laplace::addpattern Add patterns for the Laplac

2017年11月22日(水)NEW !
テーマ：数学

`laplace`::`addpattern`

Add patterns for the Laplace transform

MuPAD® notebooks are not recommended. Use MATLAB® live scripts instead.

MATLAB live scripts support most MuPAD functionality, though there are some differences. For more information, see Convert MuPAD Notebooks to MATLAB Live Scripts.

Syntax

laplace::addpattern(pat, t, s, res, <vars, <conds>>)

Description

laplace::addpattern(pat, t, s, res) teaches laplace to return

The laplace function uses a set of patterns for computing Laplace transforms. You can extend the set by adding your own patterns. To add a new pattern to the pattern matcher, use laplace::addpattern. MuPAD^® does not save custom patterns permanently. The new patterns are available in the current MuPAD session only.

Variable names that you use when calling laplace::addpattern can differ from the names that you use when calling laplace. See Example 2.

You can include a list of free parameters and a list of conditions on these parameters. These conditions and the result are protected from premature evaluation. This means that you can use not iszero(a^2 - b) instead of hold( _not @ iszero )(a^2 - b).

The following conditions treat assumptions on identifiers differently:

a^2 - b <> 0 takes into account assumptions on identifiers.
not iszero(a^2 - b) disregards assumptions on identifiers.

See Example 4.

Environment Interactions

Calling laplace::addpattern changes the expressions returned by future calls to laplace.

Examples

Example 1

Compute the Laplace transform of the function foo. By default, MuPAD does not have a pattern for this function:

laplace(foo(t), t, s)

Add a pattern for the Laplace transform of foo using laplace::addpattern:

laplace::addpattern(foo(t), t, s, bar(s)):

Now laplace returns the Laplace transform of foo:

laplace(foo(t), t, s)

After you add a new transform pattern, MuPAD can use that pattern indirectly:

laplace(t^3 + exp(2*t)*foo(t), t, s)

Example 2

Define the Laplace transform of foo(x) using the variables x and y as parameters:

laplace::addpattern(foo(x), x, y, bar(y)):

The laplace function recognizes the added pattern even if you use other variables as parameters:

laplace(foo(t), t, s)

Example 3

Add this pattern for the Laplace transform of f:

laplace::addpattern(f(a*x)*g(a*x), x, y, y/(y^4 + 4*a^4)):
laplace(f(a*v)*g(a*v), v, w)

This pattern holds only when the first argument of f is the symbolic parameter a. If you use any other value of this parameter, laplace ignores the pattern:

laplace(f(A*v)*g(A*v), v, w)

To use the pattern for arbitrary values of the parameter, declare the parameter a as an additional pattern variable:

laplace::addpattern(f(a*x)*g(a*x), x, y, y/(y^4 + 4*a^4), [a]):

Now laplace applies the specified pattern for an arbitrary value of a:

laplace(f(A*v)*g(A*v), v, w)

Example 4

Use assumptions when adding the following pattern for the Laplace transform:

laplace::addpattern(FOO(x*t), t, s, sin(1/(x-1/2))*BAR(s),
                                    [x], [abs(x) < 1]):
laplace(FOO(x*t),t,s) assuming -1 < x < 1

If |x| ≥ 1, you cannot apply this pattern:

laplace(FOO(x*t),t,s) assuming x >= 1

If MuPAD cannot determine whether the conditions are satisfied, it returns a piecewise object:

laplace(FOO(x*t), t, s)

Note that the resulting expression defining the Laplace transform of FOO(x*t) implicitly assumes that the value of x is not 1/2. A strict definition of the pattern is:

laplace::addpattern(FOO(x*t), t, s, sin(1/(x-1/2))*BAR(s),
                    [x], [abs(x) < 1, x <> 1/2]):

If either the conditions are not satisfied or substituting the values into the result gives an error, laplace ignores the pattern. For this particular pattern, you can omit specifying the assumption x <> 1/2. If x = 1/2, MuPAD throws an internal “Division by zero.” error and ignores the pattern:

laplace(FOO(1/2*t), t, s)

