数学

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複素積分を利用したフレネル積分の求値問題

この記事で覚えてほしいこと\(√x=z\)と置き、積分対象の関数を三角関数型\(\cos(x^{2})\)に変換する。\(exp(-iz^{2})\)型の積分を与えられた閉路\( C_{1} , C_{2} , C_{3}\)を用いて行う。積分結果の実部が与えられた結果にあたる。
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留数定理を利用した有理関数の複素積分と逆ラプラス変換

留数定理とは正則関数が閉曲線$C$の内部で有限個の孤立特異点$a_{1},a_{2},\cdots,a_{n}$を持つとき、下記の関係が成り立つことを言います。\begin{aligned}\int_{c}f(z)dz=2 \pi i \sum^{n}_{k=1}\mathrm{Res}(f,a_k)\end{aligned}
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確率変数の積率母関数と最尤推定値の計算問題

積率母関数確率分布のモーメントを生成する関数で、確率分布の性質を評価するために使用します。最尤推定値観測データが最も起こりやすくなるパラメータを言います。
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ガウス分布の期待値と分散の計算問題

ガウス分布とは平均値\(\mu\)を中心とした、鐘型の確率密度関数を言います。メーカーでは、部品の誤差をモデル化するために用いられることが多いです。例)あるセンサの10年故障率は0.01% → 3σ(
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指数分布関数の期待値、分散、確率の計算問題

指数分布とは待ち時間や寿命など、現実世界である事象が起こるまでの時間を数学的に表現した確率分布になります。負の領域では0です。これは、現実世界で過去に何かが発生する確率を現在から表現できないためです。
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ガウスの発散定理を用いた楕円放物線内部のベクトル場の体積分問題

ガウスの発散定理とはある閉曲面(3次元)内のベクトル場の発散は、閉曲面を囲む閉曲面Sでベクトル場を面積分した値に等しいことを言います。
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ストークスの定理を用いたベクトル場の面積分問題

ストークスの定理とはあるベクトル場の回転の面積分は、面積分した領域の境界線を線積分した値に等しいことを言います。本問も線積分の式で表されていますが、ストークスの定理を用いることで面積分に帰着できます。問で与えられた領域に対し面積分すれば解けます。
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フーリエ級数を用いた3次元ラプラス方程式の級数解法

問題下記のように、\(x=a,y=b,z=c\)の3次元の矩形型の箱を考える。\(z=c\)の境界面でのポテンシャルを\(f(x,y)\)、\(z=c\)を除くすべての境界面において、ポテンシャル\(u(x,y,z)=0\)のとき、箱内部の...
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フーリエ級数を用いた一次元熱伝導方程式の級数解法

今までの記事でちょくちょく出てきましたが、偏微分方程式はフーリエ級数、変換、ラプラス変換を利用すると手計算で求められる場合があります。院試でも、京大(情報学研究科)の先端情報専攻で出題されることがあります。本記事では、フーリエ級数を用いて熱伝導方程式を解いてみます。
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べき級数を用いた微分方程式の解法と問題(級数解)

べき級数を用いた微分方程式の解き方与えられた微分方程式の通常点を求める。仮定した解を微分方程式に代入し、未定定数\(c_{n}\)の関係式を求める。最終的に求まった\(c_{n}\)を2.で仮定した式に代入することで、解が求まる。
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