[java] Apache Commons Math를 사용하여 미분 수행

22 Dec 2023

java

Apache Commons Math는 수학 및 통계 관련 작업을 수행하기 위한 Java 라이브러리입니다. 이 라이브러리를 사용하면 미분과 같은 다양한 수학적 작업을 보다 쉽게 처리할 수 있습니다. 이 문서에서는 Apache Commons Math를 사용하여 미분을 수행하는 방법을 설명하겠습니다.

Apache Commons Math 라이브러리 추가

먼저, Apache Commons Math 라이브러리를 프로젝트에 추가해야 합니다. 이를 위해 Maven을 사용한다면, pom.xml 파일에 다음과 같이 의존성을 추가합니다.

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-math3</artifactId>
    <version>3.6.1</version>
</dependency>

Gradle을 사용한다면, build.gradle 파일에 다음과 같이 의존성을 추가합니다.

implementation 'org.apache.commons:commons-math3:3.6.1'

의존성을 추가한 후에는 프로젝트를 다시 빌드하여 라이브러리를 가져올 수 있습니다.

미분 수행

이제 Apache Commons Math를 사용하여 미분을 수행해보겠습니다. 아래는 간단한 예제 코드입니다. 아래 코드에서는 UnivariateFunction 인터페이스를 구현하여 함수 f(x) = x^2를 정의하고, DerivativeStructure 클래스를 사용하여 해당 함수를 미분합니다.

import org.apache.commons.math3.analysis.UnivariateFunction;
import org.apache.commons.math3.analysis.differentiation.DerivativeStructure;
import org.apache.commons.math3.analysis.differentiation.UnivariateDifferentiableFunction;
import org.apache.commons.math3.analysis.differentiation.UnivariateDifferentiableMatrixFunction;
import org.apache.commons.math3.analysis.function.Pow;

public class DifferentiationExample {

    public static void main(String[] args) {
        UnivariateFunction function = new Pow(2);
        UnivariateDifferentiableFunction dFunction = function::value;
        UnivariateDifferentiableMatrixFunction d2Function = x -> new double[][] {{2 * x}};

        DerivativeStructure ds = new DerivativeStructure(1, 1, 0, 1);
        DerivativeStructure result = dFunction.value(ds);
        System.out.println("f'(x) = " + result.getPartialDerivative(1));
    }
}

위 코드에서 UnivariateFunction은 함수를 나타내는 인터페이스이며, DerivativeStructure는 미분을 나타내는 클래스입니다.

결론

Apache Commons Math를 사용하여 미분을 수행하는 방법에 대해 알아보았습니다. 이를 통해 수학적 계산을 보다 효율적으로 처리할 수 있으며, 복잡한 미분 계산을 간단하게 수행할 수 있습니다.

더 많은 정보를 원하시면 Apache Commons Math 공식 웹사이트를 참고하시기 바랍니다.