JP2004126665A - Mathematical expression display controller and program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数式の表示制御を行う数式表示制御装置及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、グラフ表示機能や数式処理機能を備えたグラフ関数電卓が、教育の現場やエンジニアの技術計算用に用いられている。グラフ関数電卓は、様々な関数演算プログラムを内蔵しており、入力された関数式に基づくグラフ表示が可能である。そして、近年では、上述のグラフ関数電卓が学校の授業や自主学習等に積極的に用いられるようになっている。
【0003】
一般に、グラフ関数電卓とは、関数式が入力されると、設定された座標レンジに従って座標を計算し、計算された座標に基づいて、表示画面に表示された座標軸上にプロットを連続して表示し、グラフを描画するものである。
【0004】
だがその一方で、表示画面に描画されたグラフの形状から、対応する関数式を算出して表示するものもある。このようなグラフ表示装置として、グラフの形状と、このグラフ上の座標値を指定すると、対応する関数式が算出・表示されるものが知られている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−282476号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のグラフ表示装置においては、関数式とグラフとの関連付けに主眼がおかれていることが普通である。しかし、例えば数学の学習等には、ただ単にグラフを表示するのみではなく、関数式の演算も併せて行われることが多い。従来のグラフ関数電卓では、グラフに基づいた関数式の導出や関数式に基づいたグラフの描画に開発の主眼がおかれているため、数式の変形といった数式事態を学習する場面では、必ずしも適しているとは言い難かった。
例えば、従来の関数演算プログラムによる数式処理においては、必ず等価となる式の変形のみが行われていた。このため、演算が途中で滞ってしまうことがあった。
【0007】
上記問題に鑑み、本発明は、グラフ関数電卓等の電子機器における数式処理機能を、より使い勝手の良いものとすることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の数式表示制御装置は、
数式(例えば、図5の数式110)を表示する表示手段(例えば、図2の表示部40)と、
前記表示手段に表示された数式の一部を選択する選択手段(例えば、図2のタブレット30又は入力部20;例えば、図4のステップS12)と、
前記選択手段により選択された数式の一部の表示位置を移動させる移動手段(例えば、図2のタブレット30又は入力部20;例えば、図4のステップS13)と、
前記移動手段による移動先が、前記数式に関連する位置か否かを判定し、関連する位置である場合には、前記移動手段による移動に基づいて、前記数式を等価変形する数式変形手段(例えば、図2のCPU10;例えば、図4のステップS14〜S15)と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記表示手段に表示させる表示制御手段(例えば、図2のCPU10;例えば、図4のステップS16)と、
を備えることを特徴としている。
【0009】
また、請求項5に記載のプログラムは、
数式表示制御装置に対して、
数式を表示する表示機能と、
前記表示機能により表示された数式の一部を選択する選択機能と、
前記選択機能により選択された数式の一部の表示位置を移動させる移動機能と、
前記移動機能による移動先が、前記数式に関連する位置か否かを判定し、関連する位置である場合には、前記移動機能による移動に基づいて、前記数式を等価変形する数式変形機能と、
前記数式変形機能による変形後の数式を、前記表示手段に表示させる表示制御機能と、
を実現させることを特徴としている。
【0010】
この請求項1又は5に記載の発明によれば、表示された数式の一部を選択して、その表示位置を移動させると、元の数式が等価変形されて表示される。従って、ユーザは、表示された数式の一部を選択し、移動させるといった操作のみで、等式や不等式における移項、項の交換、係数の移動といった数式の変形を容易に行うことができる。
また、選択された部分のみに対する変形を実行することで、ユーザは、指定した数式の部分がどのように変形されたのかを容易に把握し、数式の変形・演算を1つずつ手順を追って確認することも可能となり、より使い勝手の良いものとすることができる。
【0011】
請求項2に記載の数式表示制御装置は、
数式(例えば、図12の数式150)を表示する数式表示手段(例えば、図2の表示部40)と、
前記数式表示手段に表示された数式の一部又は全部を選択する数式選択手段(例えば、図2のタブレット30又は入力部20;例えば、図11のステップS24のYES)と、
複数の変形メニューを表示するメニュー表示手段(例えば、図2の表示部40;例えば、図11のステップS22)と、
前記メニュー表示手段に表示された複数の変形メニューの内から、何れか1つの変形メニューを選択するメニュー選択手段(例えば、図2のタブレット30又は入力部20;例えば、図11のステップS23)と、
前記メニュー選択手段により選択された変形メニューに従って、前記数式選択手段により選択された数式の一部又は全部を変形する数式変形手段(例えば、図2のCPU10;例えば、図11のステップS26)と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記数式表示手段に表示させる表示制御手段(例えば、図2のCPU10;例えば、図11のステップS28)と、
を備えることを特徴としている。
【0012】
また、請求項6に記載のプログラムは、
数式表示制御装置に対して、
数式を表示する数式表示機能と、
前記数式表示機能により表示された数式の一部又は全部を選択する数式選択機能と、
複数の変形メニューを表示するメニュー表示機能と、
前記メニュー表示機能により表示された複数の変形メニューの内から、何れか1つの変形メニューを選択するメニュー選択機能と、
前記メニュー選択機能により選択された変形メニューに従って、前記数式選択機能により選択された数式の一部又は全部を変形する数式変形機能と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記数式表示機能により表示させる表示制御機能と、
を実現させることを特徴としている。
【0013】
この請求項2又は6に記載の発明によれば、表示された数式の一部又は全部を選択し、変形メニューを選択すると、選択した数式の一部又は全部が、選択した変形メニューに従って変形して表示される。即ち、ユーザは、予め用意された複数の変形メニューの内から所望のものを選択し、数式中の変形を行わせたい部分に対する変形を容易に実行させることができるので、数式処理機能の使い勝手を向上させることができる。
また、選択された部分のみに対する変形を実行することで、ユーザは、指定した数式の部分がどのように変形されたのかを容易に把握し、数式の変形・演算を1つずつ手順を追って確認することも可能となり、より使い勝手の良いものとすることができる。
【0014】
また、請求項3に記載の数式表示制御装置のように、
請求項2に記載の数式表示制御装置において、
前記変形メニューには、数式に含まれる変数又は未知定数の数値条件を指定する条件式(例えば、図12の一覧表示された条件式)が含まれ、
前記数式変形手段は、前記メニュー選択手段によって前記条件式が選択された場合には、当該選択された条件式を満足するように前記変形を行う変形手段を有するように構成しても良い。
【0015】
この請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、数式に含まれる変数または未知定数の数値条件を指定し、この条件の下でのみ成立する変形を行うことができる。
例えば、絶対値を含む数式「abs(x)」についていえば、これに含まれる“x”の値によって異なる2つの式、即ち「x」と「−x」とに変形可能である。前者は“x≧0”といった条件の下に成立する変形であり、後者は“x<0”といった条件の下に成立する変形である。このため、従来の数式処理機能であれば、必ず等価となる変形のみを実行するので、ここで演算がストップしてしまっていた。
【0016】
しかし、本請求項3に記載の数式表示制御装置によれば、数値条件を入力することにより、演算を続行させることができる。また、数値条件の正誤(適用の可否)に関わらず、適用可能な条件式であれば、変形を実行させることができる。即ち、必ずしも等価とはならない変形を実行させることができる。
【0017】
また、請求項4に記載の数式表示制御装置のように、
請求項2又は3に記載の数式表示制御装置において、
前記変形メニューには、数式処理方法を指定する数式処理コマンド(例えば、図16の一覧表示された変形公式)が含まれ、
前記数式変形手段は、前記メニュー選択手段によって数式処理コマンドが選択された場合には、当該選択された数式処理コマンドによる数式処理方法で、前記変形を行う変形手段を有するように構成しても良い。
【0018】
この請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、選択された変形メニューによる数式処理方法で、選択された数式の変形を行うことができる。即ち、ユーザは、例えば「展開」、「因数分解」、といった数式処理方法を指定して、選択された数式に対する変形を容易に行わせることができ、より使い勝手の良いものとすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下においては、本発明を適用した関数電卓を例にとって説明するが、本発明を適用できるものはこれに限定されるものではない。
【0020】
<外観>
図1は、本実施の形態における関数電卓1の一例を示す外観図である。
同図によれば、関数電卓1は、ディスプレイ2と、入力キー群3と、入力ペン4と、を関数電卓1本体に備えて構成される。入力キー群3を構成する各キーには、固有の機能が割り当てられている。また、ディスプレイ2にはタブレット(タッチパネル)30が一体的に構成されており、入力ペン4による押下入力を検知できるようになっている。
【0021】
また、本実施の形態の関数電卓1は、記号を含む関数式や数式を演算する数式処理モード、所定の関数式に基づくグラフを表示するグラフ表示モード等の各種モードを備えており、入力キー群3の該当するキーが操作されることで、これらのモードを切り換える。
【0022】
<構成>
図2は、関数電卓1の内部構成を示すブロック図である。
同図によれば、関数電卓1は、CPU(Central Processing Unit)10と、入力部20と、タブレット30と、位置検出回路31と、表示駆動回路41と、表示部40と、ROM(Read Only Memory)50と、RAM(Random Access Memory)60と、記憶装置70と、記憶媒体71と、を主に有する。
【0023】
入力部20は、数値や数式等の入力、機能選択等に必要な各種キーを備えた入力装置であり、押下されたキーの操作信号をCPU10に出力する。この入力部20は、図1の各種キー群3に対応する。
【0024】
タブレット30は、表示部40の表示画面全面に亘って重ねて設けられたパネルを有して構成される。タブレット30に接続された位置検出回路31は、入力ペン4によって押圧されたタブレット30上の位置を検出し、表示画面上の座標データとしてCPU10へ出力する。タブレット30上の位置検出方法としては、電磁誘導方式、磁気歪式、感圧式等の方法があるが、ここでは何れの方法を用いてもかまわない。
【0025】
そして、ユーザは、入力ペン4で、タブレット30と一体的に構成された表示部40の表示画面上を押圧することで、各種入力操作を行うことができる。
例えば、図12において、表示画面の上部に表示された条件設定キー201や数式変形キー202が表示されている位置を入力ペン4で押圧すると、位置検出回路31によって、押圧された位置の座標値が検出される。CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値より、条件設定キー201が入力されたことを検知する。
【0026】
また、図5において、表示画面に表示された数式110の左辺第2項である「1」が表示されている位置を入力ペン4で押圧すると、位置検出回路31によって、押圧された位置が検出される。CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値より、当該項「1」が選択されたことを検知する。
【0027】
更に、ユーザは、このように選択した数式の一部(項や係数、或いは数式部分)を、入力ペン4を表示画面に当接させたまま移動させる、いわゆる「ドラッグ」によって、表示画面上の所望の位置まで移動させることができる。ここで、ドラッグの後、当接していた入力ペン4が表示画面から離される時の操作を、「ドロップ」と称することにする。
【0028】
表示駆動回路41は、CPU10から入力される表示信号に基づいて表示部40を制御して各種画面を表示させるものである。表示部40は、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイやLCD(Liquid Crystal Display)、TFT(ThinFilm Transistor)ディスプレイ等により構成される。この表示部40は、図1のディスプレイ2に対応する。
【0029】
ROM50は、読出し専用の半導体メモリであり、各種初期設定、ハードウェアの検査、或いは必要なプログラムのロード等を行うための初期プログラムを格納している。CPU10は、関数電卓1の電源投入時においてこの初期プログラムを実行することにより、関数電卓1の動作環境を設定する。
【0030】
また、ROM50は、CPU10を動作させるための各種制御プログラムやアプリケーションプログラム、これらのプログラムに必要なパラメータ等のデータを格納している。CPU10は、適宜これらのプログラムを実行することにより、関数電卓1が有する各種機能を実現する。尚、ROM50の詳細については、後述する各実施例において説明する。
【0031】
RAM60は、CPU10が実行する各種プログラムが展開されるプログラムメモリ、入力指示や入力データ、上記プログラムの実行の際に生じる処理結果等が一時的に記憶されるワークメモリ等を備えている。尚、RAM60の詳細については、後述する各実施例において説明する。
【0032】
記憶装置70は、プログラムやデータ等を記憶する記憶媒体71を有しており、この記憶媒体71は磁気的、光学的記憶媒体、若しくは半導体メモリにより構成されている。記憶媒体71は、記憶装置70に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものであり、関数電卓1に対応する各種処理プログラムや各種処理プログラムに基づいて処理されたデータ等を記憶する。また、記憶媒体71に記憶するプログラムやデータ等は、通信回線(不図示)を介して接続された他の機器から受信して記憶する構成にしてもよく、更に、記憶媒体71及び記憶装置70を備える他の機器から通信回線を介してプログラムやデータを転送して使用するように構成してもよい。
【0033】
CPU10は、入力部20やタブレット30を介して入力される指示に基づいて、ROM50又は記憶媒体71から所定のプログラムを読み出してRAM60に展開し、当該プログラムに基づく各種処理を実行して、関数電卓1を構成する各部を集中制御する。即ち、CPU10は、読み出した所定のプログラムに基づいて各種処理を実行し、その処理結果をRAM60内に一時記憶するとともに、必要に応じて、当該処理結果を表示するための表示信号を表示駆動回路41に出力して、表示部40に表示させる。
【0034】