Parameters

`pat`	Arithmetical expression in the variable `t` representing the pattern to match
`t`	Identifier or indexed identifier used as a variable in the pattern
`s`	Identifier or indexed identifier used as a variable in the result
`res`	Arithmetical expression in the variable `s` representing the pattern for the result of the transformation
`vars`	List of identifiers or indexed identifiers used as “pattern variables” (placeholders in `pat` and `res`). You can use pattern variables as placeholders for almost arbitrary MuPAD expressions not containing `t` or `s`. You can restrict them by conditions given in the optional parameter `conds`.
`conds`	List of conditions on the pattern variables

Return Values

Object of type DOM_NULL

ソクラテス・プラトン・アリストテレス　その他

https://ameblo.jp/syoshinoris/entry-12328488611.html

再生核研究所声明 395(2017.11.5): 　ゼロ除算物語　－　記録、回想

ゼロで割る問題は、ゼロ除算は　２０１４．２．２　友人二人に100/0=0を認識したとメールしてから、面白いいろいろな経過があって発展している。　再生核研究所声明や解説などで経過を述べてきたが、印象深い事実をできるだけ事実として記録して置きたい。文献は整理して保管するように整理して置きたい。事実を記録するため、以下詳しい記録は特別な仲間以外は　この世を去って3年間は未公開としたい。絶えずできるだけ更新、記録を随時追加していきたい。

２０１７．１１．０５．０５：４０　晴天

再生核研究所声明 394(2017.11.4): 　ゼロで割れるか　―　ゼロで割ったらユークリッド以来の新世界が現れた

ゼロで割る問題は、ゼロ除算は　Brahmagupta (598 -668 ?)以来で、彼は Brhmasphuasiddhnta（６２８）で　0/0=0 と定義していた。ゼロ除算は古くから物理、哲学の問題とも絡み、アリストテレスはゼロ除算の不可能性を述べていたという。現在に至っても、アインシュタイン自身の深い関心とともに相対性理論との関連で相当研究がなされていて、他方、ゼロ除算の計算機障害の実害から、論理や計算機上のアルゴリズムの観点からも相当な研究が続けられている。さらに、数学界の定説、ゼロ除算の不可能性（不定性）に挑戦しようとする相当な素人の関心を集めている。現在に至ってもいろいろな説が存在し、また間違った意見が出回り世間では混乱している。しかるに、　我々は、ゼロ除算は自明であり、ゼロ除算算法とその応用が大事であると述べている。

まずゼロで割れるか否かの問題を論じるとき、その定義をしっかりすることが大事である。　定義をきちんとしないために空回りの議論をしている文献が大部分である。何十年も超えて空回りをしている者が多い。割れるとはどのような意味かと問題にしなければならない。　数学界の常識、割り算は掛け算の逆であり、az =b　の解をb割るaと定義し、分数b/a　を定義すると考えれば、直ちにa=0の場合には、一般に考えられないと結論される。それで、ゼロ除算は神でもできないとか神秘的な議論が世に氾濫している。しかしながら、この基本的な方程式の解が何時でも一意に存在するように定義するいろいろな考え方が存在する。有名で相当な歴史を有する考え方が、Moore-Penrose一般逆である。その解はa=0　のとき、ただ一つの解z=0　を定める。よって、この意味で方程式の解を定義すれば、ゼロ除算 b/0,　b割るゼロはゼロであると言える。そこで、このような発想、定義は自然であるから、発見の動機、経緯は違うが、ゼロ除算は可能で、b/0=0 であると言明した。Moore-Penrose一般逆の自然性を認識して、ゼロ除算は自明であり、b/0=0 であるとした。

それゆえに、神秘的な歴史を持つ、ゼロ除算は　実は当たり前であったが、現在でもそうは認識されず混乱が続いている。その理由は、関数 W = 1/z　の原点での値をゼロとする考えに発展、適用するとユークリッド以来、アリストテレス以来の世界観の変更に繋がるからである。1/0は無限大、無限と発想しているからである。実際、原点の近くは限りなく原点から遠ざかり、限りなく遠くの点、無限の彼方に写っている歴然とした現象か存在する。しかるに　原点が原点に写るというのであるから、これらの世界観は　ユークリッド空間、アリストテレスの世界観に反することになる。それゆえに　Moore-Penrose一般逆は一元一次方程式の場合、意味がないものとして思考が封じられてきたと考えられる。

