JP3780907B2 - Arithmetic processing device and program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザが、公式に基づいて任意に三角関数式を選択・変換可能な演算処理装置及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電卓やパソコンなどの演算処理装置は、例えば、1+x+sin(x)cos(y)+cos(x)sin(y) といった三角関数式を入力し、変数の具体的な数値にもとづいて三角関数式を数値演算し、数値解を表示する機能を備えている。
【0003】
具体的には、例えば、演算処理装置には、sin、cos、tanなどの三角関数、及びxやyなどの変数を入力する入力キーが備えられ、ユーザが該当する入力キーを押下することで三角関数式を入力する。或いは、演算処理装置の表示画面上に、数式の入力画面が表示され、ユーザが入力画面上に描かれた三角関数や変数のボタンを選択することで三角関数式を入力する。
【0004】
次いで、演算処理装置には、例えば、数字キーやテン・キーから三角関数式の変数に具体的な数値が入力される。そして、ENTERキーなどを押下されると、演算処理装置は、演算を実行して該入力値による計算結果を表示する。
【0005】
こうした演算処理装置は、演算の元となる三角関数式を入力するところから数値解の表示までを一連の流れとして表示できることから、ノート上での手書き計算に代わる教材として、数学教育の現場で重要な位置を占めつつある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の演算処理装置では、入力された三角関数式は入力されたままである。そのため、例えば複数項からなる演算式の同類項をまとめ、公式や定理に基づく変換をほどこして演算式を簡略化するといった、式の変形・変換作業は相変わらず教科書を参照しながらノートに手書で作業しなければならない。演算処理装置を、数学を学ぶ教材としての観点から見るならば、そうした演算式の変形・変換といった重要な要素をサポートするのが望まれる。
【0007】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、演算処理装置において、入力された三角関数式を、該関数式に対応する定理・公式に基づいて変形・変換することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1記載の発明に係る演算処理装置は、表示手段と、三角関数式をユーザに入力させ、入力された三角関数式を前記表示手段に表示させる入力手段と、三角関数の公式に関する右辺と左辺のデータを予め記憶している公式記憶手段と、前記表示手段に表示された三角関数式の中から、単項又は複数項からなる変換元をユーザに選択させる選択手段と、前記公式記憶手段が記憶している右辺及び左辺のデータから、前記選択手段によって選択された変換元に対応するデータを検索し、検索された全ての右辺または左辺のデータについて、対となる左辺または右辺のデータと等号で接続して公式として前記表示手段に表示する検索表示手段と、前記検索表示手段によって表示された公式の中から変換する公式をユーザに選択させる公式選択手段と、前記公式選択手段によって選択された公式に含まれる前記対となる左辺または右辺のデータを、前記三角関数式の中で選択された変換元に代入して前記表示手段に表示する変換手段と、を備えることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図10を参照して、本発明を適用した演算処理装置の実施の形態を詳細に説明する。ここでは、本発明を所謂関数電卓に適用した場合を例とするが発明の適用がこれに限定されるものではなく、例えばパソコン、PDA、多機能携帯電話機など、その他の演算処理機能を備えた種々の電子装置に適用可能である。
【0019】
図1は、本発明を適用した関数電卓の外観の一例を示した図である。同図に示すように、関数電卓1200は、演算処理を行う演算部(図示略)と、数値や所定の関数及び演算操作の入力を行う操作入力キー1202と、画面のスクロールや選択操作を行う十字キー1204と、入力された数値や関数式及び演算結果を表示する表示画面1206と、内蔵電池や太陽電池等の電源(図示省略)を備え、金属や樹脂によって、例えばカード形状にケーシングされている。
また、関数電卓1200は、記憶媒体1210用のスロット1212と、通信回線や周辺機器とのデータの送受信が可能な信号ケーブル1214と接続する接続端子1216とを備える。
【0020】
操作入力キー1202は、数字、四則演算記号、数式記号(括弧など)、関数、機能選択、実行指示を入力する手段であって、従来と同様に、例えばキースイッチなどによって実現される。
【0021】
表示画面1206は、ドットによって文字や図形の描画や画像を表示可能な、例えばLCDやELDなどの素子であって、単数又は複数の素子の組み合わせによって構成される。表示画面内には、機能表示エリア1206aと、数式表示エリア1206bと、公式表示エリア1206cと、スクロールバー1206dと、を備える。
【0022】
機能表示エリア1206aには、現在機能している処理の詳細を、テキスト又はアイコンなどのグラフィックで表示してユーザに知らせ、例えば、操作入力を促す働きをする。或いは、xやyなどの変数に数値を入力する場合に、同エリアを利用しても良い。図1の例では、三角関数式の複数項を変換元として処理中であり、ユーザに公式を選択するよう促す表示がされている。
【0023】