このように構成される関数電卓1に係る第1〜第3の実施例について、順に説明する。尚、以下の説明においては、特に断らない限り、関数電卓1に対する入力操作は、タブレット30を介した操作であるとする。
【0035】
〔第1の実施例〕
先ず、図3〜図8を参照し、第1の実施例について説明する。
第1の実施例における関数電卓1は、入力ペン4によって表示画面上の数式の一部(数式部分)を選択してドラッグすることで、表示されている数式を変形させる点に特徴がある。但し、ここでの変形は、変形前の数式と、変形後の数式が等価となる変形(等価変形)である。
【0036】
図3は、第1の実施例におけるROM50a及びRAM60aの構成を示す図であり、同図(a)はROM50aの構成を、同図(b)はRAM60aの構成を、それぞれ示している。
【0037】
図3(a)によれば、ROM50aには、第1数式変形プログラム51aが格納される。この第1数式変形プログラム51aは、本第1の実施例を実現するためのプログラムであり、第1の実施例において、CPU10は、この第1変形プログラム51aに従った処理を実行する。
【0038】
図3(b)によれば、RAM60aは、数式メモリ61a、選択項/係数メモリ62a、移動先メモリ63a、を備えている。
数式メモリ61aには、表示画面に表示された数式が、順次記憶される。
選択項/係数メモリ62aには、ユーザからの操作入力によって選択された数式の一部が記憶される。具体的には、当該数式に含まれる項や係数等である。
【0039】
移動先メモリ63aには、上記選択された数式の一部がドラッグされた先(移動先)が記憶される。具体的には、ドラッグされた後、表示画面と接触していた入力ペン4が、表示画面から離された位置、即ちドロップされた位置の座標値である。
【0040】
<動作>
次に、関数電卓1の動作を説明する。
図4は、第1の実施例における関数電卓1の動作を説明するためのフローチャートであり、第1数式変形プログラム51aに基づいて実行される動作である。また、図5〜図8は、それぞれ、図4のフローチャートに従った動作1〜4における表示画面の遷移例を示す図である。尚、図5〜図8は、何れも(a)→(b)、の順で遷移する。
【0041】
(動作1)
先ず、動作1を説明する。
動作1は、関数式を変形対象の数式として、これに含まれる1つの項が選択されてドラッグされた場合の動作である。
【0042】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0043】
図5(a)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、次式(1)の数式110が表示されている。但し、この数式110は等式である。
x+1=3 ・・・(1)
【0044】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により数式110の1つの項を選択して、この選択した項(以下、適宜「選択項」という。)を、ドラッグによって所望の位置まで移動させる。ドラッグが検知されると(ステップS11)、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式110のどの項が選択されたのか、及びこの選択項の移動先を判断する。即ち、図5(a)においては、数式110の左辺第2項の「1」が選択項であり、この選択項111が、矢印112で示す方向へドラッグされ、数式110の右辺第1項の後方に移動されたと判断する(ステップS12、S13)。
【0045】
選択項111の移動先を判断すると、CPU10は、当該移動先と数式110の表示位置とに基づいて、この移動が適切であるか否かを判断する。即ち、CPU10は、選択項111の移動先が、数式110を含む所定の領域113に含まれているか否かを判定するのであり、図5(a)においては、適切な移動であると判断する(ステップS14)。一方、選択項111が矢印114で示す方向へドラッグされた場合には、移動先が上記所定の領域113の外となるので、CPU10は、不適切な移動と判断する。
【0046】
適切な移動であると判断した場合(ステップS14:YES)、CPU10は、続いて、選択項111及びその移動先に基づいて、現在表示している数式110を等価変形する。具体的には、数式110が等式であるとともに、等号“=”をまたいでの移動であるので、選択項111である左辺第2項の「1」を左辺から右辺へ移項させて、次式(2)のように、数式110を変形する(ステップS15)。
x=3−1 ・・・(2)
【0047】
そして、変形後の数式115を、例えば図5(b)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS16)。
図5(b)は、変形後の表示画面を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式110に換えて、変形後の数式115が表示されている。
このように、CPU10は、動作1において、数式110に対する等価変形を実行する。
【0048】
尚、ステップS14において、不適切な移動であると判断した場合には(ステップS14:NO)、CPU10は、数式110の変形を行わず、再度図5(a)に示す画面を表示させて(ステップS16)、本処理を終了する。
【0049】
(動作2)
次に、動作2を説明する。
動作2は、関数式を変形対象の数式として、これに含まれる項の1つの係数が選択されてドラッグされた場合の動作である。
【0050】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0051】
図6(a)は、この段階での表示画面での一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、次式(3)の数式120が表示されている。但し、この数式120は不等式である。
2・x>4 ・・・(3)
【0052】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により数式120の1つの係数を選択して、この選択した係数(以下、適宜「選択係数」という)を、ドラッグによって所望の位置まで移動させる。ドラッグが検知されると(ステップS11)、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式120のどの係数が選択されたのか、及びこの選択係数の移動先を判断する。即ち、図6(a)においては、数式120の左辺の項の係数「2」が選択係数であり、この選択係数121が、矢印122で示す方向へドラッグされ、数式120の右辺の後方に移動されたと判断する(ステップS12、S13)。
【0053】
選択係数121の移動先を判断すると、CPU10は、当該移動先と数式120の表示位置とに基づいて、この移動が適切であるか否かを判断する。即ち、選択係数121の移動先が、数式120を含む所定の領域123に含まれているか否かを判定するのであり、図6(a)においては、適切な移動であると判断する(ステップS14)。一方、選択係数121が矢印124で示す方向へドラッグされた際には、移動先が上記所定の領域123の外となるので、CPU10は、不適切な移動と判断する。
【0054】
適切な移動であると判断した場合(ステップS14:YES)、CPU10は、続いて、選択係数121及びその移動先に基づいて、現在表示している数式120を等価変形する。具体的には、数式120が不等式であるとともに、不等号“>”をまたいでの移動であるので、CPU10は、数式120の両辺を選択係数121である「2」で除算して、次式(4)のように、数式120を変形する(ステップS15)。
x>4/2 ・・・(4)
【0055】
そして、変形後の数式125を、例えば図6(b)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS16)。
図6(b)は、変形後の表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式120に換えて、変形後の数式125が表示されている。このように、CPU10は、動作2において、数式120に対する等価変形を実行する。
【0056】
尚、ステップS14において、不適切な移動であると判断した場合には(ステップS14:NO)、CPU10は、数式120の変形を行わず、再度図6(a)に示す表示画面を表示させて(ステップS16)、本処理を終了する。
【0057】
(動作3)
次に、動作3を説明する。
動作3は、多項式を変形対象の数式として、これに含まれる1つの項が選択されてドラッグされた場合の動作である。
【0058】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0059】
図7(a)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、次式(5)の数式130が表示されている。但し、この数式130は多項式である。
(sin(x))2−1+(cos(x))2 ・・・(5)
【0060】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により数式130の1つの項を選択して、この選択した項(以下、適宜「選択項」という。)を、ドラッグによって所望の位置まで移動させる。ドラッグが検知されると(ステップS11)、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値より、数式130のどの項が選択されたのか、及びこの選択項の移動先を判断する。即ち、図7(a)においては、数式130の第2項の「1」が選択項であり、この選択項131が、矢印132で示す方向へドラッグされ、数式130の第3項の後方に移動されたと判断する(ステップS12、S13)。
【0061】
選択項131の移動先を判断すると、CPU10は、当該移動先と数式130の表示位置とに基づいて、この移動が適切であるか否かを判断する。即ち、選択項131の移動先が、数式130を含む所定の領域133に含まれるか否かを判定するのであり、図7(a)においては、適切な移動であると判断する(ステップS14)。一方、選択項131が矢印134で示す方向へドラッグされた場合には、移動先が上記所定の領域133の外となるので、CPU10は、不適切な移動と判断する。
【0062】
適切な移動であると判断した場合(ステップS14:YES)、CPU10は、続いて、選択項131及びその移動先に基づいて、現在表示している数式130を等価変形する。具体的には、数式130が多項式であるので、CPU10は、選択項131である「1」を、その直前の演算子「−」とともに、移動先である第3項の後方へ移動させて、次式(6)のように、数式130を変形する(ステップS15)。
(sin(x))2+(cos(x))2−1 ・・・(6))
【0063】
そして、変形後の数式135を、例えば図7(b)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS16)。
図7(b)は、変形後の表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式130に換えて、変形後の数式135が表示されている。このように、CPU10は、動作3において、数式130に対する等価変換を実行する。
【0064】
尚、ステップS14において、不適切な移動であると判断した場合には(ステップS14:NO)、CPU10は、数式130の変形を行わず、再度図7(a)に示す画面を表示させて(ステップS16)、本処理を終了する。
【0065】
(動作4)
次に、動作4を説明する。
動作4は、単項式を変更対象の数式として、これに含まれる1つの係数が選択されてドラッグされた場合の動作である。
【0066】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0067】
図8(a)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、次式(7)の数式140が表示されている。但し、この数式140は単項式である。
2・π・(1/2) ・・・(7)
【0068】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により数式140の係数を選択して、この選択した係数(以下、適宜「選択係数」という。)を、ドラッグによって所望の位置まで移動させる。ドラッグが検知されると(ステップS11)、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式140のどの係数が選択されたのか、及びこの選択係数の移動先を判断する。即ち、図8(a)においては、数式140の係数「1/2」が選択項であり、この選択係数141が、矢印142で示す方向へドラッグされ、数式140の前方へ移動されたと判断する(ステップS12、S13)。
【0069】
選択係数141の移動先を判断すると、CPU10は、当該移動先と数式140の表示位置とに基づいて、この移動が適切であるか否かを判断する。即ち、選択係数141の移動先が、数式140を含む所定の領域143に含まれているか否かを判定するのであり、図8(a)においては、適切な移動であると判断する(ステップS14)。一方、選択係数が矢印144で示す方向へドラッグされた場合には、移動先が上記所定の領域143の外となるので、CPU10は、不適切な移動であると判断する。
【0070】
適切な移動であると判断した場合(ステップS14:YES)、CPU10は、続いて、選択係数141及びその移動先に基づいて、現在表示している数式140を等価変形する。具体的には、数式140が単項式であるので、CPU10は、選択係数141である「1/2」を係数「2」の前方へ移動させて、次式(8)のように、数式140を変形する(ステップS15)。
(1/2)・2・π ・・・(8)
【0071】
そして、変形後の数式を、例えば図8(b)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS16)。
図8(b)は、変形後の表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式140に換えて、変形後の数式145が表示されている。このように、CPU10は、動作4において、数式140に対する等価変形を実行する。
【0072】
尚、ステップS14において、不適切な移動であると判断した場合には(ステップS14:NO)、CPU10は、数式140の変形を行わず、再度図8(a)に示す表示画面を表示させて(ステップS16)、本処理を終了する。
【0073】
以上のように、第1の実施例によれば、表示された数式の一部を選択して、その表示位置を移動させると、元の数式が等価変形されて表示される。即ち、ユーザは、等式や不等式における移項、項の交換、係数の移動、といった数式の変形を、簡易な操作により行うことができ、数式処理機能の使い勝手をより良いものとすることができる。
また、選択された部分のみに対する変形を実行することで、ユーザは、指定した数式の部分がどのように変形されたのかを容易に把握し、数式の変形・演算を1つずつ手順を追って確認することも可能となり、より使い勝手をより向上させることができる。
【0074】
尚ここで、数式中の1つの項又は1つの係数を選択することとしたが、連続する複数の項、即ち部分数式を選択することとしても良いし、連続する複数の係数を選択することとしても良い。
【0075】
〔第2の実施例〕
次に、図9〜図12を参照し、第2の実施例について説明する。
第2の実施例における関数電卓1は、入力ペン4によって表示画面上の数式の一部又は全部(数式部分)を選択し、これに数値条件を与えることで、表示されている数式の変形を実行する点にある。尚、ここで選択する数式部分は、記号定数又は変数が含まれるものである。
【0076】
図9は、第2の実施例におけるROM50b及びRAM60bの構成を示す図であり、同図(a)はROM50bの構成を、同図(b)はRAM60bの構成を、それぞれ示している。
