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Python を使ってお手軽に数学 gif を作ってみよう

Last updated at 2021-03-17Posted at 2018-03-09

本記事では Windows を使っている人向けに、Anaconda3 をインストールし、jupyter notebook を使って以下のような gif ファイルを生成するところまでを解説します。

[2020/11/06追記] 環境構築が不要な Google Colaboratory での数学gifの作成についての記事を作成しました：[Google Colaboratory を使ってお手軽に数学 gif を作ってみよう - @wakabame][9]

Anaconda3 をインストールしよう

この章は以下の記事を参考にしました：
[Anaconda で Python 環境をインストールする - @t2y][1]
[Python3.6環境構築(Win環境Anaconda利用) - @kiyoneet][2]

1. Anaconda3 のダウンロードとインストール

まず、[https://www.anaconda.com/download/][3] から Anaconda3 をダウンロードします。

Python 3.6 が入っている左側のものを選びましょう。ダウンロードが済んだら実行します。
インストーラの指示に従って進めていきます。
インストール先は C ドライブ直下の方が何かと便利だと思うので、ここだけ変更します。

2. Anaconda3 にパスを通す

パスを通します。Windows8 であれば、
[コントロールパネル] -> [システム] -> [システムの詳細設定]
で行けます。

[環境変数]を開き、Pathという変数を編集（あるいは新規に作成）し、
'C:\Anaconda3;C:\Anaconda3\Scripts;C:\Anaconda3\Library\bin'
と書き込みます。これでコマンドラインから Python や jupyter を呼び出せるようになりました。

3. コマンドラインから Python を起動する

[ウィンドウズボタン] + [xキー] を押し、 [コマンドプロンプト] を起動します。

黒い画面が出てきます。
Python を使えるかチェックするために、少し動かしてみましょう。

4. matplotlib のアップデート

matplotlib のアップデートをします。
[conda update -n base conda] を打ち込みエンターします。

二択を迫られます。[y] と返します。
今度は[conda update matplotlib] と打ち込みエンターします。

再び二択を迫られます。[y] と返します。
これで準備が整いました。

jupyter notebook を使おう

2次元正方形領域における波動方程式の初期値境界値問題を考えます。
手前味噌ですが以下の記事を参照してください：
[Python で波動方程式の数値計算と動画 gif の書き出しをやらせてみよう - わかばめにっき][5]
Qiita 記事では
[[Pythonによる科学・技術計算] FTCS法(陽解法)による1次元・2次元波動方程式の数値解法，双曲型偏微分方程式 - @sci_Haru][4]
が参考になります。