数式表示エリア1206bには、例えば、演算させる三角関数式、変換元、変数の具体的な数値、演算結果の数値などが表示される。表示が所定の行数を超えるとスクロールする。図1の例では、下線表示されている部分が変換元に当る。
【0024】
公式表示エリア1206cには、変換元に対応した定理や公式が表示され、例えばスクロールバー1206dによって表示がスクロールする。図1の例では、下線表示されている部分が選択されている状態を意味している。
【0025】
表示画面1206の画面レイアウトは、図1の例に限定されず、適宜各エリアの配置場所や大きさを変更し、共用化しても構わない。また、表示画面1206が小さい場合は、操作入力キー1204から所定の入力によって各エリアを切り換える構成としても良い。
【0026】
記憶媒体1210は、例えば、ICメモリカード、MO、DVD−RAM、ハードディスクなどの情報記憶媒体である。
スロット1212は、記憶媒体1210に対して着脱自在にデータの読み書きができる装置であって、記憶媒体1210の種類に応じて適宜選択される。記憶媒体1210が外付けハードディスクの場合は、スロット1212はUSB(Universal Serial Bus)やIEEE1394(Institute of Electronic and Electronic Engineers 1394)などの接続ケーブル用の端子であってもよい。
【0027】
接続端子1216は、通信回線や周辺機器(例えば、計測器、データ収集器、プリンタ、モデム、携帯電話、パソコンなど)とを繋ぐ信号ケーブル1214に接続可能な端子である。例えば、BNC(Bionet Connecter)、USB、IEEE1394などの種々の形式が適宜選択される。
図1の例では有線接続の例を示しているがこれに限らず、例えば、赤外線等の無線を利用してデータの送受を実現しても良い。この場合には、接続端子1216は無線の送受信モジュール及び無線送受信端子に該当する。
【0028】
次に、機能の構成を説明する。
図2は、本実施の形態の機能構成を示すブロック図である。同図において、関数電卓1200は、CPU(Central Processing Unit)110と、RAM(Random Access Memory)120と、ROM(Read Only Memory)130と、入力部140と、表示部150と、通信制御部160と、記憶媒体読取部170と、当該各構成要素間をデータ送受信できるように接続するバス180と、を備える。
【0029】
CPU110は、各構成要素の制御及び電卓としての演算処理を実行し、関数電卓1200の制御を統一的に司る。
従来の関数電卓と同様に、ROM130内に記憶される各種のプログラムを実行することによって、演算機能や周辺機器とのデータの送受信を実現することは勿論であるが、本実施の形態では特に、変換処理プログラム134を実行することで三角関数式の変換処理を実行する。
【0030】
RAM120は、CPU110の作業領域としてプログラムや数値の一時的な記憶をする手段である。RAM120には、プログラム展開や作業データの記憶がされるワーク領域が含まれるほか、特に、表示部150に表示された内容(数値・数式など)を記憶する表示履歴情報122と、入力された三角関数式を記憶する入力式情報124と、該三角関数式に含まれる単項又は複数項からなる変換元の内容を記憶する変換元情報126と、が記憶される。
【0031】
表示履歴情報122は、表示画面1206に表示された内容を記憶する。表示履歴情報122をたどることで、過去に表示された内容を再び表示させることは勿論のこと、例えば、過去の表示内容から文字列や関数式などを検索することができる。
入力式情報124は、入力部140から入力された数値や三角関数式などの情報を格納する。
変換元情報126は、前記入力された前記三角関数式に含まれる単項又は複数項の情報を変換元として格納する。
【0032】
ROM130は、関数電卓の制御や演算処理及び周辺機器とのデータの送受に必要なプログラムやデータを記憶する手段であって、システムプログラム132と、変換処理プログラム134と、公式辞書データ136と、を記憶している。
【0033】
システムプログラム132は、CPU110に関数電卓1200の基本的な機能を実現させるためのプログラムであって、このプログラムによってCPU110は、例えば、入力部140より入力された信号を数値や三角関数式として識別しRAM120に記憶させる処理、RAM120内に記憶されたデータを別の格納位置に記憶する処理、数値演算処理、該三角関数式や数値を種々の表示形態で画面表示させる処理、通信回線を介して他の装置とデータを送受する処理などを行う。
【0034】
変換処理プログラム134は、入力された三角関数式を定理や公式に基づいて変換する処理をCPU110に実行させる本実施の形態の根幹に係るプログラム及びデータである。
【0035】
公式辞書データ136は、三角関数式を変換する公式に関する情報を格納した情報である。
図8は公式辞書データ136の構成の一例を示す図である。同図に示すように、例えば、公式の左辺と右辺のデータと、公式の名称と、公式の説明についての情報を記憶するファイル名やアドレスと、公式の成り立つ過程を記憶した証明データのファイル名やアドレスと、を記憶している。同図の行成分(横並びの各要素)が一つの公式に関する情報の纏まりを意味し、例えば、公式表示エリア1206cなどに公式を表示する場合は、表示する公式の左辺と右辺のデータが「=」記号で接続されて表示される。
【0036】