そこで、この新しい数学、世界観が、我々の数学や世界に合っているか否かを広範囲に調べてみることにした。その結果、ユークリッドやアリストテレスの世界観は違っていて、広範な修正が必要であることが分った。

そこで、次のように表現して、広く内外に意見を求めている：

Dear the leading mathematicians and colleagues:

Apparently, the common sense on the division by zero with a long and mysterious history is wrong and our basic idea on the space around the point at infinity is also wrong since Euclid. On the gradient or on derivatives we have a great missing since $\tan (\pi/2) = 0$. Our mathematics is also wrong in elementary mathematics on the division by zero.

I wrote a simple draft on our division by zero. The contents are elementary and have wide connections to various fields beyond mathematics. I expect you write some philosophy, papers and essays on the division by zero from the attached source.

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

The division by zero is uniquely and reasonably determined as 1/0=0/0=z/0=0 in the natural extensions of fractions. We have to change our basic ideas for our space and world

Division by Zero z/0 = 0 in Euclidean Spaces

Hiroshi Michiwaki, Hiroshi Okumura and Saburou Saitoh

International Journal of Mathematics and Computation Vol. 28(2017); Issue 1, 2017), 1

-16. 　

http://www.scirp.org/journal/alamt 　　 http://dx.doi.org/10.4236/alamt.2016.62007
http://www.ijapm.org/show-63-504-1.html
http://www.diogenes.bg/ijam/contents/2014-27-2/9/9.pdf

http://okmr.yamatoblog.net/division%20by%20zero/announcement%20326-%20the%20divi

http://okmr.yamatoblog.net/

Relations of 0 and infinity

Hiroshi Okumura, Saburou Saitoh and Tsutomu Matsuura：
http://www.e-jikei.org/…/Camera%20ready%20manuscript_JTSS_A…

https://sites.google.com/site/sandrapinelas/icddea-2017

国内の方には次の文も加えている：

我々の初等数学には　間違いと欠陥がある。　学部程度の数学は　相当に変更されるべきである。しかしながら、ゼロ除算の真実を知れば、人間は　人間の愚かさ、人間が如何に予断と偏見、思い込みに囚われた存在であるかを知ることが出来るだろう。この意味で、ゼロ除算は　人間開放に寄与するだろう。世界、社会が混乱を続けているのは、人間の無智の故であると言える。

三角関数や２次曲線論でも理解は不完全で、無限の彼方の概念は、ユークリッド以来　捉えられていないと言える。（２０１７．８．２３．０６：３０　昨夜　風呂でそのような想いが、新鮮な感覚で湧いて来た。）

ゼロ除算の優秀性、位置づけ ：　要するに孤立特異点以外は　すべて従来数学である。　ゼロ除算は、孤立特異点　そのもので、新しいことが言えるとなっている。従来、考えなかったこと、できなかったこと　ができるようになったのであるから、ゼロ除算の優秀性は歴然である。 優秀性の大きさは、新しい発見の影響の大きさによる（２０１７．８．２４．０５：４０）　

思えば、我々は未だ微分係数、勾配、傾きの概念さえ、正しく理解されていないと言える。　目覚めた時そのような考えが独りでに湧いた。

典型的な反響は　次の物理学者の言葉に現れている：

Here is how I see the problem with prohibition on division by zero, which is the biggest scandal in modern mathematics as you rightly pointed out（2017.10.14.8:55）.

現代数学には間違いがあり、欠陥がある、我々の空間の認識はユークリッド、アリストテレス以来　間違っていると述べている。

ゼロ除算の混乱は、世界史上に於ける数学界の恥である。そこで、数学関係者のゼロ除算の解明による数学の修正を、ゼロ除算の動かぬ、数学の真実にしたがって求めたい。詳しい解説を　３年を超えて素人向きに行っている：

