JP5470931B2 - 計算機及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は計算機及びプログラムに関する。

従来より、数式の演算を実行する計算機として、関数電卓が知られている。

関数電卓で演算を実行する一例として、変数値ｘに対する関数ｆ（ｘ）を演算し、当該演算した値（演算値）と変数値ｘとを対応付けた数表を作成する技術が知られている。図１０に関数電卓で作成された数表の一例を示す。図１０に示すように、数表１０１は、変数値ｘと演算値（ｆ（ｘ））とを有し、変数値ｘと演算値とが対応付けられている。このとき、変数値ｘは、ユーザにより予め設定された初期設定値（初期値ｘ＝０、終値ｘ＝１０、間隔値「１」）により定められ、設定された初期設定値に対するｆ（ｘ）の演算が行われて（変数値ｘがｆ（ｘ）内のｘに代入されて）数表が生成される。

また、グラフ上に表示させたポインタを当該グラフの軌跡に沿って移動させると、ポインタの各移動位置に対応したＸ座標の値とＹ座標の値とが数表形式として配列されて表示出力される技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。また、関数式に対応するグラフを表示させ、作表範囲および変化ピッチを設定して、数表形式の表データを生成する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１３４３３１号公報 特開２００６−３０９６１９号公報

ここで、数表を作成する際において、ユーザは、注目する演算値（以下、注目値）の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化を把握したい場合がある。例えば、図１０に示す数表が作成され、注目値が「２０」であり、注目値「２０」の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化を把握したい場合があるとする。このとき、図１０に示すように、変数値ｘ＝１におけるｆ（ｘ）＝１９．１３４が注目値「２０」に最も近い値である。この場合、注目値「２０」の近傍の変数値ｘは、ｘ＝１近傍の値を示すｘ＝０〜２となる。そうすると、ユーザは、注目値「２０」の近傍の変数値ｘ＝０を初期値、ｘ＝２を終値として設定し直し、且つ、この範囲（ｘ＝０〜２の範囲）で数値間隔を更に細かく細分化した値を設定し直す必要がある。このため、ユーザは、変数値ｘの初期設定値を設定し直す手間を要し、注目値の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化をスムーズに把握することができなかった。

本発明の課題は、数表を作成する計算機において、注目値の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化をスムーズに把握することのできる数表を作成できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明に係る計算機は、
関数式に含まれている変数値を変化させ、当該変化された各変数値を前記関数式に代入して演算し、当該演算された演算値と前記変数値とを対応付けた数表を作成する計算機において、
前記関数式と、ユーザが注目する注目値と、前記関数式に含まれている変数値を変化させるための初期値と終値とを入力するための入力手段と、
前記入力された初期値から終値まで一定の間隔で前記変数値を変化させて前記数表を作成し、当該作成された数表に含まれる演算値のうち、前記入力された注目値に最も近い演算値を検索し、当該検索された演算値が前記入力された注目値と一致しない場合には、当該演算値に対応する変数値の前後の変数値を前記初期値と終値として更新設定し、当該更新設定された範囲で前記変数値を変化させて前記数表を再度作成する制御手段と、
を備える。

本発明によれば、数表を作成する計算機において、注目値の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化をスムーズに把握することのできる数表を作成することが可能になる。

本発明に係る実施の形態の関数電卓の概略構成を示す図である。 関数電卓の内部構成を示す図である。 （ａ）は、回転運動する点Ｐの動きを示す図である（ｂ）は、関数式を表した図である。 数表作成処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、関数式及び注目値を表示する表示画面を示す図である。（ｂ）は条件を表示する表示画面を示す図である。 初期設定値を示す条件に基づいて作成された数表を示す図である。 更新された条件に基づいて作成された数表を示す図である。 更新された条件に基づいて作成された数表を示す図である。 更新された条件に基づいて作成された数表を示す図である。 従来の関数電卓で作成された数表の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態の一例を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１〜９を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して、本発明に係る計算機を適用した関数電卓１の概略図を説明する。図１に示すように、関数電卓１は、各種キー群を有する入力キー群２と、ディスプレイ３と、を備えている。

入力キー群２は、ユーザから数値や演算記号等の数式構成要素の入力操作を受けたり、各種処理の指示操作を受けたりするためのキー群であり、それぞれ固有の機能を割り当てられた複数のキーを備えている。

