数学×Pythonプログラミング入門

中学や高校で学んだ数学を題材にして、Pythonによる数学×プログラミングを学んでみよう。数学の教科書に載っている定理や公式だけに限らず、興味深い数式の例やAI/機械学習の基本となる例を取り上げながら、数学的な考え方を背景としてプログラミングを学べる連載。

数学×Pythonプログラミング入門:

データ分析において最もよく使われる表形式のデータを取り扱う方法を見ていく。まず、pandasデータフレームの基本的な取り扱い方法を確認し、次に、各種の基本統計量を求める。また、基本統計量の可視化を行い、データの「見方」についても触れる。最後に、scikit-learnを使った回帰と分類の簡単な例を紹介する。

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数学×Pythonプログラミング入門:

三角関数の基本を確認し、Pythonでプログラミングしてみよう。練習問題では、三角関数を使ってサウンドを作成したり、サウンドデータを読み込んで波形を表示したりするための初歩的なプログラムを作成する。また、サウンドを分析するために使われる離散フーリエ変換の利用についても発展的な話題として簡単に触れる。

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AI/機械学習で使われるデータを表現するためにはベクトルや行列などの線形代数を理解することが必要不可欠。今回は行列式と固有値/固有ベクトルの求め方、さらに、それらの応用について、プログラミングの方法を初歩から見ていく。

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AI/機械学習で使われるデータを表現するためにはベクトルや行列などの線形代数を理解することが必要不可欠。今回は行列の内積の計算方法とその応用について、プログラミングの方法を初歩から見ていく。

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AI・機械学習で使われるデータを表現するためにはベクトルや行列などの線形代数を理解することが必要不可欠。今回は行列の各種計算や行、列の抽出、形状の変更方法などについて、プログラミングの方法を初歩から見ていく。

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AI/機械学習で使われるデータを表現するためにはベクトルや行列などの線形代数を理解することが必要不可欠。今回はベクトルを中心に、その考え方や各種計算のプログラミング方法を初歩から見ていく。

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再帰に対して多くの人が持つであろう苦手意識を払拭(ふっしょく)するために、再帰の基本から、その考え方とプログラミングの方法を見ていく。動的計画法を利用した最小コストの計算法などについても紹介する。

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積分法に関する数値計算のプログラミングの方法を見ていく。最初に台形公式やシンプソンの公式を使った方法を紹介し、次に乱数を使ったモンテカルロ法による近似方法を見る。

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数学×Pythonプログラミング入門:

微分法に関する数値計算のプログラミング方法を見ていく。最初に定義通りに計算する方法を、次に微分方程式を簡単に数値計算する方法を紹介。最後に、ルンゲ・クッタ法と呼ばれる精度のよい近似方法を見る。

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「モデルとデータの可視化」というテーマで各種グラフの描画方法を前後編で解説。後編である今回は、棒グラフ/ヒストグラム/箱ひげ図/散布図/ヒートマップを作成し、複数のグラフを並べて表示する方法を説明する。

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数学×Pythonプログラミング入門:

「モデルとデータの可視化」というテーマで関数グラフの描画やヒストグラムや散布図などの各種グラフの取り扱い方を前後編で解説。前編である今回はシグモイド関数のグラフを描く問題を手始めに、さまざまなグラフの描画方法を見ていく。

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数学×Pythonプログラミング入門:

調和数列を使ってオイラーのγ(ガンマ)の近似値を求める問題を通して、Σを使った総和の計算をプログラミングする。また、Pythonのリストや繰り返し処理についてまとめ、身近な事例を使って、繰り返し処理の制御変数とリストのインデックスをどう対応させるかという問題について考える。

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数学×Pythonプログラミング入門:

ウォーミングアップとして、中学数学で学ぶ「素数」に関連する「フェルマーの小定理」を題材に、Pythonプログラミングの初歩を振り返る。演算子/変数/関数の使用方法をまとめる。数式をプログラムとして表すための練習問題も用意している。

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数学×Pythonプログラミング入門:

「Pythonの文法は分かったけど、自分では数学や数式をプログラミングコードに起こせない」という人に向けて、中学や高校で学んだ数学を題材に「数学的な考え方×Pythonプログラミング」を習得するための新連載がスタート。連載コンセプトから、前提知識、目標、本格的に始めるための準備までを説明する。

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