数学基礎学力研究会公式サイト楽しい数学

www.mirun.sctv.jp/~suugaku/

以　上

再生核研究所声明 393(2017.11.3): 　ゼロ除算の認知と真相の解明、究明を求める

ゼロで割る問題、ゼロ除算は　狭くは　Brahmagupta (598 -668 ?)以来で、彼は Brhmasphuasiddhnta（６２８）で　0/0=0 と定義していた。ゼロ除算は古くから物理、哲学の問題とも絡み、アリストテレスがゼロ除算の不可能性を示していたという。現在に至っても、アインシュタイン自身の深い関心とともに相対性理論との関連で相当研究がなされていて、他方、ゼロ除算の計算機障害の実害から、論理や計算機上のアルゴリズムの観点からも相当な研究が続けられている。さらに、数学界の定説、ゼロ除算の不可能性（不定性）に挑戦しようとする相当な素人の関心を集めている。現在に至ってもいろいろな説が存在し、また間違った意見が出回り世間では混乱している状況である。しかるに、　我々は、ゼロ除算は自明であり、ゼロ除算算法とその応用が大事であると述べて、　次のように表現して、広く内外に意見を求めている：

Dear the leading mathematicians and colleagues:

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

The division by zero is uniquely and reasonably determined as 1/0=0/0=z/0=0 in the natural extensions of fractions. We have to change our basic ideas for our space and world

Division by Zero z/0 = 0 in Euclidean Spaces

Hi roshi Michiwaki, Hiroshi Okumura and Saburou Saitoh

International Journal of Mathematics and Computation Vol. 28(2017); Issue 1, 2017), 1

-16. 　

http://okmr.yamatoblog.net/division%20by%20zero/announcement%20326-%20the%20divi

http://okmr.yamatoblog.net/

Relations of 0 and infinity

Hiroshi Okumura, Saburou Saitoh　and Tsutomu Matsuura：
http://www.e-jikei.org/…/Camera%20ready%20manuscript_JTSS_A…

https://sites.google.com/site/sandrapinelas/icddea-2017

国内の方には次の文も加えている：

思えば、我々は未だ微分係数、勾配、傾きの概念さえ、正しく理解されていないと言える。　目覚めた時そのような考えが独りでに湧いた。

典型的な反響は　次の物理学者の言葉に現れている：

Here is how I see the problem with prohibition on division by zero, which is the biggest scandal in modern mathematics as you rightly pointed out（2017.10.14.8:55）.

現代数学には間違いがあり、欠陥がある、我々の空間の認識はユークリッド、アリストテレス以来　間違っていると述べている。

数学基礎学力研究会公式サイト楽しい数学

www.mirun.sctv.jp/~suugaku/

以　上

再生核研究所声明 374　(2017.7.20)：微分方程式論における不完全性と問題

現在の学部レベルの微分方程式の教科書を広く参照して、その理論、扱いの不備が目立つので、項目に分けて具体的に指摘しておきたい。まずは大局、要点は次から。

再生核研究所声明366（2017.5.16）微分方程式論の不備　―　不完全性

―　ところが、数学の多くの著書のうちでも、微分方程式論では、現在の版でも相当に隙や論理の飛躍、扱いの不統一さなど、数学書としては　他の分野の著書に比べて　ちぐはぐ、隙だらけに見えて来た。微分方程式論は不完全な状況であると言える。このことを簡潔に、具対的に指摘したい。未知の相当な世界にも触れたい。

先ず、微分方程式の定義である。普通は導関数を含む方程式を微分方程式と称する。このとき導関数とは何だろうか。関数に微分係数を対応させて、微分によって導かられた関数が導関数であるから、微分方程式には関数が定義されていなくてはならない。普通は１変数関数ならばxの関数　y=f(x)　などと考え、その導関数を含む方程式を考えるだろう。例として考えられるのは、原点を中心とする半径aの円群が満たす例として多くの教科書の初期に　微分方程式の例が挙げられる。このとき、円はy軸に平行な接線を持つから　その点で微分係数は存在しないと考えられる。そのままでは円群の満たす微分方程式とは言えず、微分方程式を満たさない点が存在することになってしまう。数学としては初めから、格好が悪いと言える。多くの微分方程式でこのことは広く問題になる。―　ここの説明を上手くするために　都合の悪いところで、独立変数と従属変数を変えて、そこで考えれば良いという意見を頂いたが、少し人為的、最初の議論としてはあまり良いとは言えないのではないだろうか。

