学習環境
- Surface 3 (4G LTE)、Surface 3 タイプ カバー、Surface ペン(端末)
- Windows 10 Pro (OS)
- 数式入力ソフト(TeX, MathML): MathType
- MathML対応ブラウザ: Firefox、Safari
- MathML非対応ブラウザ(Internet Explorer, Microsoft Edge, Google Chrome...)用JavaScript Library: MathJax
- 参考書籍
ラング線形代数学(上)(S.ラング (著)、芹沢 正三 (翻訳)、ちくま学芸文庫)の6章(行列式)、3(行列式の存在)、練習問題10.を取り組んでみる。
3 x 3行列式の場合。
一般化。
コード(Emacs)
Python 3
#!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*- from sympy import pprint, symbols, Matrix, sin, cos, Function, Derivative print('10.') f = Function('f') g = Function('g') h = Function('h') t = symbols('t') m1 = Matrix([[f(t), g(t), h(t)], list(map(lambda f0: Derivative(f0(t), t, 1), [f, g, h])), list(map(lambda f0: Derivative(f0(t), t, 2), [f, g, h]))]) m2 = Matrix([[f(t), g(t), h(t)], list(map(lambda f0: Derivative(f0(t), t, 1), [f, g, h])), list(map(lambda f0: Derivative(f0(t), t, 3), [f, g, h]))]) pprint(m1) pprint(m2) d1 = m1.det() pprint(d1) d2 = m2.det() pprint(d2) d11 = Derivative(d1, t, 1) pprint(d11) a = d11.doit() b = d2.doit() pprint(a) pprint(b) print(a == b)
入出力結果(Terminal, IPython)
$ ./sample10.py 10. ⎡ f(t) g(t) h(t) ⎤ ⎢ ⎥ ⎢d d d ⎥ ⎢──(f(t)) ──(g(t)) ──(h(t)) ⎥ ⎢dt dt dt ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 2 2 2 ⎥ ⎢ d d d ⎥ ⎢───(f(t)) ───(g(t)) ───(h(t))⎥ ⎢ 2 2 2 ⎥ ⎣dt dt dt ⎦ ⎡ f(t) g(t) h(t) ⎤ ⎢ ⎥ ⎢d d d ⎥ ⎢──(f(t)) ──(g(t)) ──(h(t)) ⎥ ⎢dt dt dt ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 3 3 3 ⎥ ⎢ d d d ⎥ ⎢───(f(t)) ───(g(t)) ───(h(t))⎥ ⎢ 3 3 3 ⎥ ⎣dt dt dt ⎦ 2 2 2 d d d d d d f(t)⋅──(g(t))⋅───(h(t)) - f(t)⋅──(h(t))⋅───(g(t)) - g(t)⋅──(f(t))⋅───(h(t)) + dt 2 dt 2 dt 2 dt dt dt 2 2 2 d d d d d d g(t)⋅──(h(t))⋅───(f(t)) + h(t)⋅──(f(t))⋅───(g(t)) - h(t)⋅──(g(t))⋅───(f(t)) dt 2 dt 2 dt 2 dt dt dt 3 3 3 d d d d d d f(t)⋅──(g(t))⋅───(h(t)) - f(t)⋅──(h(t))⋅───(g(t)) - g(t)⋅──(f(t))⋅───(h(t)) + dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt 3 3 3 d d d d d d g(t)⋅──(h(t))⋅───(f(t)) + h(t)⋅──(f(t))⋅───(g(t)) - h(t)⋅──(g(t))⋅───(f(t)) dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt ⎛ 2 2 2 d ⎜ d d d d d d ──⎜f(t)⋅──(g(t))⋅───(h(t)) - f(t)⋅──(h(t))⋅───(g(t)) - g(t)⋅──(f(t))⋅───(h(t)) dt⎜ dt 2 dt 2 dt 2 ⎝ dt dt dt 2 2 2 d d d d d d + g(t)⋅──(h(t))⋅───(f(t)) + h(t)⋅──(f(t))⋅───(g(t)) - h(t)⋅──(g(t))⋅───(f(t)) dt 2 dt 2 dt 2 dt dt dt ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 3 3 3 d d d d d d f(t)⋅──(g(t))⋅───(h(t)) - f(t)⋅──(h(t))⋅───(g(t)) - g(t)⋅──(f(t))⋅───(h(t)) + dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt 3 3 3 d d d d d d g(t)⋅──(h(t))⋅───(f(t)) + h(t)⋅──(f(t))⋅───(g(t)) - h(t)⋅──(g(t))⋅───(f(t)) dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt 3 3 3 d d d d d d f(t)⋅──(g(t))⋅───(h(t)) - f(t)⋅──(h(t))⋅───(g(t)) - g(t)⋅──(f(t))⋅───(h(t)) + dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt 3 3 3 d d d d d d g(t)⋅──(h(t))⋅───(f(t)) + h(t)⋅──(f(t))⋅───(g(t)) - h(t)⋅──(g(t))⋅───(f(t)) dt 3 dt 3 dt 3 dt dt dt True $
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