ディスプレイ３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬＤ（Electronic
Luminescent Display）等により構成される。具体的には、ディスプレイ３は、入力ペン（図示省略）や入力キー群２の操作に応じた文字や符号、数式、演算結果などの他、関数電卓１を使用するために必要な各種データを表示する。また、ディスプレイ３には、タッチパネル１５Ａ（図２参照）が表示画面全面に亘って一体的に設けられている。

次に、図２を参照して、関数電卓１の内部構成を説明する。関数電卓１は、制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、記憶部１３と、入力手段、条件入力手段としての入力部１４と、表示部１５と、を備えて構成されている。

ＣＰＵ１１は、関数電卓１の各部を中央制御する。具体的には、ＣＰＵ１１は、記憶部１３に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１２に展開し、ＲＡＭ１２に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。

具体的には、ＣＰＵ１１は、後述する数表作成プログラムとの協働により、ユーザにより入力部１４を介して入力された関数式に含まれている変数値を変化させるための条件（初期値、終値及び間隔値）を設定し、当該設定された条件で変数値を変化させて数表を作成する。そして、ＣＰＵ１１は、当該作成された数表に含まれる演算値（変数値ｘを関数式に代入した値）のうち、入力部１４を介して入力された注目値に最も近い演算値を検索し、当該検索された演算値に対応する変数値の前後の変数値を条件として更新設定し、当該更新設定された条件で変数値を変化させて数表を再度作成する。

ＲＡＭ１２は、情報を一時的に格納する揮発性のメモリであり、実行される各種プログラムやこれら各種プログラムに係るデータ等を格納する複数のワークエリアを有する。具体的には、ＲＡＭ１２には、表示データと、数式と、注目値と、数表条件と、表データとが記憶される。

表示データは、表示部１５に表示されるデータである。数式は、ユーザにより入力された数式（関数式）を示すデータである。注目値は、ユーザが注目している数式の演算値を示すデータである。数表条件は、数表を作成する際に設定される条件を示すデータである。例えば、数表条件として、変数値の初期値、終値及び間隔値が記憶される。表データは、作成された数表を示すデータである。

記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成される不揮発性のメモリである。記憶部１３は、各種プログラム及び各種データを記憶する。具体的には、記憶部１３には、後述する数表作成プログラムが記憶される。

入力部１４は、上述の入力キー群２を備えており、押下されたキーに対応する操作信号をＣＰＵ１１に出力するようになっている。

表示部１５は、上述のディスプレイ３を備えており、ＣＰＵ１１からの表示信号に従って画面表示を行う。また、表示部１５は、タッチパネル１５Ａと一体的に構成される。

タッチパネル１５Ａは、表示画面（ディスプレイ３の表示画面）に接触する入力ペン（図示省略）の接触位置を検出し、その情報をＣＰＵ１１に出力する。具体的には、タッチパネル１５Ａは、例えば、表示画面上或いは表示画面よりも内側に設けられ、電磁誘導方式、磁気歪式、感圧式等の方式により、表示画面上における接触位置のＸＹ座標を検出し、その情報をＣＰＵ１１に出力する。

次に、関数電卓１の動作を説明する。
図３〜図９を参照して、関数電卓１で実行される数表作成処理を説明する。数表作成処理は、設定された条件に基づいて数表を作成し、当該作成された数表に含まれる演算値のうち、注目値に最も近い演算値を検索し、当該検索された演算値に対応する変数値の前後の変数値を条件として更新設定し、当該更新設定された条件で変数値を変化させて数表を再度作成する処理である。

ここで、図３を参照して、数表作成処理において用いられる関数式について説明する。図３（ａ）は、点Ｏから５０の距離にある点Ａを始点として、点Ｏを中心として一定の距離（＝５０）上を半時計回りに等速で回転運動する点Ｐの動きを示した図である。このとき、点Ｐが再び点Ａの位置に戻るまでの時間を１６秒とし、点Ｐの座標を（ｘ、ｆ（ｘ））とすると、図３（ｂ）に示すように、関数式は、ｆ（ｘ）＝５０ｓｉｎ（３６０ｘ／１６）と表すことができる。この関数式ｆ（ｘ）に対して変数値ｘを代入して演算を行い、演算値と変数値とを表した数表を作成する処理について説明する。

関数電卓１において、例えば、ユーザにより入力部１４を介して数表作成処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、記憶部１３から読み出されて適宜ＲＡＭ１２に展開された数表作成プログラムと、ＣＰＵ１１との協働で数表作成処理が実行される。