入力部140は、ユーザが数値や演算記号などの入力、及び選択や演算処理の実行や中断などを入力する手段であって、図1の例では操作入力キー1202や十字キー1204に相当する。そして、ユーザに押下されたキーに対応する信号がCPU110に出力される。
【0037】
表示部150は、数値や三角関数式、及び各種の操作画面等を表示する手段であって、図1の例では表示画面1206に相当する。表示部150は、例えば、LCDやELDなどによって実現される。
【0038】
通信制御部160は、通信回線162を介して他の装置とのデータの送受信を制御する手段であり、例えば、所定のプログラムやLSI及び接続端子などによって実現される。詳細な機能に関しては、接続する通信回線162の規格による。図1の接続端子1216はここに含まれる。
【0039】
通信回線162は、有線/無線によるデータの送受信が可能な通信媒体であって、例えば、LAN、インターネット、PHS網、携帯電話網、及び周辺機器との直接的なケーブル接続などがこれに該当する。
【0040】
記憶媒体読取部170は、図1のスロット1212に相当し、例えば、ICメモリカード、MO、DVD−RAM、FD(登録商標)、ハードディスクなどの記憶媒体1210にデータを読み書きする手段である。
【0041】
尚、RAM120及びROM130に記憶されたプログラムやデータ等は、その一部若しくは全部を、サーバやクライアント等の外部機器から、通信回線162を介して通信制御部160から受信して記憶媒体1210に記憶する構成にしても良い。
また、上記プログラムを、通信回線162を介してサーバやクライアントから受信してインストールする、或いは記憶媒体1210からインストールする構成にしても良い。
【0042】
次に、関数電卓1200の動作について説明する。尚、所謂関数電卓としての機能の選択、数式や数値の表示、四則演算等の処理に関する動作は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略し、本発明に係る三角関数式の変換処理についてのみ説明する。
【0043】
図3及び図4は、三角関数式の変換処理の流れを説明するためのフローチャートであって、CPU110が変換処理プログラム134を実行することで機能する。変換処理プログラム134の実行は、例えば、所定のファンクションキー(図1の「F1」〜「F6」キー)を押下することで実行される。
【0044】
三角関数の変換処理では、CPU110は、先ず従来と同様にして、ユーザに三角関数式を入力させる(ステップS102)。そして、入力された三角関数式を、入力式情報124に格納させるとともに、数式表示エリア1206bに表示させる。
【0045】
次に、CPU110は、該三角関数式の変換対象とする項(変換元)をユーザに選択させ、選択された項を変換元情報126に記憶させる(ステップS104)。
具体的には、例えば、機能表示エリア1206aに「変換する項を選択」と表示してユーザに選択操作を促す。選択方法は、従来の関数電卓におけるメニュー選択などの操作が適用可能である。例えば、十字キー1204の左右方向を押下すると、三角関数式を構成する項が順次選択対象となり、上方向を押下すると選択決定、下方向を押下すると選択解除、そして、EXEキーで選択終了となる。選択された項は、変換元となったことを示すために表示形態の変更が行われる。図1の例では、該当する項に下線が表示されている。
【0046】
次に、CPU110は、変換元に対応する公式や定理の情報を検索する公式検索処理を実行する(ステップS106)。
【0047】
図4は、公式検索処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示すように、CPU110は、先ず変換元情報126に含まれる項が単項であるか複数項であるかを判定する(ステップS202)。
【0048】
単項である場合には(ステップS202のYES)、CPU110は、変換元の三角関数が、例えばsin()、cos()、tan()の何れに該当するか判別し(ステップS204)、公式辞書データ136から同種の関数で単項からなる左辺又は右辺を含む公式を検索する(ステップS206)。
【0049】
一方、変換元が複数項である場合には(ステップS202のNO)、CPU110は、変換元の書式パターンを判別し(ステップS208)、公式辞書データ136から、同じ書式パターンを有する左辺又は右辺を含む公式を検索する(ステップS210)。
【0050】
書式パターンとは、三角関数式の種類の組み合わせであって、例えば、変換元がsin(x)cos(y)+cos(x)sin(y)の場合は、「sin(x)cos(y)」と「cos(x)sin(y)」の組み合わせで各種類1つずつ存在するパターンと判別される。cos(x)cos(y)−sin(x)sin(y)の場合は、「cos(x)cos(y)」と「−sin(x)cos(y)」の組み合わせで、それぞれ各種類1つずつ存在するパターンと判別される。
CPU110は、同様にして公式辞書データ136の左辺及び右辺を書式パターンで判別し検索する。公式が検索されたならば、図3のフローに戻る。
【0051】
図3において、検索の結果、変換元に対応する公式が無い場合は(ステップS108のNO)、変換元を変更して再度変換を試みることができる(ステップS120のYES)。
検索の結果対応する公式が有る場合は(ステップS108のYES)、CPU110は、検索された全ての公式の数式(左辺と右辺を等式記号で連結した式)を公式表示エリア1206bに表示させる(ステップS110)。この際、適宜公式の名称を表示させるとしても良い。
【0052】
