数値解析
51 件数値積分や方程式の数値解法、補間、近似など、数値解析の手法を実際に試せる51種類の計算ツールを集めました。理工系の学習や研究、エンジニアリングの現場での確認に役立ちます。関数や条件を入力するだけで、手計算では難しい問題も近似解を求められ、アルゴリズムの理解を深める助けになります。
関数 f(x) のグラフ描画
数値解析sin(x) や x^2-2 などの数式を入力すると、指定した x の範囲で関数のグラフを自動描画。最大・最小・ゼロ点や代表点の値も同時に確認できます。
計算する →関数 f(x), g(x) のグラフ描画
数値解析2つの数式 f(x) と g(x) を同じ座標平面に色分けで重ねて描画。区間内の最大・最小値や交点も自動で求めます。
計算する →データ点 f(x) のグラフ描画
数値解析(x, y) のデータ点を入力するだけで、折れ線+点のグラフを自動描画。点数・y の最小最大・平均も同時に確認できます。
計算する →データ点 f(x), g(x) のグラフ描画
数値解析2系列の(x, y)データ点を入力すると、f(x)とg(x)を色分けで重ねた折れ線グラフを描き、各系列の点数・最大最小を表示します。
計算する →二分法による方程式の求解
数値解析f(x)=0 の解を二分法で求めるツール。関数と区間を入力すると、近似解・f(解)・反復回数・誤差と、反復ごとの区間・中点の表、関数グラフを表示します。
計算する →はさみうち法(線形補間法)による求解
数値解析入力した方程式 f(x)=0 を、はさみうち法(線形補間法・regula falsi)で解く数値計算ツール。区間と許容誤差を指定すると、近似解・f(解)・反復回数・反復過程の表とグラフを表示します。
計算する →ニュートン法(f(x)とf′(x)を指定)
数値解析f(x)と導関数f′(x)を式で入力し、ニュートン法で方程式 f(x)=0 の近似解を求めます。反復過程の表と収束グラフ付き。
計算する →ニュートン法(f(x)のみ・数値微分)
数値解析f(x)=0 の解をニュートン法で求める計算ツール。式・初期値・許容誤差・最大反復を入れるだけで、導関数は数値微分で自動近似。近似解とf(解)・反復回数・誤差、反復過程の表とグラフを表示します。
計算する →ハーレイ法による求解
数値解析関数 f(x)=0 の解をハーレイ法で求めます。式・初期値・許容誤差・最大反復回数を入力すると、近似解と f(解)・反復回数・誤差、反復過程の表と収束グラフを表示します。
計算する →実数の連分数展開(正則連分数)
数値解析πや√2などの実数を正則連分数 [a0; a1, a2, …] に展開し、各段の近似分数と誤差を一覧表示します。
計算する →実数の連分数と近似分数の一覧
数値解析実数を正則連分数に展開し、目標精度または最大分母を満たすまでの近似分数(収束分数 p/q)を一覧表示します。円周率や黄金比など数式の入力も可能です。
計算する →一般連分数の数値評価
数値解析数列 a・b を入力して一般連分数 b0 + a1/(b1 + a2/(b2 + …)) を後退漸化式で数値評価。各段の部分近似値と収束の様子を表とグラフで確認できます。
計算する →関数の連分数展開による近似
数値解析eˣ・log(1+x)・arctan(x)・tan(x) を連分数展開で近似し、項数を増やしたときの収束のようすと真値との誤差をグラフと表で確認できる数値解析ツール。
計算する →ルンゲ・クッタ法(2次・1階常微分方程式)
数値解析dy/dx=f(x,y) を2次ルンゲ・クッタ法(中点法)で数値的に解き、終点での近似解・数値解の表・解曲線グラフを表示します。
計算する →ルンゲ・クッタ法(4次・1階常微分方程式)
数値解析dy/dx=f(x,y) の右辺の数式と初期値 x0・y0、刻み幅 h、終点 xEnd を入力すると、古典的4次ルンゲ・クッタ法(RK4)で常微分方程式を数値的に解きます。終点での近似解 y、各ステップの k1〜k4 と y の値の表、解曲線のグラフを表示します。
計算する →ルンゲ・クッタ法(2次・2階常微分方程式)
数値解析y''=f(x,y,y') を1階連立に変換し、2次ルンゲ・クッタ法で数値的に解きます。終点での y と y' を求め、解曲線のグラフと各ステップの数表を表示します。