数表作成処理が実行されると、先ず、図５（ａ）に示す入力画面５１が表示部１５に表示される。入力画面５１は、関数式及び注目値を表示するための表示画面である。入力画面５１は、関数式表示部５１Ａと、注目値表示部５１Ｂと、を有する。関数式表示部５１Ａは、ユーザにより入力部１４を介して入力された数式を表示する。注目値表示部５１Ｂは、ユーザにより入力部１４を介して入力された注目値を表示する。入力画面５１が表示部１５に表示されると、ユーザによる入力部１４を介しての関数式及び注目値の入力が受け付けられる（ステップＳ１）。具体的には、ユーザにより入力部１４を介して入力（押下）された関数式及び注目値がＣＰＵ１１に出力され、当該信号がＣＰＵ１１により受信される（受け付けられる）。例えば、関数式「５０ｓｉｎ（３６０ｘ／１６）」、注目値「２０」の入力が受け付けられると、図５（ａ）に示すように、関数式表示部５１Ａに「５０ｓｉｎ（３６０ｘ／１６）」、注目値表示部５１Ｂに「２０」がそれぞれ表示される。

ステップＳ１の実行後、ユーザにより入力部１４のＥＸＥキーが入力（押下）される。そして、図５（ｂ）に示す条件入力画面５２が表示部１５に表示される。条件入力画面５２は、変数値の初期設定値を示す条件（初期値、終値及び間隔値）を表示するための表示画面である。条件入力画面５２は、初期値表示部５２Ａと、終値表示部５２Ｂと、間隔表示部５２Ｃと、を有する。初期値表示部５２Ａ、終値表示部５２Ｂ、間隔表示部５２Ｃは、それぞれ、ユーザにより入力部１４を介して入力された初期値、終値及び間隔値を表示する。条件入力画面５２が表示部１５に表示されると、ユーザによる入力部１４を介しての条件（初期値、終値、間隔値）の入力が受け付けられる（ステップＳ２）。例えば、初期値「０」、終値「１０」、間隔値「１」の入力が受け付けられると、図５（ｂ）に示すように、初期値表示部５２Ａに「０」、終値表示部５２Ｂに「１０」、間隔表示部５２Ｃに「１」がそれぞれ表示される。

ステップＳ２の実行後、条件入力されたか否かが判別される（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ２において、条件の入力を受け付けたか否かに基づいて、本ステップの判別が行われる。

ステップＳ３において、条件入力されていないと判別された場合（ステップＳ３；ＮＯ）、後述するステップＳ１１に移行される。ステップＳ３において、条件入力されたと判別された場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、条件ＯＫか否かが判別される（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ２において入力された条件で関数ｆ（ｘ）の演算が実行され、演算された演算値の中に注目値「２０」が含まれるか否かに基づいて、本ステップの判別が実行される。例えば、ステップＳ１において関数式「ｆ（ｘ）＝５０ｓｉｎ（３６０ｘ／１６）」及び注目値「２０」が入力され、ステップＳ２において初期値「０」、終値「１０」及び間隔値「１」が入力され、その後、ユーザにより入力部１４のＥＸＥキーが押下されたとする。そうすると、本ステップにおいて、ｘ＝０〜１０の値がｆ（ｘ）に代入されてｆ（ｘ）の演算が行われる。そして、演算された演算値の中に注目値「２０」が含まれるか否かが判別される。この場合、演算値の中に注目値「２０」が含まれるので、本ステップはＹＥＳと判別される。

ステップＳ４において、条件ＯＫでないと判別された場合（ステップＳ４；ＮＯ）、エラーメッセージが表示される（ステップＳ６）。例えば、「条件が正しくありません」とのエラーメッセージが表示部１５に表示される。ステップＳ５の実行後、後述するステップＳ１１に移行される。

ステップＳ４において、条件ＯＫと判別された場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、数表の作成・表示が行われる（ステップＳ６）。具体的には、変数値と当該変数値に対する演算値（変数値が関数式に代入された値）とを表す数表が作成され、作成された数表が表示部１５に表示される。例えば、図６に示す数表６１が作成され、表示部１５に表示される。数表６１は、変数値ｘと演算値（ｆ（ｘ））とを有し、変数値ｘと演算値とが対応付けられている。

ステップＳ６の実行後、注目値に最も近い値が検索される（ステップＳ８）。具体的には、ステップＳ６で作成された数表の演算値の中から注目値に最も近い値が検索される。例えば、注目値が「２０」であり、図６に示す数表６１が作成された場合、数表６１の演算値の中から「２０」に最も近い値が検索される。この場合、ｆ（ｘ）＝１９．１３４が検索される。