検索された公式が表示されたならば、次にCPU110は、ユーザに表示された公式の中から変換する公式を選択させる(ステップS112)。具体的には、例えば、機能表示エリア1206aに「公式を選択」の表示をさせて、ユーザに選択操作を促す。ユーザは、十字キー1204を操作して公式を選択する。図1の例では、選択されている公式には下線が表示されている。
【0053】
ここで、所定のHELPキー又はファンクションキーが押下されると(ステップS114のYES)、CPU110は、説明表示処理を実行する(ステップS116)。
【0054】
図5は、説明表示処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示すように、CPU110は、先ずユーザに「説明」と[証明」のどちらを表示させるか項目を選択させる(ステップS302)。
【0055】
項目が選択されたならば、CPU110は、公式辞書データ136からステップS112で選択された公式に対応する説明又は証明を検索し(ステップS304)、表示部150に表示させる(ステップS306)。説明又は証明の表示は、適宜前記各エリアに表示するか、別途ウィンドウ画面を開いて該ウィンドウ画面内に表示する。
【0056】
そして、例えば、ESCキーや所定のファンクションキーなどで表示の切換要求が入力されたならば、(ステップS308のYES)、表示を元に戻し(ステップS310)、説明表示処理を終了して図3のフローに戻る。
【0057】
一方、図3において、例えばEXEキーの押下によって選択を確定されると、CPU110は選択確定された公式を変換元に代入し、代入結果、即ち変換後の三角関数式を数式表示エリア1206bに表示させる(ステップS118)。
【0058】
追加変換する場合は(ステップS120のYES)、CPU110は、再度変換元の選択を行う(ステップS104)。追加変換をしない場合は(ステップS120のNO)、従来と同様にして、ユーザに変数に代入する数値を指定させる(ステップS122)。そして、該数値に基づいて演算処理し(ステップS124)、その演算結果を数式表示エリア1206bに表示させる(ステップS126)。
【0059】
以上によって、三角関数式の入力から、公式に基づいた三角関数式の変換処理、そして数値演算までを演算処理装置で実行することができる。
【0060】
図6と図7は、三角関数式の変換処理における実行画面の一例を示す図であって、図6は単項処理の場合の例を示し、図7は複数項処理の場合の例を示す。
【0061】
図6において、(a)は図3のステップS102における三角関数式の入力状態に相当し、数式表示エリア1206bには入力された三角関数式F1(sin(2x)cos(2x))が表示されている。
(b)は図3のステップS104における変換元の選択状態に相当し、変換元としてsin(2x)が選択され、選択されていることを意味する下線表示がされている。
(c)は図3のステップS110〜S112における変換する公式の選択状態に相当し、公式検索処理によって変換元に対応した公式が公式表示エリア1206cに表示されている。(c)の例では、sin(2a)=2sin(a)cos(a)が選択されている。
(d)は、図3のステップS126における結果出力状態に相当し、公式で用いた変数aを三角関数式の変数Xに変更してから、公式を代入した変換後の式F2(2sin(x)cos(x)cos(2x))が、数式表示エリア1206bに表示されている。(d)の段階では、同様にしてcos(2x)は変換可能なので、再度変換処理をすることができる。
【0062】
図7でも同様に、(a)は図3のステップS102、(b)は図3のステップS104、(c)は図3のステップS110〜S112、(d)は、図3のステップS126に、それぞれ相当した実行画面例である。
【0063】
以上の説明では、三角関数の入力から変換、数値演算までを一連の動作として説明したが、公式辞書データ136を数値演算と切り離し、必要に応じて参照可能な構成としても良い。具体的には、例えば、公式辞書データ136を適宜呼び出して公式の説明や証明を参照できる公式証明処理を設け、所定のファンクションキーの押下で呼び出し実行する。
【0064】
図9は、公式証明処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示すように、CPU110は、先ず公式辞書データ136から公式全てを読み出して表示部150に表示させ(ステップS402)。ユーザに目的とする公式を選択させる(ステップS404)。この際、公式を名称別や、書式パターン別にまとめて表示させても良い。
【0065】
目的とする公式が選択されたならば、CPU110は、選択された公式に対応する「説明」「証明」のデータを検索する(ステップS406)。
【0066】
対応するデータが検索された場合は(ステップS408のYES)、該データを表示させる(ステップS416)。
対応するデータが検索されなかった場合は(ステップS408のNO)、表示履歴情報122から対応する式があるか検索し(ステップS410)、対応する式があれば(ステップS412のYES)、表示させる(ステップS416)。
表示履歴情報122にも対応する式が無い場合には(ステップS412のNO)、CPU110は、該当するデータが無い旨を表示させて処理を終了する(ステップS414)。
【0067】
図10は、公式証明表示処理における実行画面の一例を示す図である。
同図において、(a)は図9のステップS402で公式一覧を表示した状態に相当する。(b)は図9のステップS404の目的とする公式の選択状態に相当し、選択された公式に該当する部分には下線が表示されている。(c)は図9のステップS416の証明データを表示した状態に相当する。
