旧For Unlawful Colonel Knowledge

Mathematical.jp

線型代数,ベクトル解析,慣性モーメント,解析力学,微分方程式,フーリエ解析,物理学,数学

こんにちわんわんお(∪^ω^)

 

当サイトは主に物理に関する数学など、その他周辺も含めた少々ごった煮のウェブサイト…

 

だった、のですが!!<(゚∀゚)ノ



近頃の物理コンテンツのパクられ加減(とくによくわかる慣性モーメントとか)が半端ないので更新をほぼやめています。



なので最近では統計数学とその周辺や特亜関連のコンテンツが中心になっています。物理関係のコンテンツ目当ての方には申し訳ないですが当分の間はやめます(気が向いたらやるかもしれません)。

 

当サイトのコンテンツは上部ヘッダーのメニューバーにそれぞれのサテライトサイトのリンクがあります。
そこからお好きなコンテンツにお入りください。

 

 

リンクフリーです。こんなサイトでよかったら勝手にリンクしてください。

(^ω^)ブヒブヒブー

 

 

注意ガキ

トイレは次の人のために清潔に使いましょう

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新着情報

 

解析力学コンテンツ連成振動の解-3重バネの振動LaTeXコード

現在新規ドメインコンテンツ「微分方程式いろいろ」を作成しいている最中でそれ用に使用されたvarLaTeXのコード一覧です。
多忙のため説明書きはなしでコードとその出力画像のみの投稿になります。
コードの記述方法に関して知りたい場合は書籍や検索などするか、あるいは実際のローカル環境に落としたTeXシステム上でのDVIファイル出力、またはTeXclip様のところで直接出力して自分でいろいろ試してみればわかると思うのでそちらの方向でお願いしまスミダ<`ω´>。

 

3重バネのラグランジアン

varLaTeXコード

\begin{eqnarray*}
L\;=\;\frac{1}{2}\:m\:\left(\:\dot{q}^{2}_{1}\;+\;\dot{q}^{2}_{2}\:\right)\;-\;\frac{1}{2}\:c\:q^{2}_{1}\;-\;\frac{1}{2}\:k\:\left(\:q_{2}\:-\:q_{1}\:\right)^{2}\;-\;\frac{1}{2}\:c\:q^{2}_{2}
\end{eqnarray*}

出力画像

lagrangian

 

 

varLaTeXコード

\begin{eqnarray}
&\begin{array}{rcc}\vspace{5pt}
\frac{d}{dt}\left(\:m\:\dot{q}_{1}\:\right)\:&=&\:-c\:q_{1}\;+\;k\:\left(\:q_{2}\:-\:q_{1}\:\right)\\
m\:\ddot{q}_{1}\:&=&\:-c\:q_{1}\;+\;k\:\left(\:q_{2}\:-\:q_{1}\:\right)
\end{array}&\hspace{-80pt}\\
&\hspace{-3pt}\begin{array}{rcc}\vspace{5pt}
\frac{d}{dt}\:\left(\:m\dot{q}_{2}\:\right)\:&=&\:-c\:q_{2}\:-\:k\left(\:q_{2}\:-\:q_{1}\:\right)\\
m\:\ddot{q}_{2}\:&=&\:-c\:q_{2}\:-\:k\left(\:q_{2}\:-\:q_{1}\:\right)
\end{array}&\hspace{-80pt}
\end{eqnarray}

出力画像

lagrangian

 

 

varLaTeXコード

\begin{eqnarray*}
\left\{\begin{array}{ccc}\vspace{5pt}
q_1\:&\equiv&\:A_1\:\cos\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)\\
q_2\:&\equiv&\:A_2\:\cos\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)
\end{array}\right.
\end{eqnarray*}

出力画像

lagrangian

 

 

varLaTeXコード

\[
\begin{array}{cclcccl}\vspace{5pt}
\dot{q}_{1}&=&-A_{1}\:\omega\:\sin\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)&&\dot{q}_{2}&=&-A_{2}\:\omega\:\sin\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)\\\vspace{5pt}
\ddot{q}_{1}&=&-A_{1}\:\omega^{2}\:\cos\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)&&\ddot{q}_{2}&=&-A_{2}\:\omega^{2}\cos\left(\:\omega\:t\;+\;\alpha\:\right)\\\ddot{q}_{1}&=&-\omega^{2}\:q_{1}&&\ddot{q}_{2}&=&-\omega^{2}\:q_{2}
\end{array}
\]

