数値解析法及び演習 第十五回

テスト
  1. 16:00まで
  2. プログラム+答えの数値をメールで送ること
  3. ひとつのメールにまとめて送付すること

第一問(10点)

次の運動方程式をルンゲクッタ法を用いて数値的に解け.t=0.D0 で dx/dt=1.D0, x = 0.D0, タイムステップdt=1.D-2 とする.横軸t, 縦軸xでgnuplotでグラフを描画すること.

\begin{equation} {d^2x\over dt^2}=-1-\left({dx\over dt}\right)^2 \end{equation} プログラムおよび,xの最大値と,その時のtを送付すること.この方程式の解析解を求めることができたらボーナス5点

第二問(6点)

シンプソン公式を用いて次の積分を数値的に求めよ.積分区間を100分割して値を求めること.


\begin{equation} \int^1_0 x^3 dx \end{equation} プログラムと数値を送付すること


第三問(10点)

このデータは,800体のポケモンのデータである(https://www.kaggle.com/rounakbanik/pokemonより).左から順にattack, base_total, capture_rate, defense, hp, speed の数値が並んでいる.

  1. 相関係数行列を作成し,相関係数の最大値と,それがどのデータとどのデータの間のものか答えよ.(答えの例:hpとspeedの相関係数が0.912)
  2. 主成分分析を行い,大きい順に二つの寄与率を答えよ.

第四問(10点)

中心が (0.5, 0.5) にあり,半径が0.5の球の体積を乱数を用いて求めたい.0.0から1.0までの乱数を三回発生させ,1個目をx座標, 2個目をy座標,3個目をz座標とする.これをN回繰り返す.こうやって座標を生成すると,一片が1の立方体の中に満遍なく座標が分布するはずである.一方で,それぞれの座標から,中心が (0.5, 0.5)にあり半径が0.5の球の中に入ったか外側かを判定することができる.

  1. 立方体の体積(つまり1)のうち球の占める体積の割合を答えよ(手で計算する).
  2. N=100000の場合について,球の中に入った座標の割合を数値計算で求めよ.


プログラムと,球の占める体積,球の中に入った座標の割合を送付すること

第五問(2点)




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