MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その1【導入編】

MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その1【導入編】 数値計算
MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その1【導入編】

バックナンバーはこちら。
https://www.simulationroom999.com/blog/compare-matlabpythonscilabjulia5-backnumber/

はじめに

これから第5章をスタート。
内容としてはフーリエ解析学から高速フーリエの話がメインとなる。
おおよそ実数フーリエ、複素フーリエ、フーリエ変換、離散フーリエ変換、高速フーリエ変換の進める。

登場人物

博識フクロウのフクさん

指差しフクロウ

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

技術者太郎

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

導入

太郎くん
太郎くん

第4章がおわり第5章に突入したわけだけど、
何をやるか決まった?

フクさん
フクさん

業務都合ではあるが、フーリエ変換を使っていろいろやってるところだから、
フーリエ解析学を攻めるようにした。(中の人が)

太郎くん
太郎くん

まぁ、業務と関連しているとモチベーションは上がりやすいよね。(中の人が)

フクさん
フクさん

と言っても、(中の人が)専門家ではないため、比較的概要的な話にはなるかもね。

そういえば以前フーリエ関係ってやってなかったか?

太郎くん
太郎くん

フーリエというと、以前「MATLAB、Pythonで株価予測」でフーリエ変換をやった気がするな。

フクさん
フクさん

この時は、MATLABが持ってるfft関数や、NumPyのfftを使った感じだな。
特にフーリエ解析学までは踏み込んでないから、ここでは比較的掘り下げる方の解説になるはずだ。

太郎くん
太郎くん

(掘り下げるのか・・・以前のfft関数使っただけのときもヤベェ感じだっが・・・。)

解説手順

太郎くん
太郎くん

で、どんな感じで解説していく予定?

フクさん
フクさん

まずは大雑把の方の流れを書き出そう。

  • フーリエ解析学
    • フーリエ級数
    • フーリエ係数
    • 複素フーリエ級数
    • 複素フーリエ係数
    • フーリエ変換
    • 逆フーリエ変換
  • 離散フーリエ
    • 離散フーリエ変換
    • 逆離散フーリエ変換
    • 高速フーリエ変換
    • 逆高速フーリエ変換
太郎くん
太郎くん

大雑把な方だけでもヤベェな・・・。

フクさん
フクさん

最初はフーリエ級数、フーリエ係数になるわけだが、
これだけでも前提知識が大量に必要になるな。

太郎くん
太郎くん

まじかよ・・・。

フクさん
フクさん

まぁ、ここで前提知識を固めておけば、
その後の複素フーリエ、フーリエ変換で楽できるとも言えるな。

太郎くん
太郎くん

(つまり、その前提知識でつまづいたら詰むってことかよ・・・。)

フクさん
フクさん

前提知識も一つ一つはそれほど難しくはない。
高校数学程度の知識で十分なはずだ。
というより、フーリエ解析学全体が高校数学で割と解決しやすいな。

太郎くん
太郎くん

一般人が高校数学を知ってると思うなよ!

フクさん
フクさん

(なぜ知らないこと自信満々に言えるのか・・・。)

フクさん
フクさん

そうであれば、高校数学を復習するつもりで見てみるというのもありだな。
高校時代では意味不明だったものも、
「こういう役立ち片をするのか!」
と、新たな気付きになるかもしれない。

太郎くん
太郎くん

まぁ、それを期待するか・・・。

フクさん
フクさん

それに我々はプログラムと言う文明の利器を持っている。
最悪、プログラムの力を借りて力業で解決ってのもありかもね。

太郎くん
太郎くん

いわゆる解析的に解決ではなく、数値的に解決ってやつか。

フクさん
フクさん

そうそう。
まぁ、途中途中で直接フーリエとは関わらない部分でもプログラム化を挟んで
理解しやすいように進めよう。

まとめ

フクさん
フクさん

まとめだよ。

  • 業務でフーリエ解析学に絡むところがやってるのでこれを第5章はフーリエ解析学をテーマとする
  • 途中、フーリエと関係ない部分でもプログラム化して確認するなどをして理解しやすい状態で進める予定。

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