計算する →ルンゲ・クッタ法(4次・2階常微分方程式)
数値解析y''=f(x,y,y') を4次ルンゲ・クッタ法で数値的に解く計算ツール。初期条件と刻み幅を入れるだけで、各ステップの x・y・y' の表と解曲線のグラフを表示します。
計算する →オイラー法(1階常微分方程式)
数値解析dy/dx = f(x, y) と初期条件・刻み幅を入力すると、オイラー法で数値解を計算。終点での y の値、各ステップの推移表、解曲線のグラフをまとめて表示します。
計算する →オイラー法(2階常微分方程式)
数値解析y''=f(x, y, y') の形の2階常微分方程式を、連立1階に変換してオイラー法で数値的に解くツール。初期条件と刻み幅を入れるだけで、終点での y の近似値・解のグラフ・各ステップの (x, y, y') 表を表示します。
計算する →台形則(数値積分)計算ツール
数値解析関数 f(x) の定積分を台形則で数値近似。区間 [a, b] を n 分割し、近似値・刻み幅・各分点の値を表示します。
計算する →シンプソン則 数値積分計算
数値解析シンプソン則(1/3則)で定積分 ∫f(x)dx を数値近似。f(x)・区間・偶数分割数を入力するだけ。
計算する →台形則・シンプソン則 数値積分計算
数値解析f(x) の定積分を台形則とシンプソン則の両方で数値計算し、近似値と両手法の差を比較します。
計算する →二重指数関数型(DE/tanh-sinh)数値積分 有限区間
数値解析f(x) と区間 [a, b] を入力するだけで、二重指数関数型(DE / tanh-sinh)公式により有限区間の定積分 ∫f(x)dx を高精度に数値計算します。端点で発散する被積分関数にも強い手法です。
計算する →半無限区間(a,∞)のDE公式数値積分
数値解析f(x)・下限a・分点数を入れるだけで、半無限区間(a,∞)の定積分を二重指数(DE)公式で高精度に計算します。
計算する →DE公式 半無限積分(下側 −∞〜b)計算
数値解析半無限区間 (−∞, b) の定積分を二重指数(DE)公式で高精度に数値計算します。被積分関数 f(x)・上端 b・分点数を入力するだけ。
計算する →DE公式 無限区間 数値積分
数値解析無限区間 (−∞, ∞) の定積分を二重指数型(DE)変数変換で高精度に数値計算します。f(x) と分点数を入れるだけ。
計算する →Tanh-Sinh求積(DE変換)数値積分電卓
数値解析f(x)と区間[a,b]を入力すると、Tanh-Sinh(二重指数変換)求積で定積分を高精度に計算。端点特異性に強い数値積分ツール。
計算する →Tanh-Sinh求積 分点・重み計算
数値解析Tanh-Sinh(二重指数)求積の分点x_kと重みw_kを刻み幅と分点数から一覧表示。被積分関数を入力すれば区間(-1,1)の近似積分も計算します。
計算する →ガウス求積法(数値積分)計算
数値解析ルジャンドル・チェビシェフ・ラゲール・エルミートのガウス求積法で定積分を高精度に数値計算。f(x)・次数を入力すると積分値と分点・重みを表示します。
計算する →ガウス求積 分点・重み計算(数値積分)
数値解析ガウス求積法(ルジャンドル・チェビシェフ・ラゲール・エルミート)の分点と重みを次数を指定して計算。任意の関数 f(x) の定積分もガウス・ルジャンドルで数値近似します。
計算する →ガウス・ルジャンドル求積(数値積分)計算
数値解析f(x) と区間 [a, b]、次数 n を入力すると、ガウス・ルジャンドル求積で定積分 ∫f(x)dx を高精度に数値計算します。分点・重み・被積分値も表示。
計算する →ガウス・ルジャンドル分点・重み計算
数値解析次数nを入力すると、ガウス・ルジャンドル求積の分点x_iと重みw_i(標準区間[-1,1])を計算して一覧表示します。
計算する →第1種ガウス・チェビシェフ求積 計算
数値解析被積分関数 f(x) と次数 n を入力すると、第1種ガウス・チェビシェフ求積で重み付き積分 ∫[-1,1] f(x)/√(1−x²) dx を計算します。分点・重み・関数値も一覧表示。
計算する →第1種ガウス-チェビシェフ求積 分点・重み計算
数値解析次数 n を入力すると、第1種ガウス-チェビシェフ求積の分点 x_i=cos((2i−1)π/2n) と重み w_i=π/n を一覧表示します。