【0077】
図9(a)によれば、ROM50bには、第2数式変形プログラム51bと、条件式リスト52bと、が格納される。この第2数式変形プログラム51bは、本第2の実施例を実現するためのプログラムであり、第2の実施例において、CPU10は、この第2変形プログラム51bに従った処理を実行する。
【0078】
変形条件式リスト52bとは、複数の条件式を格納したリスト(一覧表)であり、図10にその一例を示す。条件式とは、対象となる数式(即ち、選択された数式部分)に含まれる記号定数や変数に数値条件を与えて、当該数式の変形を実行させるための式である。尚、同図において条件式は、「変換手段」という名称で表記されている。
【0079】
同図において、例えば「abs(a)=a」という条件式は、変数“a”に“0又は正値である”という条件を与える式であり、絶対値(abs)を外す変形を実行させることができる。また「abs(a)=−a」という条件式は、変数“a”に“負値である”という条件を与える条件式であり、絶対値(abs)を外す変形を実行させることができる。
【0080】
図9(b)によれば、RAM60bは、数式メモリ61b、選択式メモリ62b、選択条件式メモリ63b、を備えている。
数式メモリ61bには、表示画面に表示された数式が、順次記憶される。
【0081】
選択式メモリ62bには、ユーザからの操作入力によって選択された数式の一部又は全部が記憶される。具体的には、当該数式に含まれる項や係数等である。選択条件式メモリ63bには、ユーザからの操作入力によって選択された条件式が記憶される。
【0082】
<動作>
次に、関数電卓1の動作を説明する。
図11は、第2の実施例における関数電卓1の動作を説明するためのフローチャートであり、第2数式変形プログラム51bに基づいて実行される処理である。また、図12は、表示画面の遷移例を示す図であり、(a)→(b)→(c)、の順で遷移する。
【0083】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第2数式変形プログラム51bの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0084】
図12(a)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、次式(9)の数式150が表示されている。
tan(x/abs(x)) ・・・(9)
【0085】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により、数式150中の変形を行わせたい部分を選択する。すると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式150のどの部分が選択されたのかを判断して、選択されたと判断した数式150の部分(以下、適宜「選択式」という。)を、選択式メモリ62bに一時記憶しておく。即ち、図12(a)においては、数式150の「abs(x)」が選択されたと判断して、これを、選択式として選択式メモリ62bに一時記憶する。
【0086】
更に、ユーザは、入力ペン4により、表示画面の上部に備えられた条件設定キー201を入力する。条件設定キー201の入力が検知されると(ステップS21)、CPU10は、ROM50bに格納されている条件式リスト52bを参照して、例えば図12(b)に示すように、複数の条件式を一覧表示させる(ステップS22)。
【0087】
図12(b)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、条件設定キー201が入力されて、「abs(a)=a」、「abs(a)=−a」、といった複数の条件式が一覧表示されている。尚、ここで表示されている条件式は、条件式リスト52bに含まれるものである。
【0088】
この表示画面において、ユーザは、一覧表示された条件式の内から、先に選択した数式150の部分(選択式)に対して適用したい条件式を選択する。条件式の選択が検知されると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、どの条件式が選択されたのかを判断する。即ち、CPU10は、図12(b)においては、「abs(a)=a」が選択されたと判断する(ステップS23)。尚ここで、条件式「abs(a)=a」は、上述のように、変数aに“0又は正の値”という条件を与えて、絶対値を外す変形を意味している。
【0089】
条件式が選択されると、CPU10は、続いて、選択式の有無を判断する。即ち、選択式メモリ62bに一時記憶している選択式の有無を判定する。ここでは「選択式有り」と判断する(ステップS24)。
【0090】
「選択式有り」と判断した場合(ステップS24:YES)、CPU10は、この選択式が、上記選択された条件式(以下、適宜「選択条件式」という。)に合致するか否か、即ち選択条件式に従って変形可能か否かを判定する。ここで、選択式は「abs(x)」であり、選択条件式は「abs(a)=a」である。即ち、選択条件式に従って選択式を変形可能であるので、CPU10は、選択条件式に合致すると判断する(ステップS25)。
【0091】
合致すると判断した場合(ステップS25:YES)、CPU10は、選択式を、選択条件式に従って変形する。即ち、「abs(a)=a」に従って、選択式「abs(x)」に含まれる変数xに“正の値”という条件を与えて、絶対値(abs)を外した式「x」と変形する(ステップS26)。
【0092】
選択式を選択条件式に従って変形すると、CPU10は、現在表示している数式150中の選択式を、変形後の式に置き換えて、次式(10)に示すように、新たな数式151を生成する。
tan(x/x) ・・・(10)
【0093】
そして、生成した数式151を、例えば図12(c)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS28)。
図12(c)は、変形後の表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式150に換えて、数式150中の選択式「abs(x)」を変形後の「x」に置き換えた数式151が表示されている。このように、CPU10は、数式150に対する変形を実行する。
【0094】
尚、ステップS24において、「選択式無し」と判断した場合には(ステップS24:NO)、CPU10は、選択条件式によって変形させる対象の式がないため、例えば図12(a)に示す表示画面を再度表示させて(ステップS28)、本処理を終了する。
【0095】
また、ステップS25において、選択条件式が選択式に合致しないと判断した場合には(ステップS25:NO)、CPU10は、選択式を無効とし、例えば図12(a)に示す表示画面を再度表示させて(ステップS28)、本処理を終了する。
【0096】
以上のように、第2の実施例によれば、必ずしも等価とはならない変形を、実行させることができる。
例えば、上述の例によれば、選択式である「abs(x)」は、“x”の値によって異なる2つの式、即ち「x」と「−x」とに変形可能である。前者は“x≧0”といった条件の下に成立する変形であり、後者は“x<0”といった条件の下に成立する変形である。このため、従来の数式処理機能によれば、必ず等価となる変形のみを実行するので、ここで演算がストップする。
【0097】
しかし、本第2の実施例によれば、成立条件を入力することにより演算を継続できる。また、入力する成立条件の正誤(適用可否)に関わらず、適用可能な条件式であれば、変形を実行させることができる。即ち、“間違った演算”が行われることもあり得る。このことにより、例えば数学等の学習に用いる場合などには、ユーザ(学生)が成立条件をきちんと理解していない場合であっても演算が実行されるので、ユーザ(学生)に、“何故間違ったか”ということを考えさせることができ、より使い勝手の良いものとすることができる。
【0098】
〔第3の実施例〕
次に、図13〜図18を参照し、第3の実施例について説明する。
第3の実施例における関数電卓1は、入力ペン4によって表示画面上の数式の一部又は全部を選択し、これに変形公式を適用することで、表示されている数式を変形させる点にある。
【0099】
図13は、第3の実施例におけるROM50c及びRAM60cの構成を示す図であり、同図(a)はROM50cの構成を、同図(b)はRAM60cの構成を、それぞれ示している。
【0100】
図13(a)によれば、ROM50cには、第3数式変形プログラム51c、変形公式リスト52c、が格納される。この第3数式変形プログラム51cは、本第3の実施例を実現するためのプログラムであり、第3の実施例において、CPU10は、この第3変形プログラム51cに従った処理を実行する。
【0101】
変形公式リスト52cとは、複数の変形公式を格納したリスト(一覧表)であり、図14にその一例を示す。変形公式とは、対象となる数式(即ち、選択された数式部分)を等価変形するための式である。尚、同図において変形公式は、「変換手段」という名称で表記されている。
【0102】
また、この変形式には、変形方向の選択、引数、の指定を必要とするものがある。変形方向とは、変形公式を適用させる方向(即ち、左辺から右辺或いは右辺から左辺)であり、引数とは、対象となる数式の変数(或いは、記号定数)の内、変形公式を適用させる変数(或いは、記号定数)である。
【0103】
例えば、図14において、変形公式「a^n=a×a×a×a・・」は、べき乗で表されている数式を、乗法で表された数式へ変形する式であり、これには、変形方向(即ち、べきを乗法へ変形するのか、乗法をべきに変形するのか)の指定が必要とされる。
【0104】
また、変形公式「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」は、多項式(単項式であっても良い。)を、“a”の昇べきの順に並べ替えた数式へ変形する式であり、これには、変形方向(即ち、昇べき/降べきの順のどちらに並び替えるか)及び引数“a”の指定が必要とされる。
【0105】
また、変形公式「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」は、“1”を、sin関数とcos関数とを含む式へ変形する式であり、これには、引数“a”の指定が必要とされる。
【0106】
図13(b)によれば、RAM60cは、数式メモリ61c、選択式メモリ62c、選択変形公式メモリ63c、を備えている。
数式メモリ61cには、表示画面に表示された数式が、順次記憶される。
【0107】
選択式メモリ62cには、ユーザからの操作入力によって選択された数式の一部又は全部が記憶される。具体的には、当該数式に含まれる項や係数、或いは部分式である。選択変形公式メモリ63cには、ユーザからの操作入力によって選択された選択公式が記憶される。
【0108】
<動作>
次に、第3の実施例における関数電卓1の動作について説明する。
図15は、第3の実施例における関数電卓1の動作を説明するフローチャートであり、第3数式変形プログラム51cに基づいて実行される処理である。。また、図16〜図18は、それぞれ、図15のフローチャートに従った動作1〜3における表示画面の遷移例を示す図である。尚、図16〜図18は、何れも(a)→(b)→(c)→(d)、の順で遷移する。
【0109】
(動作1)
先ず、動作1を説明する。
動作1は、変形方向及び引数の指定を要する変形公式を適用させる場合の動作である。
【0110】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第3数式変形プログラム51cの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0111】
図16(a)は、この段階で表示される表示画面の一例である。
同図によれば、表示画面には、次式(11)の数式160が表示されている。
x+x4−x2+x3 ・・・(11)
【0112】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により、数式160中の、変形を行わせたい部分を選択する。すると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式160のどの部分が選択されたのかを判断して、選択されたと判断した数式160の部分(以下、適宜「選択式」という。)を、RAM60c内の選択式メモリ62cに一時記憶しておく。即ち、CPU10は、図16(a)においては、数式160全体「x+x4−x2+x3」が選択されたと判断して、これを、選択式として選択式メモリ62cに一時記憶する。
【0113】
更に、ユーザは、入力ペン4により、表示画面の上部に備えられた数式変形キー202を入力する。数式変形キー202の入力が検知されると(ステップS31)、CPU10は、ROM50cに格納された変形公式リスト52cを参照して、例えば図16(b)に示すように、複数の変形公式を一覧表示させる(ステップS32)。
【0114】
図16(b)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式変形キー202が入力されて、「a^n=a×a×a×a・・」、「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」、「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」、といった複数の変形公式が一覧表示されている。尚、ここで表示されている変形公式は、変形公式リスト52cに含まれるものである。
【0115】
この表示画面において、ユーザは、一覧表示された変形公式の内から、先に選択した数式160の部分(選択式)に対して適用したい変形公式を選択する。変形公式の選択が検知されると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、どの変形公式が選択されたのかを判断する。即ち、CPU10は、図16(b)においては、「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」が選択されたと判断する(ステップS33)。尚ここで、変形公式「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」は、上述のように、昇べき/降べきの順に並び替える変形を実行させる式である。
【0116】
変形公式が選択されると、CPU10は、続いて、選択式の有無を判断する。即ち、RAM60c内の選択変形公式メモリ63cに一時記憶している選択式の有無を判定する。ここでは「選択式有り」と判断する(ステップS34)。
【0117】
「選択式有り」と判断した場合(ステップS34:YES)、CPU10は、上記選択された変形公式(以下、適宜「選択変形公式」という。)を適用するためには、変形方向と引数との指定が必要であるか否かを判断する(ステップS35)。即ち、CPU10は、選択変形公式である「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」には、変形方向の選択及び引数の指定が必要であると判断し(ステップS35:YES)、変形方向の選択及び引数の指定を入力させるためのポップアップ画面161を、例えば図16(c)に示すように、表示させる(ステップS36)。
【0118】
図16(c)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、変形公式「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」を適用させる変形方向、及び引数“a”を指定するためのポップアップ画面161が表示されている。このポップアップ画面161では、当該変形公式の変形方向を、ラジオボタン形式で選択するとともに、引数“a”を入力できるようになっている。
【0119】