ステップＳ７の実行後、ステップＳ７において検索された値が注目値と一致するか否かが判別される（ステップＳ８）。具体的には、先ず、ステップＳ７において検索された値と注目値とが比較され、検索された値が注目値と一致するか否かが判別される。そして、一致しないと判別された場合は、検索された値が注目値の誤差範囲に入るか否かが判別される。誤差範囲は、注目値からの所定の範囲を示すものであり、ユーザにより予め設定されている。例えば、検索された値「１９．１３４」、注目値「２０」、誤差範囲「０．２」の場合、検索された値と注目値とは一致しないと判別される。そして、検索された値「１９．１３４」は誤差範囲「１９．８」〜「２０．２」に入らないと判別され、本ステップはＮＯと判別される。

ステップＳ８において、注目値と一致しないと判別された場合（ステップＳ８；ＮＯ）、条件が更新される（ステップＳ９）。具体的には、検索された値に対応する変数値の前後の値が変数値の初期値及び終値として更新（更新設定）され、且つ、間隔値が更新される。例えば、図６に示す数表６１において、検索された値が「１９．１３４」である場合、検索された値「１９．１３４」に対応する変数値はｘ＝１である。この場合、当該変数値ｘ＝１の前後の値は、ｘ＝０、２である。そうすると、ｘ＝１の前の値であるｘ＝０が初期値として更新され、ｘ＝１の後の値であるｘ＝２が終値として更新される。また、間隔値は、予めユーザにより設定されている定数倍値（例えば、１／５）に基づいて更新される。定数倍値は更新前の間隔値を定数倍した値を示す。例えば、数表６１の間隔値は「１」であるので、間隔値「１」に定数倍値「１／５」を積算した「０．２」が間隔値として更新される。ステップＳ９の実行後、ステップＳ６に移行される。この場合、ステップＳ６において、図７に示す数表７１が作成され、表示部１５に表示される。以後、注目値と一致する演算値が算出されるまで又は注目値の誤差範囲内の演算値が算出されるまで（すなわち、ステップＳ８；ＹＥＳとなるまで）ステップＳ６〜ステップＳ９の処理が繰り返し実行される。

例えば、数表７１が作成された後、ステップＳ８：ＮＯと判別されると、再度ステップＳ９に移行される。この場合、数表７１に基づいて、ｘ＝０．８が初期値として更新され、ｘ＝１．２が終値として更新される。また、数表７１における間隔値は「０．２」であるので、間隔値「０．２」に定数倍値「１／５」を積算した「０．０４」が間隔値として更新される。そして、ステップＳ６に移行される。この場合、ステップＳ６において図８に示す数表８１が作成され、表示部１５に表示される。また、数表８１が作成された後、ステップ８：ＮＯと判別されると、同様の処理により図９に示す数表９１が作成される。

ステップＳ８において、注目値と一致すると判別された場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、再実行か否かが判別される（ステップＳ１０）。具体的には、ユーザによる入力部１４を介しての再実行の指示入力を受け付けたか否かに基づいて、本ステップの判別が行われる。例えば、ステップＳ８においてＹＥＳと判別されたが、ユーザがより詳細な変数値及び変算値を表す数表が必要であると判断した場合は、ユーザにより入力部１４を介して再実行を指示する入力がされ、本ステップはＹＥＳと判別される。ステップＳ１０において、再実行を行うと判別された場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ステップＳ９に移行される。再実行しないと判別された場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、数表作成処理は終了される。

ステップＳ３に戻り、ステップＳ３；ＮＯの場合、又はステップＳ５が実行された後、条件自動算出される（ステップＳ１１）。具体的には、変数値の条件が自動的に算出される。例えば、ステップＳ１において関数式「５０ｓｉｎ（３６０ｘ／１６）」及び注目値「２０」が入力されていた場合、先ず、任意の変数値が関数式に代入されて演算が行われる。そして、注目値「２０」に最も近い演算値が検索され、検索された演算値に対応する変数値ｘ（この場合、ｘ＝１）が算出される。そして、注目値「２０」を含む数表を作成するため、ｘ＝１の前の数値であるｘ＝０が初期値、ｘ＝１の後の数値であるｘ＝２が終値として自動設定される。また、間隔値は、予めユーザにより定められた等分値（初期値から終値までを等分する値）に基づいて自動設定される。例えば、等分値が「１０」、初期値ｘ＝０、終値ｘ＝２とすると、ｘ＝０〜２を１０等分する値を示す「０．２」が間隔値として自動設定される。

