学習環境
- Surface Go、タイプ カバー、ペン(端末)
- Windows 10 Pro (OS)
- Nebo(Windows アプリ)
- iPad Pro + Apple Pencil
- MyScript Nebo - MyScript(iPad アプリ(iOS))
- 参考書籍
解析入門(下) (松坂和夫 数学入門シリーズ 6) (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第23章(重積分)、23.2(一般の集合の上の積分)、問題4.を取り組んでみる。
直線の方程式。
双曲線の方程式。
求める第1象限の部分についての面積。
1つ目の不積分について計算。
1つ目の計算。
よって、1つ目の定積分は、
よって、求める双曲線の弧で囲まれた図形の面積は、
ゆえに、
コード(Emacs)
Python 3
#!/usr/bin/env python3 from sympy import pprint, symbols, sqrt, Integral print('4.') a, b, x, y, x0, y0 = symbols('a, b, x, y, x0, y0', positive=True) f = a / b * sqrt(b ** 2 + y ** 2) - y0 / x0 I = Integral(f, (y, 0, y0)) for t in [f, I, I.doit()]: pprint(t.simplify()) print()
入出力結果(Terminal, Jupyter(IPython))
$ ./sample4.py 4. _________ ╱ 2 2 a⋅╲╱ b + y y₀ ────────────── - ── b x₀ y₀ ⌠ ⎮ ⎛ _________ ⎞ ⎮ ⎜ ╱ 2 2 ⎟ ⎮ ⎜a⋅╲╱ b + y y₀⎟ ⎮ ⎜────────────── - ──⎟ dy ⎮ ⎝ b x₀⎠ ⌡ 0 ⎛y₀⎞ __________ a⋅b⋅asinh⎜──⎟ ╱ 2 2 2 ⎝b ⎠ a⋅y₀⋅╲╱ b + y₀ y₀ ───────────── + ────────────────── - ─── 2 2⋅b x₀ $
HTML5
<div id="graph0"></div> <pre id="output0"></pre> <label for="r0">r = </label> <input id="r0" type="number" min="0" value="0.5"> <label for="dx">dx = </label> <input id="dx" type="number" min="0" step="0.0001" value="0.005"> <br> <label for="x1">x1 = </label> <input id="x1" type="number" value="-5"> <label for="x2">x2 = </label> <input id="x2" type="number" value="5"> <br> <label for="y1">y1 = </label> <input id="y1" type="number" value="-5"> <label for="y2">y2 = </label> <input id="y2" type="number" value="5"> <br> <label for="n0">n = </label> <input id="n0" type="number" value="2"> <button id="draw0">draw</button> <button id="clear0">clear</button> <script type="text/javascript" src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/d3/4.2.6/d3.min.js" integrity="sha256-5idA201uSwHAROtCops7codXJ0vja+6wbBrZdQ6ETQc=" crossorigin="anonymous"></script> <script src="sample4.js"></script>
JavaScript
let div0 = document.querySelector('#graph0'), pre0 = document.querySelector('#output0'), width = 600, height = 600, padding = 50, btn0 = document.querySelector('#draw0'), btn1 = document.querySelector('#clear0'), input_r = document.querySelector('#r0'), input_dx = document.querySelector('#dx'), input_x1 = document.querySelector('#x1'), input_x2 = document.querySelector('#x2'), input_y1 = document.querySelector('#y1'), input_y2 = document.querySelector('#y2'), inputs = [input_r, input_dx, input_x1, input_x2, input_y1, input_y2], p = (x) => pre0.textContent += x + '\n', range = (start, end, step=1) => { let res = []; for (let i = start; i < end; i += step) { res.push(i); } return res; }; let a = 2, b = 3, fns = [[x => Math.sqrt((x ** 2 / a ** 2 - 1) * b ** 2), 'red']]; let draw = () => { pre0.textContent = ''; let r = parseFloat(input_r.value), dx = parseFloat(input_dx.value), x1 = parseFloat(input_x1.value), x2 = parseFloat(input_x2.value), y1 = parseFloat(input_y1.value), y2 = parseFloat(input_y2.value); if (r === 0 || dx === 0 || x1 > x2 || y1 > y2) { return; } let points = [], lines = []; fns .forEach((o) => { let [fn, color] = o; for (let x = x1; x <= x2; x += dx) { let y = fn(x); if (Math.abs(y) < Infinity) { points.push([x, y, color]); } } }); let xscale = d3.scaleLinear() .domain([x1, x2]) .range([padding, width - padding]); let yscale = d3.scaleLinear() .domain([y1, y2]) .range([height - padding, padding]); let xaxis = d3.axisBottom().scale(xscale); let yaxis = d3.axisLeft().scale(yscale); div0.innerHTML = ''; let svg = d3.select('#graph0') .append('svg') .attr('width', width) .attr('height', height); svg.selectAll('circle') .data(points) .enter() .append('circle') .attr('cx', (d) => xscale(d[0])) .attr('cy', (d) => yscale(d[1])) .attr('r', r) .attr('fill', (d) => d[2] || 'green'); svg.selectAll('line') .data([[x1, 0, x2, 0], [0, y1, 0, y2]].concat(lines)) .enter() .append('line') .attr('x1', (d) => xscale(d[0])) .attr('y1', (d) => yscale(d[1])) .attr('x2', (d) => xscale(d[2])) .attr('y2', (d) => yscale(d[3])) .attr('stroke', (d) => d[4] || 'black'); svg.append('g') .attr('transform', `translate(0, ${height - padding})`) .call(xaxis); svg.append('g') .attr('transform', `translate(${padding}, 0)`) .call(yaxis); p(fns.join('\n')); }; inputs.forEach((input) => input.onchange = draw); btn0.onclick = draw; btn1.onclick = () => pre0.textContent = ''; draw();
0 コメント:
コメントを投稿