数理科学教育・研究者のための特別情報
著作権は、WOLFRAM RESEARCH、INC.にあります。
数式処理ソフト「MATHEMATICA」について
○「MATHEMATICA」 は、学術研究用に販売されている高機能で高価格な「数式処理ソフト」です。
○サポートは、アメリカ、イギリス、日本でおこなわれています。
入手方法
○CDでのみ販売・配布されています。
○また、CDを購入してインストールしただけでは、数式処理機能の部分(カーネル部分)しか使用できません。
○e-mail等でユーザー登録をして、パスワードを取得してはじめて全機能を使えるようになります。
したがって、ユーザーに対して、ソフトの使用権とひきかえに、使用上の管理責任が明確になります。
(ユーザー登録しないと使用できない!)
将来、このソフトのように、すぐれたソフトについては、ユーザー登録は必須条件になるのでしょう。
○教育機関用のサイトライセンス制もあります。詳しくは、配布元のホームページをご覧ください。
○価格を知るためにも、氏名等の個人情報が必要です。
○ただし、Mathematicaで作成されたデータ(*.nb)を表示するためのソフト「MathReader」は無料で配布されています。
「MathReader」は、多言語環境で、表示、印刷することができます。
使用例 (Windows版の場合)
○簡易数式ワープロとして使用できます。(答も計算できます。)
例1.2次方程式の解の公式
例2.3次方程式の解の公式
例3.連立方程式の解
例4.高次方程式の問題
例5.関数のグラフ(1)
例6.関数のグラフ(2)
例1〜例6のサンプルNBデータファイル(Sample_nb.exe)
Sample_nb.exeを実行すると上記の6個のファイルをTEMPフォルダに解凍します。
これらを表示するには「Mathematica」または「MathReader」が必要です。
○数値計算は、分数の計算から複素数の加減乗除計算までできます。
また、多項式式を展開したり、因数分解したりできます。
例.ほとんど数式どおりに表示します。
1/2+1/3=5/6
(1+i)/(2-3i)=-1/13+(5/13)i
(x+1)*(x+2)=x^2+3*x+2
x^3+y^3+z^3-3*x*y*z=(x+y+z)*(x^2+y^2+z^2-x*y-y*z-z*x)
○数列の和もシグマ記号で公式が求まります。
例.1+2+3+・・・+n=n(n+1)/2
1^2+2^2+3^2+・・・+n^2=n(n+1)(2n+1)/6
その他
○様々な関数の微分や積分ができます。
例.∫log(x)dx=xlog(x)-x+c
d(cos(sinx))/dx=-sin(sinx)*cosx
定積分等
○有効数字を、大きく設定できます。(内蔵メモリによっては数十万桁まで可能です)
したがって、階乗、巨大な素数、円周率、平方根、自然対数の底等の多倍長計算ができます。
例.100の階乗、メルセンヌ素数 M2281=2^2281−1
指定された精度まで計算します。
例.円周率、自然対数の底、オイラー定数、2の平方根、、EXP(πi)
等の計算(評価)をします。
○代数方程式の解を求めることができます。
連立方程式の不定解を求めることができます。
再帰型の方程式も解くことができます。
○行列の固有値と固有ベクトルを求めることができます。
表示形式を行列にできます。
○数学の問題を解くための本格的なプログラミングが可能です。
ユーザー定義関数を用いると陰関数も表示できます。
○複雑な3次元のグラフ(アンモナイト形)でも短時間で描きます。
○その他、関数の極限値、テーラー展開、簡単な微分、積分方程式の解まで求めることができます。
数式処理ソフト「MATHEMATICA」の解説
○Wolfram氏が大学生のときに作成して改良を加えたもので1988年に生まれて、10年余りたちます。
○数学に関するきわめて多くの機能をもっています。
○数式の編集もでき、そのまま、学術論文が作成できるほどです。
○他の数式処理ソフトと同じく、PARI言語を土台にしています。
○VER3.0より、Windowに基づくグラフィカルユーザーインターフェースを持ちます。
○ハイパテキスト、オンラインヘルプ、グラフィックスおよびソースコードデバッガーが連動しています。
○データファイルは、数式、数式の評価、グラフィックへの出力等が一体化された画面とデータ構造を持っています。
テキスト部分、コマンド部分、出力部分が自由自在に編集できるところが最大の特徴です。
MATHEMATICAを使用するにあたって
○ヘルプファイルを専用の閲覧ソフトで表示します。
解説は、キーワードで関係する内容が表示されます。アルファベットや索引からも検索できます。
○ヘルプに豊富な例題が組み込まれており、マウスを用いた「カット&ペースト」でコピーして利用できます。
○ヘルプとは別にサンプルとして多くのデータファイルがついています。
データを「Notebook」と呼んでいます。ファイルの拡張子は[*.nb」です。
○MATHEMATICAの最大の特徴は、数式どおりに入力できることです。
数式入力ボタンを指定すると、分数や指数でも平方根でも積分までも、数式どおりに入力できてしまいます。
○入力された文字は、自動的文法解析されて内部コードに変換されます。
変換された内部コードは、「Fo&mat」−「S&ow Expression」で表示できます。
○画面は、独自のリイチテキストファイル形式で、画像、アニメーション、他のファイルへのリンクが可能です。
○注意しなければいけないのは、四則計算記号の区切りとして半角の空白をしっかりと挿入していくことです。
○入力し終わると、メニューの「Kernel」-「Evalutation」-「Evaluate
cells」で出力します。
その結果が青い字やグラフで表示されます。(Outputといいます)
コマンドラインは、後からテキスト編集することもできます。
○コマンド部分を削除すると出力のみ表示することもできます。
○英語だけでなく、他の言語の表示、印刷もできます。
ただし、Ver3.0では、フォントコードの変換に失敗することがあり回避するためのアドインソフトも用意されている。
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