ステップＳ１１の実行後、ステップＳ６に移行される。この場合、例えば、図７に示す数表７１が作成され、表示部１５に表示される。そして、ステップＳ６以降の処理が実行される。

以上、本実施の形態によれば、関数電卓１は、注目値「２０」に最も近い演算値（例えば、１９．１３４）を検索し、当該検索された演算値に対応する変数値（例えば、ｘ＝１）の前後の変数値を-条件（例えば、初期値ｘ＝０、終値ｘ＝２）として更新設定し、当該更新設定された条件で変数値ｘを変化させて数表を再度作成する。このため、ユーザは、条件（変数値の初期設定値を示す条件）を設定し直す手間を要することなく、注目値「２０」の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値とを表した数表を関数電卓１に作成させることができる。したがって、ユーザは、注目値の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値との変化をスムーズに把握することができる。

また、関数電卓１は検索された値（例えば、１９．１３４）に対応する変数値（例えば、ｘ＝１）の前後の変数値（例えば、ｘ＝０、２）を初期値ｘ＝０及び終値ｘ＝２として更新設定する。また、作成された数表（例えば、数表６１）に含まれる変数値の間隔値（例えば、間隔値１）に定数倍値（例えば、１／５）を積算した値（０．２）を間隔値として更新設定する。このため、初期値、終値及び間隔値が自動的に更新設定されるので、ユーザは、初期値、終値及び間隔値を設定し直す必要がない。

また、ユーザにより入力部１４を介して入力された条件（初期値、終値及び間隔値）に基づいて演算された演算値に注目値「２０」を含まない場合、又は入力部１４を介して条件が入力されなかった場合、演算値に注目値「２０」を含むように条件を自動的に設定することができる。このため、ユーザは、条件を間違えて入力した場合であっても、再度設定し直す必要がない。

また、注目値「２０」と一致する演算値が算出されるまで、又は注目値「２０」の誤差範囲内の演算値が算出されるまで数表の作成を繰り返す。このため、注目値「２０」の近傍の変数値と当該変数値に対する演算値とを表した数表が作成されるまで、関数電卓１に数表の作成を実行させることができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る計算機及びプログラムの一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上述の数表作成処理のステップＳ９において、更新前の間隔値に固定の定数倍値（１／５）を積算した値を間隔値として更新することとしたがこれに限定されるものではない。例えば、定数倍値は固定した値でなく、予めユーザにより定められた任意の値としてもよい。

また、上記の実施の形態における関数電卓１の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

１ 関数電卓
２ 入力キー群
３ ディスプレイ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ 記憶部
１４ 入力部
１５ 表示部
１５Ａ タッチパネル

Claims (3)

1. 関数式に含まれている変数値を変化させ、当該変化された各変数値を前記関数式に代入して演算し、当該演算された演算値と前記変数値とを対応付けた数表を作成する計算機において、
   前記関数式と、ユーザが注目する注目値と、前記関数式に含まれている変数値を変化させるための初期値と終値とを入力するための入力手段と、
   前記入力された初期値から終値まで一定の間隔で前記変数値を変化させて前記数表を作成し、当該作成された数表に含まれる演算値のうち、前記入力された注目値に最も近い演算値を検索し、当該検索された演算値が前記入力された注目値と一致しない場合には、当該演算値に対応する変数値の前後の変数値を前記初期値と終値として更新設定し、当該更新設定された範囲で前記変数値を変化させて前記数表を再度作成する制御手段と、
   を備える計算機。
2. 前記制御手段は、
   前記注目値と一致する演算値が算出されるまで、又は前記注目値の誤差範囲内の演算値が算出されるまで前記数表の作成を繰り返す請求項１に記載の計算機。
3. 関数式に含まれている変数値を変化させ、当該変化された各変数値を前記関数式に代入して演算し、当該演算された演算値と前記変数値とを対応付けた数表を作成する装置のコンピュータを、
   前記関数式と、ユーザが注目する注目値と、前記関数式に含まれている変数値を変化させるための初期値と終値とを入力するための入力手段、
   前記入力された初期値から終値まで一定の間隔で前記変数値を変化させて前記数表を作成し、当該作成された数表に含まれる演算値のうち、前記入力された注目値に最も近い演算値を検索し、当該検索された演算値が前記入力された注目値と一致しない場合には、当該演算値に対応する変数値の前後の変数値を前記初期値と終値として更新設定し、当該更新設定された範囲で前記変数値を変化させて前記数表を再度作成する制御手段、
   として機能させるプログラム。

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