この表示画面において、ユーザは、選択式に適用させたい変形方向及び引数を指定して、EXEキー211を入力する。CPU10は、EXEキー211の入力が検知されると(ステップS37:YES)、指定された変形方向及び引数を判断する。即ち、図16(c)においては、左辺から右辺への変形(即ち、昇べきの順に並び替える変形)、及び引数“a”として「x」が指定されたと判断する。
【0120】
変形方向及び引数が指定されると、CPU10は、選択式が選択変形公式に合致するか否か、即ち、選択変形公式に従って変形可能であるか否かを判定する。ここで、選択式「x+x4−x2+x3」は“x”についての多項式であり、選択変形公式「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」は、多項式を“a”について昇べき又は降べきの順に並び替える変形である。従って、CPU10は、選択公式は選択変形公式に合致すると判断する(ステップS38)。
【0121】
合致すると判断した場合(ステップS38:YES)、CPU10は、選択式を、選択変形公式に従って変形する。即ち、選択式「x+x4−x2+x3」を、引数“a”として指定された「x」について昇べきの順に並べ替えた式「x−x2+x3+x4」に変形する(ステップS39)
【0122】
選択式を選択変形公式に従って変形すると、CPU10は、現在表示している数式160中の選択式を、変形後の式に置き換えて、次式(12)のように、新たな数式を生成する。尚、動作1においては、数式160全体が選択式とされているので、数式160全体を変形することになる。
x−x2+x3+x4 ・・・(12)
【0123】
そして、生成した数式162を、例えば図16(d)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS41)。
図16(d)は、この段階での表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式160に換えて、数式160全体を、変形後の式「x−x2+x3+x4」に置き換えた数式162が表示されている。このように、CPU10は、数式160に対する変形を実行する。
【0124】
尚、ステップS34において、「選択式無し」と判断した場合には(ステップS34:NO)、CPU10は、選択変形公式によって変形させる対象の式がないため、例えば図16(a)に示す画面を再度表示させて(ステップS41)、本処理を終了する。
【0125】
また、ステップS38において、選択変形公式が選択式に合致しないと判断した場合(ステップS38:NO)、或いはステップS37において、ESCキー212の入力が検知された場合には(ステップS27:NO)には、CPU10は、選択式を無効とし、例えば図16(a)に示す表示画面を再度表示させて(ステップS41)、本処理を終了する。
【0126】
(動作2)
次に、動作2を説明する。
動作2は、変形方向の選択を要する変形公式を適用させる場合の動作である。
【0127】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0128】
図17は、この段階で表示される表示画面の一例である。
同図によれば、表示画面には、次式(13)の数式170が表示されている。
1+a×a+a×b ・・・(13)
【0129】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により、数式170中の、変形を行わせたい部分を選択する。すると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式270のどの部分が選択されたのかを判断して、選択されたと判断した数式270の部分(以下、適宜「選択式」という。)を、選択式メモリ62cに一時記憶しておく。即ち、CPU10は、図17(a)において、数式170の一部である「a×a」が選択されたと判断して、これを、選択式として選択式メモリ62cに一時記憶する。
【0130】
更に、ユーザは、入力ペン4により、表示画面の上部に備えられた数式変形キー202を入力する。数式変形キー202の入力が検知されると(ステップS31)、CPU10は、ROM50cに格納された変形公式リスト52cを参照して、例えば図17(b)に示すように、複数の変形公式を一覧表示させる(ステップS32)。
【0131】
図17(b)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式変形キー202が入力されて、「a^n=a×a×a×a・・」、「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」、「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」、といった複数の変形公式が一覧表示されている。尚、ここで表示されている変形公式は、変形公式リスト52cに含まれるものである。
【0132】
この表示画面において、ユーザは、一覧表示された変形公式の内から、先に選択した数式170の部分(選択式)に対して適用したい変形公式を選択する。変形公式の選択が検知されると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、どの変形公式が選択されたのかを判断する。即ち、CPU10は、図17(b)においては、「a^n=a×a×a×a・・」が選択されたと判断する(ステップS33)。尚ここで、変形公式「a^n=a×a×a×a・・」は、上述のように、べき乗を乗法に変える、或いは乗法をべき乗に変える変形を実行させるための式である。
【0133】
変形公式が選択されると、CPU10は、続いて、選択式の有無を判断する。即ち、選択変形公式メモリ63cに一時記憶している選択式の有無を判定する。ここでは「選択式有り」と判断する(ステップS34)。
【0134】
「選択式有り」と判断した場合(ステップS34:YES)、CPU10は、上記選択された変形公式(以下、適宜「選択変形公式」という。)を適用するためには、変形方向と引数との指定が必要であるか否かを判断する(ステップS35)。即ち、CPU10は、選択変形公式である「a^n=a×a×a×a・・」には、変形方向の指定が必要であると判断し(ステップS35:YES)、変形方向の指定を入力させるためのポップアップ画面171を、例えば図17(c)に示すように表示させる(ステップS36)。
【0135】
図17(c)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、変形公式「a^n=a×a×a×a・・」を適用させる変形方向を指定するためのポップアップ画面171が表示されている。このポップアップ画面171では、当該変形公式の変形方向を、ラジオボタン形式で選択できるようになっている。
【0136】
この表示画面において、ユーザは、選択式に適用させたい変形方向を選択して、EXEキー211を入力する。CPU10は、EXEキー211の入力が検知されると(ステップS37:YES)、指定された変形方向を判断する。即ち、17(c)においては、右辺から左辺への変形(即ち、乗法をべきに変える)が指定されたと判断する。
【0137】
変形方向が指定されると、CPU10は、選択式が選択変形公式に合致するか否か、即ち、選択変形公式に従って変形可能であるか否かを判定する。ここで、選択式「a×a」は“a”についての乗法の式であり、選択変形公式「a^n=a×a×a×a・・」は、乗法をべき乗に、或いはべき乗を乗法に変える変形である。従って、CPU10は、選択公式は選択変形公式に合致すると判断する(ステップS38)。
【0138】
合致すると判断した場合(ステップS38:YES)、CPU10は、選択式を、選択変形公式に従って変形する。即ち、選択式「a×a」を、乗法で表された式からべき乗で表された式「a2」に変形する(ステップS39)
【0139】
選択式を選択変形公式に従って変形すると、CPU10は、現在表示している数式170中の選択式を、変形後の式に置き換えて、次式(14)のように、新たな数式を生成する。
1+a2+a×b ・・・(14)
【0140】
そして、生成した数式172を、例えば図17(d)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS41)。
図17(d)は、この段階での表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式170に換えて、数式170中の選択式「a×a」を、変形後の「a2」に置き換えた数式172が表示されている。このように、CPU10は、数式170に対する変形を実行する。
【0141】
(動作3)
次に、動作3を説明する。
動作3は、引数の指定を要する変形公式を適用させる場合の動作である。
【0142】
モード切り換え操作により数式処理モードが選択されると、CPU10は、数式処理モードに係る所定のプログラムの実行を開始して数式処理モードを設定し、処理対象となる数式や演算指示等の入力を待機するとともに、第1数式変形プログラム51aの実行を開始する。そして、入力された数式を表示画面に表示させ、演算指示が入力される毎に、当該数式に対する演算を1ステップづつ実行して、その実行結果を表示させる。
【0143】
図18(a)は、この段階で表示される表示画面の一例である。
同図によれば、表示画面には、次式(15)の数式180が表示されている。
sin(x)+1 ・・・(15)
【0144】
この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により、数式180中の、変形を行わせたい部分を選択する。すると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、数式180のどの部分が選択されたのかを判断して、選択されたと判断した数式180の部分(以下、適宜「選択式」という。)を、選択式メモリ62cに一時記憶しておく。即ち、CPU10は、図18(a)においては、数式180の一部である「1」が選択されたと判断して、これを、選択式として選択式メモリ62cに一時記憶する。
【0145】
更に、ユーザは、入力ペン4により、表示画面の上部に備えられた数式変形キー202を入力する。数式変形キー202の入力が検知されると(ステップS31)、CPU10は、ROM50cに格納された変形公式リスト52cを参照して、例えば図18(b)に示すように、複数の変形公式を一覧表示させる(ステップS32)。
【0146】
図18(b)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式変形キー202が入力されて、「a^n=a×a×a×a・・」、「a^n+・・+a+1=1+a+・・+a^n」、「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」、といった複数の変形公式が一覧表示されている。尚、ここで表示されている変形公式は、変形公式リスト52cに含まれるものである。
【0147】
この表示画面において、ユーザは、一覧表示された変形公式の内から、先に選択した数式180の部分(選択式)に対して適用したい変形公式を選択する。変形公式の選択が検知されると、CPU10は、位置検出回路31から入力される座標値に基づいて、どの変形公式が選択されたのかを判断する。即ち、CPU10は、図18(b)においては、「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」が選択されたと判断する(ステップS33)。尚ここで、変形公式「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」は、上述のように、定数“1”をsin関数とcos関数とを含む式へ変形させる式である。
【0148】
変形公式が選択されると、CPU10は、続いて、選択式の有無を判断する。即ち、選択変形公式メモリ63cに一時記憶している選択式の有無を判定する。ここでは「選択式有り」と判断する(ステップS34)。
【0149】
「選択式有り」と判断した場合(ステップS34:YES)、CPU10は、上記選択された変形公式(以下、適宜「選択変形公式」という。)を適用するためには、変形方向と引数との指定が必要であるか否かを判断する(ステップS35)。即ち、CPU10は、選択変形公式である「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」には、引数の入力が必要であると判断し(ステップS35:YES)、引数の指定を入力させるためのポップアップ画面181を、例えば図18(c)に示すように、表示させる(ステップS36)。
【0150】
図18(c)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、変形公式「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」を適用させる引数“a”を指定するためのポップアップ画面181が表示されている。このポップアップ画面181では、当該変形公式の引数“a”を入力できるようになっている。
【0151】
この表示画面において、ユーザは、選択変形公式に適用させたい引数を指定して、EXEキー211を入力する。CPU10は、EXEキー211の入力が検知されると(ステップS37:YES)、指定された引数を判断する。即ち、図18(c)においては、引数“a”として「x」が指定されたと判断する。
【0152】
引数が指定されると、CPU10は、選択式が選択変形公式に合致するか否か、即ち、選択変形公式に従って変形可能であるか否かを判定する。ここで、選択式が「1」であり、選択変形公式「1=(sin(a))^2+(cos(a))^2」は、定数“1”をsin関数とcos関数とを含む式に変える変形である。従って、CPU10は、選択公式は選択変形公式に合致すると判断する(ステップS38)。
【0153】
合致すると判断した場合(ステップS38:YES)、CPU10は、選択式を、選択変形公式に従って変形する。即ち、選択式「1」を、sin関数とcos関数とを含む式「(sin(a))2+(cos(a))2」に変形する(ステップS39)。
【0154】
選択式を選択変形公式に従って変形すると、CPU10は、現在表示している数式180中の選択式を、変形後の式に置き換えて、次式(16)のように、新たな数式を生成する。
sin(x)+(sin(x))2+(cos(x))2 ・・・(16)
【0155】
そして、生成した数式182を、例えば図18(d)に示すように表示させて、表示画面を更新する(ステップS41)。
図18(d)は、この段階での表示画面を示す図である。同図によれば、表示画面には、数式180に換えて、数式180中の選択式「1」を、変形後の「(sin(x))2+(cos(x))2」に置き換えた数式182が表示されている。このように、CPU10は、数式180に対する変形を実行する。
【0156】
以上のように、第3の実施例によれば、表示された数式の一部又は全部を選択し、変形公式を選択すると、選択した数式の一部又は全部が、選択した変形公式(選択変形公式)に従って変形して表示される。即ち、ユーザは、予め用意された複数の変形公式の内から所望のものを選択することで、数式中の変形を行わせたい部分に対する変形を容易に実行させることができる。このため、数式処理機能の使い勝手をより良いものとすることができる。
【0157】
〔変形例〕
尚、本発明の適用は、上述した例に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0158】
例えば、上記第3の実施例においては、変形公式を選択して、変形を実行させるとしたが、変形方法を指示する変形コマンドを選択することとしても良い。図19は、このときの表示画面の遷移例を示す図であり、(a)→(b)→(c)、の順に遷移する。
【0159】
