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JavaScript での数式処理の実装
2018年8月4日@第2回 関西日曜数学 友の会
松川信彦
大阪府立佐野工科高等学校数学科情報科常勤講師
(2018年4月~)
日本数式処理学会(JSSAC)会員
私のJSでの実装の現到達点(線形代数・整数論・可換環・群論)
- JavaScriptの多倍長整数ライブラリbig-integerを用いて
- 有理数や有限素体の上の多項式演算・行列演算の実装
- 有限次代数拡大体や有限体演算の実装
- 単因子論($\mathbb{Z}$, $\mathbb{Q}[x]$ 上)
- Pell 方程式の実装(和田秀男先生の本の勉強結果)
- Buchberger Algorithm (Gebauer-Moller)(野呂先生・横山先生の本の勉強結果)
- 0次元イデアルにおける最小多項式(野呂先生・横山先生の本の勉強結果)
- 対称群の簡約表示
- Dimino のアルゴリズムによる置換群($M_{11}$ など)の元の列挙
- Schreier Sims のアルゴリズムによる置換群($M_{11}$ など)の元の列挙
- Berlekamp による有限素体上の多項式の既約分解.
- Hensel lifting による$\mathbb{Z}[x]$ における既約分解
- 実演については、後でまとめてやります。しばしお待ちくださいませ。
遅くて非力なスクリプト言語と言われる JavaScript
使うメリットがあるのか?
- 軽量 (bigInt.js + 私の追加 = ca.js ファイル は 140KB)
- 初歩的な内容に限っては実行速度の遅さに困ることが少ない
- メモ帳に書いてブラウザで即実行
- 一番使われている言語
- 学習コストが低い
- 困ったときに検索で解決することが多い
- 特別なソフトのインストールが不要で, ブラウザ上で公開・共有できる
実演お題目
- Pell 方程式 [00-07]
- groebner 基底 [05-12]
(丸山正樹著 「グレブナー基底とその応用」 p82 「性能の低い計算機代数のソフトでは相当待っても答えが出ない」)
- Hensel 構成による因数分解 [02-15, 02-17]
- Schreier-Sims アルゴリズム [14-05]
次なる目標
- 多項式の被役化にかかる時間を速くしたい
- trace アルゴリズムの実装
- JavaScript の gebauer-moeller で cyclic_6 を現実的な時間で完了させたい
- 対称群や一般線形群の表現, 岩堀-Hecke代数の表現