【0068】
このように、公式辞書データ136を適宜参照可能とすることで、ユーザは一々教科書や参考書をめくることなく、必要なときに公式の証明を参照することができる。尚、公式証明表示処理は、例えば、単独のプログラムとしてROM130に記憶されていても良いし、説明表示処理と共用化し三角関数式の変換処理で呼び出し可能としても良い。
【0069】
以上、本発明を適用した一実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、細部構成、動作、及び操作入力方法等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能であるのは勿論である。
【0070】
【発明の効果】
請求項1又は4に記載の発明によれば、演算処理装置は、三角関数の公式に関する右辺と左辺のデータを予め記憶しており、ユーザによって入力され表示された三角関数式の中から、単項又は複数項からなる変換元がユーザに選択されると、記憶している右辺及び左辺のデータから、選択された変換元に対応するデータを検索し、検索された全ての右辺または左辺のデータについて、対となる左辺または右辺のデータと等号で接続して公式として表示し、この表示された公式の中から変換する公式が選択されると、選択された公式に含まれる対となる左辺または右辺のデータを、変換元に代入して表示するので、ユーザは、従来のように一々教科書をめくり、ノートに手書で三角関数式の変換する必要はなく、三角関数式を解くことに集中することができる。また、手書きの苦労に臆することなく、様々な変化を試みることも可能となり、より多くの公式や定理に触れることで学習効果を高めることができる。
【0071】
また、請求項2記載の発明によれば、演算処理装置には、公式の証明に関する情報、例えば、所定の公式がどのような過程によって導かれたのか、式の変換を順を追って表示するための情報が記憶されている。
従って、請求項1と同様の効果を奏するとともに、演算処理装置は、前記公式選択手段によって選択された公式の証明過程を表示させることが可能となる。従って、ユーザは、変換する定理や公式の成り立ちを一々教科書や参考書を開いて調べなくてすむ。
【0072】
また、請求項3記載の発明によれば、演算処理装置には、例えば、公式の名称や分類、定理の発見者についての情報、利用のポイントやヒント、関連する他の公式へのリンクなどの公式の説明情報が記憶されている。
従って、請求項1又は2と同様の効果を奏するとともに、演算処理装置は、前記公式選択手段によって選択された公式の説明を表示させることができる。従って、ユーザは、一々参考書や教科書を開くことなく公式に関する説明を調べることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した関数電卓の外観一例を示す図である。
【図2】機能構成を示すブロック図である。
【図3】三角関数式の変換処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図4】公式検索処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図5】説明表示処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図6】三角関数式の変換処理における実行画面の一例を示す図であって、単項処理の場合の例を示す。
【図7】三角関数式の変換処理における実行画面の一例を示す図であって、複数項処理の場合の例を示す。
【図8】公式辞書データのデータ構成の一例を示す図である。
【図9】公式証明処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図10】公式証明処理における実行画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
110 CPU
120 RAM
124 入力式情報
126 変換元情報
130 ROM
134 変換処理プログラム
136 公式辞書データ
140 入力部
150 表示部
1200 関数電卓
1206a 機能表示エリア
1206b 数式表示エリア
1206c 公式表示エリア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an arithmetic processing apparatus and a program that allow a user to arbitrarily select and convert a trigonometric function expression based on a formula.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an arithmetic processing unit such as a calculator or a personal computer inputs a trigonometric function expression such as 1 + x + sin (x) cos (y) + cos (x) sin (y), and a trigonometric function expression based on specific numerical values of variables. It has a function to calculate numerical values and display numerical solutions.