出力画像

lagrangian

 

 


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このエントリーではLaTeXで作成した数式画像をWordPressの文章中に組み入れた際の画像の配置変更について解説していきます。

LaTeX2htmlでの出力画像

通常のDVIファイル出力においては文中におけるvar LaTeXの数式は以下のようにきれいに収まっている。

文中LaTeX画像上下調整CSSテンプレート編集キャプチャ画像

しかしLaTeX2htmlなどでWeb用画像を出力していざhtmlファイル中の文章埋め込みで表示させると、全部ではないが以下のように仕事dW以外の記号は大体の場合文章上側のほうに来るようになっている。

文中LaTeX画像上下調整CSSテンプレート編集キャプチャ画像

上記キャプチャ画像を見てもわかるようにその上側に来る位置も数式記号によって様々で、非常に見ずらいものになってしまう。

 

そこでこのエントリーではWordPressにおいてこれらの事象に対してどのように対処するかをやっていく。


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このエントリーではWordPressにてデフォルトで作成されるcategoryの削除方法と新規で作成したカテゴリと投稿記事の該当カテゴリへの子分類としての配置方法などについて解説していきます。

 

categoryというカテゴリーが勝手に作成されてしまう件

基本的にWordPressと言えばデフォルトでカテゴリーを作成するとトップレベルドメインの後にcategoryというのが自動(つか勝手に)で作られてしまう。

 

例えば去年取得したドメインのdiff-eq.comを例にして、まず常微分方程式というカテゴリをスラッグで“ordinary_differential_equation”というのを作成すると、以下のようになってしまう。

 

https://diff-eq.com/category/ordinary_differential_equation

 

一応これでも特に問題はないのだが、作成する側からするとはっきり言って非常にうざい。

 

なのでこれを削除して以下のように直接該当のカテゴリを表示させるようにすることに。

 

https://diff-eq.com/ordinary_differential_equation

 

PHPを操作するという手もあるがここでは以下のプラグインを使うことにした。

delete category

 

上記プラグインをダウンロードし、WordPressに自分のアカウントでログインして今すぐインストールを押下。

delete category

 

まず、元から作成してあったカテゴリに関して、そのリンクにcategoryが入っているのでそれを消して編集する。
例えば以下の画像のようだった場合、

delete category

 

キャプチャ画像の赤い丸囲みの中の編集ボタンをクリックするとURLの編集ができるようになる。

 

なので上記のリンクを、次のように変更する。

https://diff-eq.com/analytical_mechanics

 

そうして保存すれば以下の画像のように右端のカテゴリで“解析力学”というのがあるのでこれをクリックすると以下のようにスッキリしたドメインURLが表示されることになる。

delete category


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ヤコビアンAの平行六面体画像がひどすぎる件

今現在数理統計学のコンテンツでヤコビアンAを作成しているが、その中で使う写像による平行六面体の画像に関して、当初エクセルで次のようなものを作っていた。↓

写像座標系の微小体積エクセル版

もともと当Webサイト管理人は絵心が全くない…
だからといって上のような画像はさすがにひどすぎと(自分で)思ったので今回var LaTeXのプラグインでTikZというのがあるので、今回以下のサイト様からのコードを拝借して平行六面体の画像を作成することにした次第になる。

 

https://tex.stackexchange.com/questions/654533/drawing-a-parallelopiped-in-tikz

 

上記サイト様より以下参考引用

var LaTeXコード

\begin{tikzpicture}

\draw[fill=magenta] (0,0)--(4,0)--(5,3)--(1,3)--(0,0);
\draw[fill=cyan] (5,3)--(1,3)--(2.2,4.2)--(6.2,4.2)--(5,3);
\draw[fill=lime] (4,0)--(5,3)--(6.2,4.2)--(5.2,1.2)--(4,0);
\draw[dashed] (2.2,4.2)--(1.2,1.2);
\draw[dashed] (0,0)--(1.2,1.2);
\draw[dashed] (1.2,1.2)--(5.2,1.2);

