関数 LaplaceTransform(f, s)
入力: f - 時間領域の関数
s - ラプラス変換で使用する複素数変数
出力: F(s) - ラプラス変換の結果
定義: F(s) = ∫(0, ∞) e^(-st) f(t) dt
初期化: 結果を格納する変数 result を 0 に設定
定義: 積分のステップ幅 delta_t(小さい値、例えば 0.01 など)
定義: 積分の上限 approx_upper_limit(理論上は ∞ だが、実際には大きな値、例えば 100 または 1000 など)
// 数値積分 (台形則やシンプソン則などを使用することも可能)for t から 0 まで approx_upper_limit まで delta_t ずつ増加させる:
// 現在の t での関数の値を計算
current_value = e^(-s*t) * f(t)
// 積分の合計に加算
result = result + current_value * delta_treturn result
線形微分方程式を代数方程式に、畳み込みを乗算に変換する
ラプラス変換は,数学者であり天文学者であったラプラス侯爵 Pierre-Simon, marquis de Laplace にちなんで命名され,彼は確率論に関する研究において同様の変換を用いた. ラプラスは Essai philosophique sur les probabilités (1814) で生成関数の使用について広範囲に執筆し,ラプラス変換の積分形式は結果として自然に発展している. ラプラスの生成関数の使用は、現在z変換として知られているものに似ており、彼はNiels Henrik Abelによって議論された連続変数のケースにはほとんど注意を払っていませんでした。 この理論は、Mathias Lerch, Oliver Heaviside, and Thomas Bromwichによって19世紀から20世紀初頭にさらに開発されました。 現在、この変換が(主に工学分野で)広く使われているのは、第二次世界大戦中とその直後のことで、それ以前のHeavisideの操作的微積分を置き換えるものであった。ラプラス変換の利点はGustav Doetschによって強調されており、ラプラス変換という名前はこの人物に由来しているようである。
FITS(Flexible Image Transport System)は、1970年代後半に天文学コミュニティによって策定された観測データ交換・保存形式であり、今日に至るまで天文学の事実上の標準として利用されている。一般的な画像フォーマットが表示を目的とするのに対し、FITSは観測結果そのものを保存するための科学データ形式である。ファイルには天体画像だけでなく、観測日時、望遠鏡、検出器、波長、天球座標などの科学的文脈がASCIIテキストのヘッダとして格納される。この設計により、数十年後の研究者であっても観測条件を再現しながらデータを解析できる。
# replace with your own samples
x = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
y = np.array([3, 2, 5, 4, 4.5])
# 1) If you can estimate slopes (dy):
dy = np.gradient(y, x) # crude finite-difference
hermite = CubicHermiteSpline(x, y, dy)
# 2) If not, just use CubicSpline:
spline = CubicSpline(x, y, bc_type='natural')