ところがゼロ除算で考えると、何とy軸に平行な接線の接点で、関数は微分可能で、微分係数の値、勾配はゼロであることが　ゼロ除算の拓いた重要な知見、結果である。すると、微分方程式 dy/dx= - x/y　は至るところで、円によって満たされるとなる。念のため、(a,0) で　(dy/dx)(a)= - a/0=0　である。

この初歩的な結果は、微分方程式論に大きな影響を与える。解析関数の孤立特異点で、自然な意味で、値と微分係数を定義できるから、微分方程式を孤立特異点そのものでも考えることができるという、広い世界が拓かれてくる。微分方程式論を孤立特異点まで含めて議論する広い世界である。そもそも従来は、孤立特異点の孤立点を除いた近傍で数学を議論してきた。孤立特異点そのところでは数学を考えて来なかったのである。

ゼロ除算が拓いたゼロ除算算法は　解析関数の孤立特異点で有限確定値を与え、それらが自然な意味を持つから、微分方程式と微分方程式の解の孤立特異点での値の性質を調べる雄大な分野が存在する。

要するに、数理科学の数式で、分母がゼロになる膨大な数式で、ゼロ除算算法で　孤立特異点で考える新しい世界が出現し、その影響は甚大であると考えられる。

もちろん、偏微分方程式論でも同様であるが、多変数のゼロ除算の定義から既に多変数解析関数論における難解な問題に繋がっていて、殆ど未知の世界である。

ゼロ除算算法の微分方程式論における影響は広範で、甚大であると考えられる。学術書の全般的な書き換えが求められている。

以　上

そこで、さらに項目で具体的に述べよう：

１）微分方程式の解が考えているところで全く解析的な関数なのに、微分方程式の表現で、従来の数学では説明のつかないような特異点を有する微分方程式が沢山現れている。そのような特異点で、ゼロ除算算法で解釈すれば微分方程式は考えているところで全体的に説明ができて意味を持つこととなる。

２）微分方程式の　一つの係数がゼロになった時の解と元の解は関係があり、一般的な解から、特別に一つの係数がゼロになった時の解が出ると考えられるが、簡単に出る場合もあるが、従来の数学で、導かれそうもない場合に、ゼロ除算算法で沢山、決まった方法で導かれる現象が発見された。

３）外力の入れ方で共振を起こす場合の結果が、共振を起こさない場合から、ゼロ除算算法で自動的に導かれる。

４）従来、実数空間で考えた微分方程式の解が、孤立特異点で切れて解が切れて、接続できないとの記述が見られるが、これは、孤立特異点も含めて微分方程式、そしてその解が考えられる。（ポントリャーゲンや古屋先生の本に特異点から先、解が伸びないで切れているという記述がある。）

５）微分方程式の任意定数の扱いで　e^C　を任意定数で置き換えるとき、負やゼロを取らないと考えられているので、いちいちそれらの場合も良いと理由を付けて説明しているが,　ゼロ除算で発見された値を考えることで、いちいち断る必要はなくなる。\log 0=0で, e^0 が２つの値、１とゼロの２つの値をとること。

６）例えばある放物線の傾きmの接線の方程式 y=mx + p/m, ある微分方程式の一般解y = cx + \frac{1}{c}　などで、m=0や c=0　で、y=0としてそのまま意味を持つ。ゼロ除算は広く成り立っている。

７）たとえば、y^{\prime\prime} + 4 y^{\prime} + 3 y = 5 e^{kx},　の解

y = \frac{5 e^{kx}}{k^2 + 4 k + 3}.

において、 $k = -3$,の場合の解がゼロ除算算法で自動的に自然に解が求まる。

以　上

ピエール＝シモン・ラプラス（Pierre-Simon Laplace, 1749年 3月23日 - 1827年 3月5日）は、フランスの数学者、物理学者、天文学者。「天体力学概論」(traité intitulé Mécanique Céleste)と「確率論の解析理論」という名著を残した^[1]。 1789年にロンドン王立協会フェローに選出された^[2]。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%94%E3%82%A8%E3%83%BC%E3%83%AB%EF%BC%9D%E3%82%B7%E3%83%A2%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A9%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%B9

再生核研究所

2017年11月22日水曜日