計算する →第2種ガウス・チェビシェフ求積計算機
数値解析被積分関数 f(x) と次数 n を入力して、重み √(1−x²) 付きの定積分 ∫[-1,1] f(x)√(1−x²)dx を第2種ガウス・チェビシェフ求積で計算します。分点・重みも表示。
計算する →第2種ガウス-チェビシェフ求積 分点・重み計算
数値解析次数nを入力すると、第2種ガウス-チェビシェフ求積の分点 x_i=cos(iπ/(n+1)) と重み w_i=π/(n+1)·sin²(iπ/(n+1)) を表で表示します。
計算する →ガウス・ラゲール求積計算
数値解析被積分関数 f(x) と次数 n を入力すると、ガウス・ラゲール求積で半無限積分 ∫₀^∞ f(x)e^(−x)dx を数値計算します。
計算する →ガウス-ラゲール求積 分点・重み計算
数値解析次数 n を入力すると、ガウス-ラゲール求積の分点(ラゲール多項式 L_n の零点)と重みを表で算出します。半無限区間 ∫₀^∞ e^(-x) f(x) dx の数値積分に使えます。
計算する →ガウス・エルミート求積(数値積分)計算機
数値解析被積分関数 f(x) と次数 n を入力すると、ガウス・エルミート求積で ∫[-∞,∞] f(x)e^(-x²)dx を数値計算します。エルミート多項式の零点を分点、標準公式の重みで評価。
計算する →ガウス・エルミート求積の分点・重み計算
数値解析次数 n を入力すると、ガウス・エルミート求積(重み関数 e^(-x²))の分点(エルミート多項式 Hₙ の零点)と重みを表で一覧表示します。
計算する →ガウス・ヤコビ求積計算ツール
数値解析被積分関数 f(x)、次数 n、重みの指数 α・β を入力すると、ガウス・ヤコビ求積で ∫₋₁¹ f(x)(1−x)^α(1+x)^β dx を計算します。分点・重みは Golub-Welsch 法(三重対角行列の固有値分解)で求めます。
計算する →ガウス・ヤコビ求積の分点・重み計算
数値解析次数nとパラメータα・βから、重み関数(1-x)^α(1+x)^βに対するガウス・ヤコビ求積の分点と重みを計算して表で表示します。
計算する →ガウス・ロバット求積(数値積分)計算
数値解析被積分関数 f(x)、区間 [a, b]、次数 n を入力すると、端点を含むガウス・ロバット求積で定積分を計算します。
計算する →ガウス-ロバット分点・重み計算
数値解析点数 n を指定すると、両端 ±1 を含むガウス-ロバット求積の分点と重みを表で求めます。
計算する →ガウス・クロンロッド求積(G7-K15)計算
数値解析被積分関数 f(x) と区間 [a, b] を入力すると、15点クロンロッド則で定積分を求め、7点ガウス則との差から誤差を推定します。
計算する →ガウス-クロンロッド分点・重み表(15点)
数値解析ガウス-クロンロッド15点則の分点とクロンロッド重み・ガウス重みを標準区間で一覧表示します。
計算する →ロンバーグ積分計算
数値解析f(x) と区間 a〜b、分割レベル k を入力すると、台形則の段階的な細分とリチャードソン補外による高精度な定積分(ロンバーグ積分)を計算します。
計算する →ロンバーグ積分表 計算ツール
数値解析f(x) と区間 a〜b、レベル数を入力すると、ロンバーグ積分の表 R(i,j) を生成し、最良近似 R(n,n) を表示します。
計算する →ガンマ関数 Γ(s) 計算(数値積分)
数値解析ガンマ関数 Γ(s)=0 から無限大までの t^(s-1) e^(-t) dt の積分を数値計算。正の実数 s を入力すると Γ(s)・lnΓ(s)・階乗との関係・二重指数変換による直接積分の参照値まで求めます。
計算する →ベータ関数 B(a,b) 計算機
数値解析ベータ関数 B(a,b)=∫_0^1 t^(a-1)(1-t)^(b-1)dt をガウス求積の数値積分とガンマ関数表現 Γ(a)Γ(b)/Γ(a+b) の両方で計算。lnB や両者の一致誤差も表示します。
計算する →正三角形の計算
数値解析正三角形の1辺の長さ・高さ・周囲の長さ・面積のどれか1つを入力するだけで、残りの要素をまとめて自動計算。内接円・外接円の半径もあわせて求められる図形計算ツールです。
計算する →