図19(a)によれば、表示画面には、次式(17)で表される数式190が表示されている。この表示画面において、ユーザは、入力ペン4により、数式190の、変形を行わせたい部分「x2+2・x+1」を選択して、表示画面上部に備えられた数式変形キー202を入力する。すると、表示画面には、例えば図19(b)に示すように、複数の変形コマンドが一覧表示される。
ln(x2+2・x+1)/4 ・・・(17)
【0160】
図19(b)は、この段階での表示画面の一例を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式変形キー202が入力されて、「expend」「factor」、といった複数の変形コマンドが表示されている。尚ここで、「expend」は“数式の展開”を指示するコマンドであり、「factor」は“数式の因数分解”を指示するコマンドである。また、これらの変形コマンドは、例えば図20にその一例を示す変形コマンドリストに含まれるものであり、この変形コマンドリストは、ROM50に格納される。
【0161】
この表示画面において、ユーザは、一覧表示された変形コマンドの内から、先に選択した数式190の部分(選択式)に対して適用したい変形コマンド「factor」を選択する。すると、選択式「x2+2・x+1」が“因数分解”されて、表示画面には、例えば図19(c)に示すように、変形後の数式192が表示される。
【0162】
図19(c)は、この段階での表示画面を示す図である。
同図によれば、表示画面には、数式190に変えて、「x2+2・x+1」が因数分解された「(x+1)2」に置き換えた数式192が表示されている。
【0163】
また、上記実施の形態においては、入力ペン4で表示画面上の該当位置をタッチして、選択・入力することとしたが、入力キー群3の操作によっても良いことは勿論である。更に、表示画面上にカーソルを表示させ、このカーソルをキー、或いはマウス等のポインティングデバイスにより移動させて、選択・入力することとしても良い。
【0164】
また、本発明の適用は、上述した関数電卓に限らず、数式処理機能を有する電子機器であればどのようなものであっても良く、例えば、PC(Personal Computer)等に適用しても良い。
【0165】
【発明の効果】
請求項1又は5に記載の発明によれば、表示された数式の一部を選択して、その表示位置を移動させると、元の数式が等価変形されて表示される。従って、ユーザは、表示された数式の一部を選択し、移動させるといった操作のみで、等式や不等式における移項、項の交換、係数の移動といった数式の変形を容易に行うことができる。
【0166】
また、選択された部分のみに対する変形を実行することで、ユーザは、指定した数式の部分がどのように変形されたのかを容易に把握し、数式の変形・演算を1つずつ手順を追って確認することも可能となり、より使い勝手の良いものとすることができる。
【0167】
また、請求項2又は6に記載の発明によれば、表示された数式の一部又は全部を選択し、変形メニューを選択すると、選択した数式の一部又は全部が、選択した変形メニューに従って変形して表示される。即ち、ユーザは、予め用意された複数の変形メニューの内から所望のものを選択し、数式中の変形を行わせたい部分に対する変形を容易に実行させることができるので、数式処理機能の使い勝手を向上させることができる。
【0168】
また、請求項3に記載の数式表示制御装置によれば、数値条件を入力することにより、演算を続行させることができる。また、数値条件の正誤(適用の可否)に関わらず、適用可能な条件式であれば、変形を実行させることができる。即ち、必ずしも等価とはならない変形を実行させることができる。
【0169】
また、請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、選択された変形メニューによる数式処理方法で、選択された数式の変形を行うことができる。即ち、ユーザは、例えば「展開」、「因数分解」、といった数式処理方法を指定して、選択された数式に対する変形を容易に行わせることができ、より使い勝手の良いものとすることができる。
【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例を示す図。
【図2】関数電卓の内部構成を示すブロック図。
【図3】第1の実施例におけるROM及びRAMの構成を示す図。
【図4】第1の実施例における動作を説明するためのフローチャート。
【図5】第1の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図6】第1の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図7】第1の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図8】第1の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図9】第2の実施例におけるROM及びRAMの構成を示す図。
【図10】条件式リストの一例を示す図。
【図11】第2の実施例における動作を説明するためのフローチャート。
【図12】第2の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図13】第3の実施例におけるROM及びRAMの構成を示す図。
【図14】変形公式リストの一例を示す図。
【図15】第3の実施例における動作を説明するためのフローチャート。
【図16】第3の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図17】第3の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図18】第3の実施例における表示画面の遷移例を示す図。
【図19】変形例における表示画面の遷移例を示す図。
【図20】変形コマンドリストの一例を示す図。
【符号の説明】
1 関数電卓
2 ディスプレイ
3 各種キー群
4 入力ペン
10 CPU
20 入力部
30 タブレット
31 位置検出回路
40 表示部
41 表示駆動回路
50(50a、50b、50c) ROM
51a 第1数式変形プログラム
51b 第2数式変形プログラム
52b 条件式リスト
51c 第3数式変形プログラム
51b 変形公式リスト
60(60a、60b、60c) RAM
61a、61b、16c 数式メモリ
62a 選択項/係数メモリ
62b、62c 選択式メモリ
63b 選択条件式メモリ
63c 選択変形公式メモリ
70 記憶装置
71 記憶媒体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mathematical expression display control device and a program for controlling the display of mathematical expressions.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a graph scientific calculator having a graph display function and a mathematical formula processing function has been used for educational sites and technical calculations of engineers. The graph scientific calculator has various built-in function calculation programs, and can display a graph based on an input function expression. In recent years, the above-mentioned graph scientific calculator has been actively used for school lessons, independent learning, and the like.
[0003]
In general, a graph scientific calculator calculates a coordinate according to a set coordinate range when a function formula is input, and continuously displays plots on the coordinate axes displayed on the display screen based on the calculated coordinates. Then, a graph is drawn.
[0004]
However, on the other hand, there is also one that calculates and displays a corresponding function formula from the shape of the graph drawn on the display screen. As such a graph display device, there is known a graph display device in which when a shape of a graph and a coordinate value on the graph are designated, a corresponding function formula is calculated and displayed (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-282476
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional graph display device, it is usual that the main focus is on the association between the functional expression and the graph. However, for example, learning of mathematics or the like often involves not only simply displaying a graph but also calculating a function expression. Conventional graph scientific calculators focus on the development of deriving functional expressions based on graphs and drawing graphs based on functional expressions, so they are not always suitable for learning mathematical situations such as transformation of mathematical expressions. It was hard to say.
For example, in the mathematical formula processing by the conventional function calculation program, only the transformation of the equivalent formula is always performed. For this reason, the calculation may be delayed halfway.
[0007]
In view of the above problems, an object of the present invention is to make a mathematical formula processing function in an electronic device such as a graphing scientific calculator more convenient.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a mathematical expression display control device according to
A display unit (for example, the
Selecting means (for example, the
Moving means (for example, the
It is determined whether or not the destination by the moving means is a position related to the mathematical expression, and if it is a related position, the mathematical expression deforming means (e.g.,
Display control means (for example,
It is characterized by having.
[0009]
Further, the program according to
For the formula display control device,
A display function for displaying formulas,
A selection function of selecting a part of the mathematical expression displayed by the display function,
A moving function of moving a display position of a part of the mathematical expression selected by the selecting function,
A destination by the movement function determines whether or not the position is related to the mathematical expression, and if it is a related position, based on the movement by the movement function, a mathematical expression transformation function for equivalently transforming the mathematical expression,
A display control function for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical formula transformation function on the display means,
Is realized.
[0010]
According to the first or fifth aspect of the present invention, when a part of the displayed mathematical expression is selected and its display position is moved, the original mathematical expression is equivalently deformed and displayed. Therefore, the user can easily perform transformation of the equation, such as transposition, exchange of terms, and coefficient movement, in an equation or inequality simply by selecting and moving a part of the displayed equation.