\end{tikzpicture}

 

んでもってTeXclip様のところで出力させてみたところ以下のような画像がでけますた。

出力画像

parallelepiped element

 

!!(・ω・;)ウーンすばらすい!!
今回始めてTikZを実際に使ってみてその画像に驚いたもんなんだが、
なんとTeXclip様もこのTikZに対応していたという…

 

さすがにこれにもビックリしますた( ゚Д゚)


続きを読む≫ 2024/02/25 00:06:25 LaTeX TikZ

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前回に続き、ヤコビアンの考察に入る。
ある座標系から別の座標系へうつるとき、例えばx-y座標系のカーテシャン座標系から別の座標系の平面極座標系r-θへの変換を考えた場合、微小面積dxdyに対するr-θの微小面積に対してどの程度のスケール変換量をスカラー倍すれば同等の面積素分になるかを考えるとき、まず、その幾何学的な関係を写像という関係性によって次のような相似関係、

 

写像という相似関係

 

が導かれることになり、さらにこれを変形していけば

 

 

 

平面極座標におけるヤコビアン

 

 

次元座標系における平行四面体

 

 

デカルト座標系の微小体積

 

写像座標系の微小体積


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ギリシャ文字LaTeXコード集

ギリシャ文字小文字
ギリシャ文字 英語 読み var LaTeXコード
alpha lowercase letter

alpha

アルファ

\alpha
beta lowercase letter


beta


ベータ


\beta

gamma lowercase letter

gamma

ガンマ

\gamma

delta lowercase letter


delta


デルタ


\delta

epsilon lowercase letter

epsilon

イプシロン

\epsilon

zeta lowercase letter


zeta


ゼータ


\zeta


続きを読む≫ 2024/02/18 10:34:18 LaTeX 数学記号

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パクりブログ撲滅祈願コンテンツ更新第3弾数理統計学,変数変換,ヤコビアン,多変量正規分布

単刀直入に言うと、このエントリーは確率密度関数と変数変換コンテンツの続きではあるがよくわかる慣性モーメントの更新コンテンツも兼ねている。
ディレクトリ構造としては数理統計学の配下にあるサブカテゴリーの確率の数理の中で以下のように配置してあるエントリー(コンテンツ)になる。

 

数理統計学(カテゴリ)

 

確率の数理(サブカテゴリ)

 

┗ヤコビアン@(このページ)
確率密度関数と変数変換

 

 

当サイトは元々は物理専門のサイトであり物理専攻の人からからすれば微分積分、解析力学などで使われるものがなぜ数理統計学の多変量解析に?と面食らう人もいるだろうが、このヤコビアンというのは多変量解析においてよく登場し、しかも結構重要な役割をはたしている。
これに関しては順を追って解説していこうと思う。

 

ちなみに将来データエンジニアといったシステムエンジニアを目指している人などは多変量解析の知識を必要とされる場合があると思うが、それに対応した際にこうした部分の知識があればのちに役立つ内容になっていると思う。

 

よくわかる慣性モーメントのヤコビアンコンテンツの追加ドラコン

このドメイン下での数学物理関連のコンテンツは基本的にドラフトコンテンツであり、今後本サイトのほうへ移す際の査読記事みたいなものを置く場合もある。
今回のコンテンツはそれにあたる。

 

前々から言っているようにサテライトサイトのよくわかる慣性モーメントを筆頭にして、それ以外にもサルでもわかる線形代数よくわかるベクトル解析といったこのドメイン下のコンテンツ盗用が問題になっており、その対策としてのコンテンツ更新及びその拡充の一環になる。

 

更新をしていない理由

もともと本職が忙しいというのも本音としてあるが今までコンテンツを拡充していなかったのは難しい理論や考え方などは除いてWebサイトへの入り口というか間口を広くしておきたかったというのがある。

 