[0003]
Specifically, for example, the arithmetic processing device is provided with input keys for inputting trigonometric functions such as sin, cos, and tan and variables such as x and y, and the user presses the corresponding input key. Enter a trigonometric expression. Alternatively, a mathematical expression input screen is displayed on the display screen of the arithmetic processing unit, and the user inputs a trigonometric function expression by selecting a trigonometric function or variable button drawn on the input screen.
[0004]
Next, for example, a specific numerical value is input to the trigonometric function variable from a numeric key or a numeric keypad to the arithmetic processing unit. When the ENTER key or the like is pressed, the arithmetic processing unit executes the calculation and displays the calculation result based on the input value.
[0005]
Such an arithmetic processing unit is capable of displaying a series of flows from inputting a trigonometric function expression that is the basis of computation to displaying a numerical solution, and is therefore important in the field of mathematics education as a teaching material to replace handwritten calculations on notebooks. Occupying a new position.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional arithmetic processing device, the input trigonometric function expression remains input. For this reason, for example, the transformation and transformation work of formulas such as summarizing similar terms of arithmetic expressions consisting of multiple terms and simplifying arithmetic expressions by applying transformations based on formulas and theorems is still done by hand writing notes while referring to textbooks. Must. If the arithmetic processing unit is viewed from the viewpoint of learning materials for mathematics, it is desirable to support important elements such as transformation and conversion of such arithmetic expressions.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to transform / convert an input trigonometric function expression based on a theorem / formula corresponding to the function expression in an arithmetic processing unit. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an arithmetic processing apparatus according to the first aspect of the present invention includes a display unit and an input unit that causes a user to input a trigonometric function and causes the display unit to display the input trigonometric function. And a formula storage unit that stores data on the right side and the left side in advance regarding a trigonometric formula, and a trigonometric expression displayed on the display unit, and allows a user to select a conversion source consisting of a single term or a plurality of terms. The data corresponding to the conversion source selected by the selection means is searched from the data on the right side and the left side stored in the selection means and the official storage means, and all the searched data on the right side or the left side are matched. A search display means for connecting to the left side or right side data as an equal sign and displaying the formula on the display means as a formula, and a formula for conversion from the formula displayed by the search display means. The formula selection means to be selected by the user, and the data on the left side or the right side to be paired included in the formula selected by the formula selection means are substituted into the conversion source selected in the trigonometric function formula, and Conversion means for displaying on the display means.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an arithmetic processing device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS. Here, the case where the present invention is applied to a so-called scientific calculator is taken as an example, but the application of the invention is not limited to this, and other arithmetic processing functions such as a personal computer, a PDA, and a multi-function mobile phone are provided. It can be applied to various electronic devices.
[0019]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a scientific calculator to which the present invention is applied. As shown in the figure, the
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
In the
[0023]
In the mathematical
[0024]
In the
[0025]
The screen layout of the
[0026]
The
The
[0027]
The
Although the example of FIG. 1 shows an example of wired connection, the present invention is not limited to this, and for example, data transmission / reception may be realized using radio waves such as infrared rays. In this case, the
[0028]
Next, the functional configuration will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the present embodiment. In the figure, a
[0029]
The
As in the case of a conventional scientific calculator, by executing various programs stored in the
[0030]
The
[0031]
The
The
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The storage
[0041]
Note that some or all of the programs, data, and the like stored in the
Further, the program may be installed by receiving from a server or a client via the
[0042]
Next, the operation of the
[0043]
FIGS. 3 and 4 are flowcharts for explaining the flow of trigonometric function conversion processing, which functions when the
[0044]
In the trigonometric function conversion process, the
[0045]
Next, the
Specifically, for example, “select a term to be converted” is displayed in the
[0046]
Next, the
[0047]
FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow of the official search process. As shown in the figure, the
[0048]
If it is a single term (YES in step S202), the
[0049]
On the other hand, when the conversion source is a plurality of terms (NO in step S202), the
[0050]
The format pattern is a combination of trigonometric expression types. For example, when the conversion source is sin (x) cos (y) + cos (x) sin (y), “sin (x) cos (y) ”And“ cos (x) sin (y) ”, it is determined that there is one pattern of each type. In the case of cos (x) cos (y) -sin (x) sin (y), each type is a combination of “cos (x) cos (y)” and “−sin (x) cos (y)”. It is determined that the patterns exist one by one.