In addition, by performing the transformation on only the selected part, the user can easily grasp how the designated part of the mathematical expression has been transformed, and check the transformation / operation of the mathematical expression one by one step by step. It is also possible to make it easier to use.
[0011]
The mathematical expression display control device according to
A mathematical expression display means (for example, the
Formula selection means (for example,
Menu display means for displaying a plurality of transformation menus (for example, the
A menu selection unit (for example, the
Mathematical formula transforming means (for example,
Display control means (for example,
It is characterized by having.
[0012]
Further, the program according to claim 6 is:
For the formula display control device,
A formula display function for displaying formulas,
A formula selection function for selecting some or all of the formulas displayed by the formula display function,
A menu display function to display multiple transformation menus,
A menu selection function of selecting any one of the plurality of deformation menus displayed by the menu display function,
According to a transformation menu selected by the menu selection function, a mathematical expression modification function for modifying a part or all of the mathematical expression selected by the mathematical expression selection function,
A display control function for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical expression transforming means by the mathematical expression display function,
Is realized.
[0013]
According to the second or sixth aspect of the present invention, when a part or all of the displayed formula is selected and the transformation menu is selected, a part or all of the selected formula is transformed according to the selected transformation menu. Is displayed. In other words, the user can select a desired one from a plurality of prepared transformation menus in advance and easily perform the transformation on the part of the mathematical formula to be transformed, so that the user can easily use the mathematical formula processing function. Can be improved.
In addition, by performing the transformation on only the selected part, the user can easily grasp how the designated part of the mathematical expression has been transformed, and check the transformation / operation of the mathematical expression one by one step by step. It is also possible to make it easier to use.
[0014]
Further, as in the mathematical expression display control device according to
The mathematical expression display control device according to
The deformation menu includes a conditional expression (for example, a conditional expression listed in FIG. 12) that specifies a numerical condition of a variable or an unknown constant included in the mathematical expression,
The formula transforming means may include a transforming means for performing the transformation so as to satisfy the selected conditional expression when the conditional expression is selected by the menu selecting means.
[0015]
According to the third aspect of the invention, the same effect as that of the second aspect of the invention is obtained, and a numerical condition of a variable or an unknown constant included in a mathematical expression is designated, and the condition is satisfied only under this condition. Deformations can be made.
For example, regarding an expression “abs (x)” including an absolute value, the expression can be transformed into two different expressions depending on the value of “x” included therein, that is, “x” and “−x”. The former is a modification that holds under a condition such as “x ≧ 0”, and the latter is a modification that holds under a condition such as “x <0”. For this reason, in the case of the conventional mathematical processing function, only the equivalent deformation is necessarily executed, and the calculation is stopped here.
[0016]
However, according to the mathematical expression display control device of the third aspect, it is possible to continue the calculation by inputting the numerical condition. Also, regardless of whether the numerical condition is correct or not (applicability or non-applicability), a modification can be performed as long as the conditional expression is applicable. That is, a modification that is not necessarily equivalent can be executed.
[0017]
Also, as in the mathematical expression display control device according to claim 4,
The mathematical expression display control device according to
The transformation menu includes a mathematical processing command (for example, a transformation formula listed in FIG. 16) for specifying a mathematical processing method,
The mathematical formula transforming means may be configured to include, when a mathematical formula processing command is selected by the menu selecting means, a deforming means for performing the deformation by a mathematical formula processing method based on the selected mathematical formula processing command. .
[0018]
According to the fourth aspect of the present invention, the same effects as those of the second or third aspect can be obtained, and the selected mathematical formula can be transformed by the mathematical formula processing method using the selected transformation menu. it can. That is, the user can specify a mathematical expression processing method such as “expansion” and “factorization”, and can easily perform transformation on the selected mathematical expression, thereby making the system more user-friendly.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, a description will be given by taking a scientific calculator to which the present invention is applied as an example, but the present invention is not limited to this.
[0020]
<Appearance>
FIG. 1 is an external view illustrating an example of a scientific
According to the figure, the
[0021]
The
[0022]
<Structure>
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the
According to FIG. 1, the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Then, the user can perform various input operations by pressing on the display screen of the
For example, in FIG. 12, when the position where the condition setting key 201 or the mathematical
[0026]
In FIG. 5, when the position where “1”, which is the second term on the left side of the
[0027]
Further, the user moves a part (term, coefficient, or mathematical part) of the mathematical expression selected in this way while keeping the input pen 4 in contact with the display screen, that is, by so-called “drag”, It can be moved to a desired position. Here, an operation performed when the input pen 4 that has been in contact with the input pen 4 after the drag is released from the display screen is referred to as “drop”.
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
First to third embodiments of the
[0035]
[First embodiment]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.