例えばよくわかる慣性モーメントに関する派生知識として“慣性モーメントテンソル”などといったものがあるが、あまり数学に慣れ親しんでない人の場合その単語(テンソル)が出てきた時点である種の“客離れ(サイトに訪れてもすぐに離れる)”になる可能性もある。

 

こういったことを避けるために私が運営する数学物理学コンテンツはなるべく難しい内容を避けつつ簡潔かつ初等レベルで理解できることを目標としたサイト作成を心がけているといった事もその一因になっている。

 

つまり基本としては道具としての数学を身に付けてもらいながらその他のコンテンツ、とりわけ特亜に関するコンテンツにも興味を持ってもらうための布石となるべく作られており、その対象は一般社会人をはじめとし、中学・高校生といったまだ10代の学生さん、さらに欲を言えば小学生でも意味程度なら理解できて興味をもって見てもらえるものを目標としたコンテンツ作成を主眼においている。

 

しかしながら昨今のコンテンツ盗用の状況を鑑みればサイトの内容を常に更新し、ある程度の専門性を持たせながらコンテンツの量を増やしていくことが一番の対策になるというのが実情としてあり、今後もコンテンツの拡充をしながら本来のサイト作成の方向性を少し変更していかなければならない時期かなと考えている。

 

 

よくわかる慣性モーメント、パーマリンク更新第3弾

ということで前回、第1弾、そして第2弾として円錐の慣性モーメントを取り扱ったが、今度は第3弾としてヤコビアンを取り上げることにした。

 

題名としては「変数変換とヤコビアン」であるが、これはもともと数理統計学の中のコンテンツ、「多変量確立ベクトルの計算」 → 「確率密度関数と変数変換」、といった内容の続きとして考えていたコンテンツになる。

 

このヤコビアンというものに関しては「よくわかる慣性モーメント」の中のサブカテゴリコンテンツにも「ヤコビアン」というのがあり、これに付加コンテンツとして取り上げる予定になっている。

 

習うより教えるほうが難しいという典型例━ヤコビアン

一般的にというかまあなんでもそうなのだが自分で理解するよりも他人に教えることのほうが難しいというのはよく言われるが、物理学における慣性モーメントの周辺知識としてわかりずらい、または他者に教えて理解してもらうのがやや困難なものとしては先ほど上げた慣性モーメントテンソル以外のものとして今回取り上げるこのヤコビアンというものになる。
道具として使うだけならば線形代数における行列式の計算ができればそれで特に問題がないものになるが、座標変換をする際の写像においてなぜヤコビ行列というものが出てくるのか、といったその根本的な考え方と説明になっている。

ニダ

はいはいそれではまずヤコビアンにおける変数変換とはなんなのかから説明していきましょう。

 

ただし重複するがあくまでドラコンの域を出ないのでかなり粗削りで、しかも独自の考察による内容になっているのでそのへんは注意して閲覧するように。

 

ヤコビアンとは

改めて説明すると多変量解析において重要な確率分布で多変量正規分布というのがあり、これを導く際に重要なものとしてヤコビアン(関数行列式)というのがある。

 

変数変換における重積分の公式では以下のようになっている。

重積分の変数変換公式

上記式の絶対値で囲まれているヤコビアンJがそのヤコビアンに当たる。

 

一般的に座標系といえば変数x, yで与えられた場合通常デカルト座標系といったものを使う。
ここでその変数x, yに対して新たにφ、ψといった関数を考えてその変数を変数u, vと置き、それが変数x, yとは可逆的な関係であるとして次のような式を考えることにする。

変数xの写像関数φ(u, v)

変数yの写像関数ψ(u, v)

上記の関数においてx-y平面平面上の点変数x, yu -v平面平面上の変数u, vに対応するとした図形を考えた場合、一般的にこれを写像という呼び方をする。

 

x-y平面平面上の点頂点Aを起点にした横の長さdx、縦の長さがdyの長方形の微小面積微小部分の長方形の面積dxdyを考えてその頂点をそれぞれ微小部分における長方形の頂点ABCDとして、次のような微小面積、

ヤコビアンの幾何学的な相似関係式

 

この微小面積における長方形の面積を微小部分の長方形の面積dxdyとした場合の面積素分と置くことにする。


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