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3 Mathematica による計算

今の関数の計算を、Mathematica で動かしてみた結果を紹介する。 Mathematica は市販の数式処理ソフトで、色んな OS (UNIX, MS-Windows, Mac OS) で動くものがあり、グラフィック出力も行なえ非常に高機能なソフトで、 微積分や微分方程式の解などを近似値でなく式として出力することが可能である。 もちろんテイラー展開の計算も行なうことが出来る。

今回は UNIX 版 (Solaris) を使用した結果を紹介する。

  % math
  Mathematica 3.0 for Solaris
  Copyright 1988-97 Wolfram Research, Inc.
  -- Motif graphics initialized -- 

  In[1]:= Cos[a*x]*Sech[b*x]

  Out[1]= Cos[a x] Sech[b x]

  In[2]:= Series[%,{x,0,5}]

                 2    2         4    2  2      4
               -a    b    2    a    a  b    5 b    4       6
  Out[2]= 1 + (--- - --) x  + (-- + ----- + ----) x  + O[x]
                2    2         24     4      24

  In[3]:= Quit
上記の出力のうち、最初の % math (Mathematica の起動) と In[$n$]:= の後に続く部分が私が入力したもので、 Out[$n$]:= に続く部分が Mathematica が返した出力である。

最初に関数を設定する。$\cos x$ $\mathop{\rm sech}x$ も Mathematica にはあらかじめ Cos[x], Sech[x] として組み込まれている。 そして Series[$f$,{$x$,$a$,$n$}] がテイラー展開を 行なわせる命令である。$f$ が対象となる関数、 $x$ がその変数、$a$ が展開の中心、$n$ が展開を行なう次数である。 関数として % と指定すると直前の式が使われる。

今回は 5 次で展開したが、全節で計算したものと同じものが得られていることが 分かると思う。

この計算を手元の Mac 版 (Mathematica 2.2, Macintosh LC630) でも 試してみたが、いずれも瞬時に計算結果が出力される。 Mathematica にとってはこのくらいは何でもない計算なのであろう。


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Shigeharu TAKENO
2002年 7月 30日