The
[0036]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
[0037]
According to FIG. 3A, a first mathematical expression transformation program 51a is stored in the
[0038]
According to FIG. 3B, the RAM 60a includes an
The formulas displayed on the display screen are sequentially stored in the
The selected term /
[0039]
The
[0040]
<Operation>
Next, the operation of the
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the
[0041]
(Operation 1)
First,
The
[0042]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0043]
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the
x + 1 = 3 (1)
[0044]
On this display screen, the user selects one item of
[0045]
When determining the destination of the
[0046]
If it is determined that the movement is appropriate (step S14: YES), the
x = 3-1 (2)
[0047]
Then, the
FIG. 5B is a diagram showing the display screen after the deformation.
According to the figure, a modified
As described above, in the
[0048]
If it is determined in step S14 that the movement is inappropriate (step S14: NO), the
[0049]
(Operation 2)
Next,
[0050]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0051]
FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the
2.x> 4 (3)
[0052]
On this display screen, the user selects one coefficient of
[0053]
When the destination of the
[0054]
If it is determined that the movement is appropriate (step S14: YES), the
x> 4/2 (4)
[0055]
Then, the modified
FIG. 6B is a diagram showing the display screen after the deformation. According to the figure, a modified
[0056]
If it is determined in step S14 that the movement is inappropriate (step S14: NO), the
[0057]
(Operation 3)
Next,
The
[0058]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0059]
FIG. 7A is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure,
(Sin (x)) 2 -1+ (cos (x)) 2 ... (5)
[0060]
On this display screen, the user selects one item of
[0061]
When the destination of the
[0062]
If it is determined that the movement is appropriate (step S14: YES), the
(Sin (x)) 2 + (Cos (x)) 2 -1 (6))
[0063]
Then, the modified expression 135 is displayed, for example, as shown in FIG. 7B, and the display screen is updated (step S16).
FIG. 7B is a diagram showing the display screen after the deformation. According to the figure, a modified expression 135 is displayed on the display screen instead of the
[0064]
If it is determined in step S14 that the movement is inappropriate (step S14: NO), the
[0065]
(Operation 4)
Next, operation 4 will be described.
Operation 4 is an operation in the case where a monomial is set as a change target expression and one coefficient included in the expression is selected and dragged.
[0066]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0067]
FIG. 8A is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure,
2π (1/2) (7)
[0068]
On this display screen, the user selects a coefficient of
[0069]
When determining the destination of the
[0070]
If it is determined that the movement is appropriate (step S14: YES), the
(1/2) · 2 · π (8)
[0071]
Then, the transformed mathematical expression is displayed, for example, as shown in FIG. 8B, and the display screen is updated (step S16).
FIG. 8B is a diagram showing the display screen after the deformation. According to the figure, a modified
[0072]
If it is determined in step S14 that the movement is inappropriate (step S14: NO), the
[0073]
As described above, according to the first embodiment, when a part of the displayed mathematical expression is selected and its display position is moved, the original mathematical expression is equivalently deformed and displayed. That is, the user can perform the transformation of the mathematical expression such as the transposition in the equations and the inequalities, the exchange of the terms, and the movement of the coefficients by a simple operation, and the usability of the mathematical expression processing function can be improved.
In addition, by performing the transformation on only the selected part, the user can easily grasp how the designated part of the mathematical expression has been transformed, and check the transformation / operation of the mathematical expression one by one step by step. It is also possible to further improve usability.
[0074]
Here, one term or one coefficient in the formula is selected, but a plurality of continuous terms, that is, a partial formula may be selected, or a plurality of continuous coefficients may be selected. Is also good.
[0075]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
The
[0076]
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the ROM 50b and the
[0077]
According to FIG. 9A, the ROM 50b stores a second mathematical
[0078]
The modified
[0079]
In the figure, for example, a conditional expression “abs (a) = a” is an expression that gives a condition of “0 or a positive value” to a variable “a”, and executes a deformation excluding the absolute value (abs). be able to. Further, the conditional expression “abs (a) = − a” is a conditional expression that gives the condition that the variable “a” is “negative value”, and a modification that removes the absolute value (abs) can be executed.
[0080]
According to FIG. 9B, the
The formulas displayed on the display screen are sequentially stored in the
[0081]
The
[0082]
<Operation>
Next, the operation of the
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the scientific
[0083]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0084]
FIG. 12A is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure,
tan (x / abs (x)) (9)
[0085]
On this display screen, the user selects a portion of the
[0086]
Further, the user uses the input pen 4 to input a condition setting key 201 provided at the top of the display screen. When the input of the
[0087]
FIG. 12B is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the
[0088]
On this display screen, the user selects a conditional expression to be applied to the portion (selection expression) of the previously selected
[0089]
When the conditional expression is selected, the
[0090]
When it is determined that “there is a selection formula” (step S24: YES), the
[0091]
If it is determined that they match (step S25: YES), the
[0092]
When the selection formula is modified in accordance with the selection condition formula, the
tan (x / x) (10)
[0093]
Then, the generated
FIG. 12C is a diagram showing the display screen after the deformation. According to the figure, on the display screen, instead of
[0094]
If it is determined in step S24 that there is no selection expression (step S24: NO), the
[0095]
If it is determined in step S25 that the selection condition expression does not match the selection expression (step S25: NO), the
[0096]
As described above, according to the second embodiment, a modification that is not necessarily equivalent can be executed.
For example, according to the above example, the selection formula “abs (x)” can be transformed into two different formulas depending on the value of “x”, that is, “x” and “−x”. The former is a modification that holds under a condition such as “x ≧ 0”, and the latter is a modification that holds under a condition such as “x <0”. For this reason, according to the conventional mathematical processing function, only the equivalent deformation is necessarily executed, and the calculation stops here.
[0097]
However, according to the second embodiment, the calculation can be continued by inputting the satisfaction condition. Further, regardless of whether the input condition is true or false (applicability), any applicable conditional expression can be modified. That is, a “wrong operation” may be performed. As a result, for example, when used for learning mathematics and the like, even if the user (student) does not properly understand the conditions to be satisfied, the calculation is executed. It is possible to make the user think “Taka” and make it more convenient.
[0098]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
The
[0099]
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the
[0100]
According to FIG. 13A, a third mathematical expression transformation program 51c and a
[0101]
The modified
[0102]
Further, some of the transformation formulas require selection of a transformation direction and designation of an argument. The transformation direction is a direction in which the transformation formula is applied (that is, the left side to the right side or the right side to the left side), and the argument is a variable (or a symbol constant) of a target mathematical expression to which the transformation formula is applied. (Or a symbolic constant).
[0103]
For example, in FIG. 14, the modified formula “a ^ n = a × a × a × a...” Is a formula for transforming a mathematical expression represented by a power to a mathematical expression represented by a multiplicative method. , The direction of the transformation (that is, whether to transform the exponentiation into a multiplicative or exponentially the multiplicative) is required.
[0104]
The modified formula “aan + ·· + a + 1 = 1 + a + ·· + a ^ n” is a formula for transforming a polynomial (or a monomial) into a formula rearranged in the ascending power of “a”. Yes, this requires the specification of the direction of deformation (ie, whether to sort in ascending or descending order) and the argument "a".
[0105]
The modified formula “1 = (sin (a)) ^ 2+ (cos (a)) ^ 2” is an equation for transforming “1” into an equation including a sin function and a cos function. , The specification of the argument “a” is required.
[0106]
According to FIG. 13B, the
The formulas displayed on the display screen are sequentially stored in the
[0107]
The
[0108]
<Operation>
Next, the operation of the
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the scientific
[0109]
(Operation 1)
First,
[0110]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0111]
FIG. 16A is an example of a display screen displayed at this stage.
According to the figure, the
x + x 4 -X 2 + X 3 ... (11)
[0112]
On this display screen, the user uses the input pen 4 to select a portion of the
[0113]
Further, the user uses the input pen 4 to input a mathematical
[0114]
FIG. 16B is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the mathematical
[0115]
On this display screen, the user selects a modification formula to be applied to the previously selected expression 160 (selection expression) from the modification formulas displayed in the list. When the selection of the transformation formula is detected, the
[0116]
When the modification formula is selected, the
[0117]
If it is determined that “there is a selection formula” (step S34: YES), the
[0118]
FIG. 16C is a diagram showing an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the display screen displays a pop-up
[0119]
On this display screen, the user specifies the transformation direction and the argument to be applied to the selection formula, and inputs the
[0120]
When the transformation direction and the argument are specified, the
[0121]
If it is determined that they match (step S38: YES), the
[0122]
When the selection formula is transformed according to the selection transformation formula, the
xx 2 + X 3 + X 4 ... (12)
[0123]
Then, the generated
FIG. 16D is a diagram showing the display screen at this stage. According to the figure, on the display screen, instead of
[0124]
If it is determined in step S34 that there is no selection formula (step S34: NO), the
[0125]
If it is determined in step S38 that the selected transformation formula does not match the selection formula (step S38: NO), or if the input of the
[0126]
(Operation 2)
Next,
[0127]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0128]
FIG. 17 is an example of a display screen displayed at this stage.
According to the figure,
1 + a × a + a × b (13)
[0129]
On this display screen, the user uses the input pen 4 to select a portion of the
[0130]
Further, the user uses the input pen 4 to input a mathematical
[0131]
FIG. 17B is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the mathematical
[0132]
On this display screen, the user selects a modification formula to be applied to the previously selected expression 170 (selection formula) from the modification formulas displayed in a list. When the selection of the transformation formula is detected, the
[0133]
When the modification formula is selected, the
[0134]
If it is determined that “there is a selection formula” (step S34: YES), the
[0135]
FIG. 17C is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, on the display screen, a pop-up
[0136]
On this display screen, the user selects the deformation direction to be applied in the selection formula and inputs the
[0137]
When the deformation direction is designated, the
[0138]
If it is determined that they match (step S38: YES), the
[0139]
When the selection formula is transformed according to the selection transformation formula, the
1 + a 2 + A × b (14)
[0140]
Then, the generated
FIG. 17D is a diagram showing the display screen at this stage. According to the figure, on the display screen, instead of
[0141]
(Operation 3)
Next,
[0142]
When the mathematical expression processing mode is selected by the mode switching operation, the
[0143]
FIG. 18A is an example of a display screen displayed at this stage.