Similarly, the
[0051]
In FIG. 3, if there is no formula corresponding to the conversion source as a result of the search (NO in step S108), conversion can be attempted again by changing the conversion source (YES in step S120).
If there is a corresponding formula as a result of the search (YES in step S108), the
[0052]
If the searched formula is displayed, the
[0053]
Here, when a predetermined HELP key or function key is pressed (YES in step S114), the
[0054]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of the explanation display process. As shown in the figure, the
[0055]
If the item is selected, the
[0056]
For example, if a display switching request is input using the ESC key or a predetermined function key (YES in step S308), the display is returned to the original state (step S310), the explanation display process is terminated, and FIG. Return to the flow.
[0057]
On the other hand, in FIG. 3, when the selection is confirmed by pressing the EXE key, for example, the
[0058]
When performing additional conversion (YES in step S120), the
[0059]
As described above, from the input of the trigonometric expression to the conversion processing of the trigonometric expression based on the formula and the numerical calculation can be executed by the arithmetic processing unit.
[0060]
6 and 7 are diagrams showing an example of an execution screen in the trigonometric function conversion process. FIG. 6 shows an example in the case of single term processing, and FIG. 7 shows an example in the case of plural term processing.
[0061]
6, (a) corresponds to the input state of the trigonometric function in step S102 of FIG. 3, and the input trigonometric function F1 (sin (2x) cos (2x)) is displayed in the mathematical
(B) corresponds to the selection state of the conversion source in step S104 in FIG. 3, sin (2x) is selected as the conversion source, and an underline display indicating that the conversion source is selected is displayed.
(C) corresponds to the selection state of the formula to be converted in steps S110 to S112 in FIG. 3, and the formula corresponding to the conversion source is displayed in the
(D) corresponds to the result output state in step S126 of FIG. 3, and after changing the variable a used in the formula to the variable X of the trigonometric function formula, the transformed formula F2 (2sin (x ) Cos (x) cos (2x)) is displayed in the mathematical
[0062]
Similarly in FIG. 7, (a) is step S102 of FIG. 3, (b) is step S104 of FIG. 3, (c) is steps S110 to S112 of FIG. 3, (d) is step S126 of FIG. This is an example of an execution screen corresponding to each.
[0063]
In the above description, the trigonometric function input, conversion, and numerical operation are described as a series of operations. However, the
[0064]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of the official certification process. As shown in the figure, the
[0065]
If the target formula is selected, the
[0066]
When the corresponding data is retrieved (YES in step S408), the data is displayed (step S416).
If the corresponding data is not searched (NO in step S408), the
If there is no corresponding expression in the display history information 122 (NO in step S412), the
[0067]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an execution screen in the official proof display process.
In FIG. 9, (a) corresponds to the state where the official list is displayed in step S402 of FIG. FIG. 9B corresponds to the target formula selection state in step S404 in FIG. 9, and an underline is displayed in a portion corresponding to the selected formula. (C) corresponds to the state where the certification data in step S416 of FIG. 9 is displayed.
[0068]
In this way, by making it possible to refer to the
[0069]
As mentioned above, although one embodiment to which the present invention is applied has been described, the present invention is not limited to this, and the detailed configuration, operation, operation input method, and the like are appropriately set within the scope of the present invention. Of course, it can be changed.
[0070]
【The invention's effect】
According to the invention described in
[0071]
According to the second aspect of the present invention, the arithmetic processing unit displays information related to the proof of the formula, for example, the process by which the predetermined formula is derived, in order to display the transformation of the formula. Is stored.
Accordingly, the same effect as in the first aspect can be obtained, and the arithmetic processing unit can display the proof process of the formula selected by the formula selection means. Therefore, the user does not need to open textbooks or reference books to check the theorem or formula to be converted.
[0072]
Further, according to the invention described in
Therefore, while having the same effect as the first or second aspect, the arithmetic processing unit can display the explanation of the formula selected by the formula selection means. Therefore, the user can check the explanation about the formula without opening a reference book or textbook.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a scientific calculator to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a flow of trigonometric function conversion processing;
FIG. 4 is a flowchart for explaining a flow of an official search process.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a flow of explanation display processing;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an execution screen in trigonometric function conversion processing, illustrating an example of unary processing.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an execution screen in trigonometric function conversion processing, showing an example in the case of multi-term processing.
FIG. 8 is a diagram showing an example of the data structure of official dictionary data.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of the official certification process.
FIG. 10 is a diagram showing an example of an execution screen in official proof processing.
