはExcelでは不便ですから、通常はプログラムを書いて、計算させます。

6-2.公式などを利用した式変形(記号処理)による解法(数式処理ソフト、wxMaximaを利用)

数式は「記号の並び」として、記号処理の一種としてコンピュータであつかうことができます。記号処理としてMaxima は数式を変形することができるソフトで、既に多数の公式や式変形のアルゴリズムなどが組み込まれているので、比較駅簡単に微積分の答え(数式)を求めることができます。また、グラフも容易に描けますので、問題の数式や答えの数式が、どのような関数なのかの雰囲気を容易につかめます。

Maximaは演習室PCにも入っていますが、自分のPCでも使いたい方は、「wxmaxima インストール」等のキーワードで検索すると、ネット上に数多く情報がありますので、それを参考にしてインストールしてください。たとえば、 http://edu.isc.chubu.ac.jp/hsuzuki/iip/maxima/maxima1.htmlなどにあある手順でインストールし、使い始めればよいと思います。

また、使い方は、第一回目の授業で簡単に紹介しましたが、その時の動画、
---Maxima入門動画紹介(約140MB:15分)---

を参考にしてもよいでしょう。

もっといろいろな例を知りたければ、たとえば「wxmaxima 使い方」等のキーワードで検索すると たとえば、http://www.k-techlabo.org/www_maxima/maxima_main.pdfなどのような参考資料がいくつも見つかりますから、気に入ったものを参考にすればよいでしょう。

なお、wxMaximaを使うときには「メニューを多用する」方法と「コマンドで入力する」方法がありますが、元々Maximaは、コマンド入力を基本とし、コマンド入力の代わりに、いくつかの計算はメニューからでもできる、という仕組みですので、(理系)大学生向けの資料などでは、すべてコマンド入力を前提に書かれているものもたくさんあります。最初メニューから使い始めて、慣れたらコマンドを使うようにしていけば、コマンドだけで説明してある参考資料も、普通に読んで使えると思います。 例えば、「Maxima入門」http://maxima.zuisei.net/とか、参考にしても良いでしょうし、http://www.math.kochi-u.ac.jp/docky/kogi/kogi2018_1/keisankisuugaku/maxima/maxima101.pdfなどを参考にしてもよいでしょう。

対面授業では、普通の教室で、使い方のデモンストレーションと、人数が少ないですので(マウス・キーボードをお貸しして)皆さんに体験していただこうと思っています。

では、今日は、このへんで終わります。