According to the figure, the
sin (x) +1 (15)
[0144]
On this display screen, the user uses the input pen 4 to select a portion of the
[0145]
Further, the user uses the input pen 4 to input a mathematical
[0146]
FIG. 18B is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, the mathematical
[0147]
On this display screen, the user selects a modification formula to be applied to the previously selected expression 180 (selection formula) from the modification formulas displayed in a list. When the selection of the transformation formula is detected, the
[0148]
When the modification formula is selected, the
[0149]
If it is determined that “there is a selection formula” (step S34: YES), the
[0150]
FIG. 18C is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, on the display screen, a pop-up
[0151]
On this display screen, the user specifies an argument to be applied to the selection transformation formula and inputs the
[0152]
When the argument is specified, the
[0153]
If it is determined that they match (step S38: YES), the
[0154]
When the selection formula is transformed according to the selection transformation formula, the
sin (x) + (sin (x)) 2 + (Cos (x)) 2 ... (16)
[0155]
Then, the generated
FIG. 18D is a diagram showing a display screen at this stage. According to the figure, on the display screen, instead of
[0156]
As described above, according to the third embodiment, when a part or all of the displayed mathematical formula is selected and the transformation formula is selected, a part or all of the selected mathematical formula is changed to the selected transformation formula (selected transformation formula). It is transformed according to the formula) and displayed. In other words, the user can easily perform the transformation on the portion of the mathematical expression to be transformed by selecting a desired one from a plurality of transformation formulas prepared in advance. Therefore, usability of the mathematical formula processing function can be improved.
[0157]
(Modification)
The application of the present invention is not limited to the above-described example, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0158]
For example, in the third embodiment, the transformation formula is selected and the transformation is executed. However, a transformation command instructing a transformation method may be selected. FIG. 19 is a diagram showing a transition example of the display screen at this time, and transitions are made in the order of (a) → (b) → (c).
[0159]
According to FIG. 19A, the display screen displays an
ln (x 2 + 2 · x + 1) / 4 (17)
[0160]
FIG. 19B is a diagram illustrating an example of the display screen at this stage.
According to the figure, a mathematical
[0161]
On this display screen, the user selects a deformation command “factor” to be applied to the previously selected expression 190 (selection formula) from the list of deformation commands. Then, the selection formula "x 2 + 2 · x + 1 ”is subjected to“ factorization ”, and the transformed
[0162]
FIG. 19C shows the display screen at this stage.
According to the figure, the display screen displays “x 2 “(X + 1)” obtained by factoring “+ 2 · x + 1” 2 Are replaced with the
[0163]
Further, in the above embodiment, the input pen 4 is used to select and input by touching the corresponding position on the display screen. Further, a cursor may be displayed on the display screen, and the cursor may be moved by a key or a pointing device such as a mouse to select and input.
[0164]
The application of the present invention is not limited to the above-described scientific calculator, but may be any electronic device having a mathematical processing function, for example, may be applied to a PC (Personal Computer) or the like. .
[0165]
【The invention's effect】
According to the invention described in
[0166]
In addition, by performing the transformation on only the selected part, the user can easily grasp how the designated part of the mathematical expression has been transformed, and check the transformation / operation of the mathematical expression one by one step by step. It is also possible to make it easier to use.
[0167]
According to the second or sixth aspect of the present invention, when a part or all of the displayed formula is selected and the transformation menu is selected, a part or all of the selected formula is transformed according to the selected transformation menu. Is displayed. In other words, the user can select a desired one from a plurality of prepared transformation menus in advance and easily perform the transformation on the part of the mathematical formula to be transformed, so that the user can easily use the mathematical formula processing function. Can be improved.
[0168]
Further, according to the mathematical expression display control device of the third aspect, it is possible to continue the calculation by inputting the numerical condition. Also, regardless of whether the numerical condition is correct or not (applicability or non-applicability), a modification can be performed as long as the conditional expression is applicable. That is, a modification that is not necessarily equivalent can be executed.
[0169]
According to the fourth aspect of the present invention, the same effects as those of the second or third aspect of the invention are provided, and the selected mathematical expression is transformed by the mathematical formula processing method using the selected transformation menu. Can be. That is, the user can specify a mathematical expression processing method such as “expansion” and “factorization”, and can easily perform transformation on the selected mathematical expression, thereby making the system more user-friendly.
[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 an internal configuration of the scientific calculator.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a ROM and a RAM in the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a transition example of a display screen in the first embodiment.
FIG. 6 is a view showing an example of transition of a display screen in the first embodiment.
FIG. 7 is a view showing an example of transition of a display screen in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an example of transition of a display screen in the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a ROM and a RAM in a second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a conditional expression list.
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation in the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a transition example of a display screen in the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a ROM and a RAM according to a third embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a modified official list.
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation in the third embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a transition example of a display screen in the third embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing a transition example of a display screen in the third embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing a transition example of a display screen in the third embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a transition example of a display screen in a modified example.
FIG. 20 is a diagram showing an example of a transformation command list.
[Explanation of symbols]
1 Scientific calculator
2 Display
3 Various key groups
4 Input pen
10 CPU
20 Input section
30 tablets
31 Position detection circuit
40 Display
41 Display drive circuit
50 (50a, 50b, 50c) ROM
51a 1st formula transformation program
51b 2nd formula transformation program
52b Conditional expression list
51c 3rd formula transformation program
51b Transformation Official List
60 (60a, 60b, 60c) RAM
61a, 61b, 16c Formula memory
62a Selection item / coefficient memory
62b, 62c Selectable memory
63b Selection conditional expression memory
63c Selection deformation official memory
70 Storage device
71 Storage media
Claims (6)
前記表示手段に表示された数式の一部を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された数式の一部の表示位置を移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動先が、前記数式に関連する位置か否かを判定し、関連する位置である場合には、前記移動手段による移動に基づいて、前記数式を等価変形する数式変形手段と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする数式表示制御装置。Display means for displaying the formula;
Selecting means for selecting a part of the mathematical formula displayed on the display means,
Moving means for moving the display position of a part of the mathematical formula selected by the selecting means,
A destination by the moving unit determines whether or not the position is related to the mathematical expression, and if the position is related, based on the movement by the moving unit, a mathematical expression deforming unit equivalently deforming the mathematical expression,
Display control means for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical expression transforming means on the display means,
A mathematical expression display control device comprising:
前記数式表示手段に表示された数式の一部又は全部を選択する数式選択手段と、
複数の変形メニューを表示するメニュー表示手段と、
前記メニュー表示手段に表示された複数の変形メニューの内から、何れか1つの変形メニューを選択するメニュー選択手段と、
前記メニュー選択手段により選択された変形メニューに従って、前記数式選択手段により選択された数式の一部又は全部を変形する数式変形手段と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記数式表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする数式表示制御装置。Formula display means for displaying a formula;
Formula selection means for selecting some or all of the formulas displayed on the formula display means,
Menu display means for displaying a plurality of transformation menus,
Menu selection means for selecting any one of the plurality of deformation menus displayed on the menu display means;
According to a transformation menu selected by the menu selection unit, a formula transformation unit that transforms a part or all of the formula selected by the formula selection unit,
Display control means for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical expression transforming means on the mathematical expression display means,
A mathematical expression display control device comprising:
前記変形メニューには、数式に含まれる変数又は未知定数の数値条件を指定する条件式が含まれ、
前記数式変形手段は、前記メニュー選択手段によって前記条件式が選択された場合には、当該選択された条件式を満足するように前記変形を行う変形手段を有することを特徴とする数式表示制御装置。The mathematical expression display control device according to claim 2,
The transformation menu includes a conditional expression that specifies a numerical condition of a variable or an unknown constant included in a mathematical expression,
The formula display control device, characterized in that, when the conditional expression is selected by the menu selecting means, the mathematical expression deforming means has a deforming means for performing the deformation so as to satisfy the selected conditional expression. .
前記変形メニューには、数式処理方法を指定する数式処理コマンドが含まれ、前記数式変形手段は、前記メニュー選択手段によって数式処理コマンドが選択された場合には、当該選択された数式処理コマンドによる数式処理方法で、前記変形を行う変形手段と有することを特徴とする数式表示制御装置。The mathematical expression display control device according to claim 2 or 3,
The transformation menu includes a mathematical processing command for designating a mathematical processing method. When the mathematical processing command is selected by the menu selecting means, the mathematical deformation processing means includes a mathematical processing command according to the selected mathematical processing command. A mathematical expression display control device, comprising a deforming means for performing the deformation in a processing method.
数式を表示する表示機能と、
前記表示機能により表示された数式の一部を選択する選択機能と、
前記選択機能により選択された数式の一部の表示位置を移動させる移動機能と、
前記移動機能による移動先が、前記数式に関連する位置か否かを判定し、関連する位置である場合には、前記移動機能による移動に基づいて、前記数式を等価変形する数式変形機能と、
前記数式変形機能による変形後の数式を、前記表示手段に表示させる表示制御機能と、
を実現させるためのプログラム。For the formula display control device,
A display function for displaying formulas,
A selection function of selecting a part of the mathematical expression displayed by the display function,
A moving function of moving a display position of a part of the mathematical expression selected by the selecting function,
A destination by the movement function determines whether or not the position is related to the mathematical expression, and if it is a related position, based on the movement by the movement function, a mathematical expression transformation function for equivalently transforming the mathematical expression,
A display control function for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical formula transformation function on the display means,
The program to realize.
数式を表示する数式表示機能と、
前記数式表示機能により表示された数式の一部又は全部を選択する数式選択機能と、
複数の変形メニューを表示するメニュー表示機能と、
前記メニュー表示機能により表示された複数の変形メニューの内から、何れか1つの変形メニューを選択するメニュー選択機能と、
前記メニュー選択機能により選択された変形メニューに従って、前記数式選択機能により選択された数式の一部又は全部を変形する数式変形機能と、
前記数式変形手段による変形後の数式を、前記数式表示機能により表示させる表示制御機能と、
を実現させるためのプログラム。For the formula display control device,
A formula display function for displaying formulas,
A formula selection function for selecting some or all of the formulas displayed by the formula display function,
A menu display function to display multiple transformation menus,
A menu selection function of selecting any one of the plurality of deformation menus displayed by the menu display function,
According to a transformation menu selected by the menu selection function, a mathematical expression modification function for modifying a part or all of the mathematical expression selected by the mathematical expression selection function,
A display control function for displaying the mathematical expression transformed by the mathematical expression transforming means by the mathematical expression display function,
The program to realize.
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