[Explanation of symbols]
110 CPU
120 RAM
124 Input formula information
126 Source information
130 ROM
134 Conversion processing program
136 official dictionary data
140 Input section
150 display
1200 scientific calculator
1206a Function display area
1206b Formula display area
1206c Official display area
Claims (4)
三角関数式をユーザに入力させ、入力された三角関数式を前記表示手段に表示させる入力手段と、
三角関数の公式に関する右辺と左辺のデータを予め記憶している公式記憶手段と、
前記表示手段に表示された三角関数式の中から、単項又は複数項からなる変換元をユーザに選択させる選択手段と、
前記公式記憶手段が記憶している右辺及び左辺のデータから、前記選択手段によって選択された変換元に対応するデータを検索し、検索された全ての右辺または左辺のデータについて、対となる左辺または右辺のデータと等号で接続して公式として前記表示手段に表示する検索表示手段と、
前記検索表示手段によって表示された公式の中から変換する公式をユーザに選択させる公式選択手段と、
前記公式選択手段によって選択された公式に含まれる前記対となる左辺または右辺のデータを、前記三角関数式の中で選択された変換元に代入して前記表示手段に表示する変換手段と、
を備えることを特徴とする演算処理装置。 Display means ;
An input means for causing a user to input a trigonometric expression and displaying the input trigonometric expression on the display means ;
Formula storage means for storing in advance data on the right and left sides of the trigonometric formula,
A selection unit that allows the user to select a conversion source consisting of a single term or a plurality of terms from the trigonometric expression displayed on the display unit ;
The data corresponding to the conversion source selected by the selection unit is searched from the data on the right side and the left side stored in the official storage unit, and for all the searched right side or left side data, the paired left side or Search display means for connecting to the right side data with an equal sign and displaying it on the display means as a formula ;
Formula selection means for allowing the user to select a formula to be converted from the formulas displayed by the search display means ,
Conversion means for substituting the data on the left or right side of the pair included in the formula selected by the formula selection means into the conversion source selected in the trigonometric function expression and displaying on the display means ;
An arithmetic processing apparatus comprising:
公式の証明に関する情報を記憶する証明記憶手段と、
前記公式選択手段によって選択された公式の証明を前記証明記憶手段から読み出して表示する証明表示手段と、
を備えることを特徴とする演算処理装置。The arithmetic processing device according to claim 1, further comprising:
Proof storage means for storing information about official proofs;
Proof display means for reading and displaying the proof of the official selected by the official selection means from the proof storage means;
An arithmetic processing apparatus comprising:
公式の説明を記憶する説明記憶手段と、
前記公式選択手段によって選択された公式の説明を前記説明記憶手段から読み出して表示する説明表示手段と、
を備えることを特徴とする演算処理装置。The arithmetic unit according to claim 1, further comprising:
An explanation storage means for storing the official explanation;
Explanation display means for reading and displaying the explanation of the formula selected by the formula selection means from the explanation storage means;
An arithmetic processing apparatus comprising:
三角関数式をユーザに入力させ、入力された三角関数式を前記表示手段に表示させる入力手段、
三角関数の公式に関する右辺と左辺のデータを予め記憶している公式記憶手段、
前記表示手段に表示された三角関数式の中から、単項又は複数項からなる変換元をユーザに選択させる選択手段、
前記公式記憶手段が記憶している右辺及び左辺のデータから、前記選択手段によって選択された変換元に対応するデータを検索し、検索された全ての右辺または左辺のデータについて、対となる左辺または右辺のデータと等号で接続して公式として前記表示手段に表示する検索表示手段、
前記検索表示手段によって表示された公式の中から変換する公式をユーザに選択させる公式選択手段、
前記公式選択手段によって選択された公式に含まれる前記対となる左辺または右辺のデータを、前記三角関数式の中で選択された変換元に代入して前記表示手段に表示する変換手段、
として機能させるプログラム。 The computer connected to the display means
An input means for causing a user to input a trigonometric expression and displaying the input trigonometric expression on the display means;
Formula storage means that stores data on the right and left sides of trigonometric formulas in advance,
Selection means for allowing the user to select a conversion source consisting of a single term or a plurality of terms from the trigonometric expression displayed on the display means,
The data corresponding to the conversion source selected by the selection unit is searched from the data on the right side and the left side stored in the official storage unit, and for all the searched right side or left side data, the paired left side or Search display means for displaying on the display means as a formula by connecting with data on the right side with an equal sign,
Formula selection means for allowing the user to select a formula to be converted from the formulas displayed by the search display means,
Conversion means for substituting the data on the left or right side of the pair included in the formula selected by the formula selection means into the conversion source selected in the trigonometric function expression and displaying the data on the display means,
Program to function as .
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