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数値計算学習Webアプリ

スプライン補間学習計算ツール

三次スプライン補間を、数式だけでなくグラフ、条件式、係数行列、右辺ベクトル、係数表まで順番に追えるようにした学習用Webアプリです。 通常補間、パラメトリック補間、閉曲線補間を切り替えながら、どの条件がどの計算につながっているかを確認できます。

通常スプライン補間

Xが単調増加する点列を対象に、自然スプライン補間の条件式、未知数、行列、係数、補間式を確認します。

三次スプライン補間の解説記事を見る

パラメトリックスプライン補間

X=x(t)、Y=y(t)として扱うことで、Xが単調でない曲線やループ形状も学習できるようにします。

三次スプライン補間の解説記事を見る

閉曲線スプライン補間

最後の点から最初の点へ戻る区間と周期条件を含め、閉じた輪郭をなめらかにつなぐ考え方を確認します。

閉曲線スプライン補間の解説記事を見る

学習の流れ

  1. 1入力点、区間幅、未知数、条件数を整理する
  2. 2定数や条件式を導出し、どの式がどの行に入るかを見る
  3. 3一般形の係数行列と右辺ベクトルを確認する
  4. 4点数が少ない場合は、実際の数値行列として展開する
  5. 5解ベクトル、係数表、最終的な補間式まで順番に追う

実装・UIの技術記事

使っている主な技術

HTML、CSS、JavaScriptで構成した静的Webアプリとして作り、計算処理は JavaScript、グラフ描画はChart.js、数式表示はMathJaxを利用しています。 学習用のツールとして、画面の操作と式の導出順が対応するように設計しています。