Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Графики функций двух переменных




Для отображения функций двух переменных следует:

1. Сгенерировать матрицы с координатами узлов сетки на прямоугольной области определения функции.

2. Вычислить функцию в узлах сетки и записать полученные значения в матрицу.

3. Использовать одну из графических функций MatLab.

4. Нанесение на график дополнительной информации.

Сетка генерируется при помощи команды meshgrid, вызываемой с двумя переменными. Аргументами являются векторы, элементы которых соответствуют сетке на прямоугольной области построения функции (если область квадрат, то используется один аргумент).

Например: Построим график функции на прямоугольной области определения хÎ[-1; 1], yÎ[0; 1].

Сначала подготовим с координатами узлов сетки и значениями функции:

>> [x, y]= meshgrid(-1:0.05:1, 0:0.05:1);

>>z=4*sin(2*pi*x).*cos(1.5*pi*y);

Для построения каркасной поверхности, используется функция mesh, вызываемая с тремя аргументами:

>> mesh (x, y, z)

Кроме этого, существуют несколько команд, которые меняют внешний вид графика:

hidden off – делает каркасную поверхность «прозрачной», добавив скрытую часть;

hidden on – возвращает графику прежний вид;

shading flat – убирает каркасные линии;

shading interp – получает поверхность, плавно залитой цветом, зависящим от значений функций.

 

Вычисление всех корней полинома

Полином в MatLab задается вектором его коэффициентов. Например, для определения полинома следует использовать команду

>> p=[1 0 3.2 -5.2 0 0.5 1 -3];

Число элементов вектора, т.е. число коэффициентов полинома, всегда на единицу больше его степени, нулевые коэффициенты должны содержаться в векторе.

Функция polyval предназначена для вычисления значения полинома от некоторого аргумента:

>> polyval(p,1)

ans=

-2.5000

Нахождение всех корней полиномов осуществляется при помощи функции roots, в качестве аргумента которой указывается вектор с коэффициентами полинома. Функция roots возвращает вектор корней полинома.

 

Задание символьных переменных

Поскольку переменные системы Matlab по умолчанию не определены и традиционно задаются как векторные, матричные, числовые и т. д., то есть не имеющие отношения к символьной математике, для реализации символь­ных вычислений нужно создать специальные символьные переменные. В простейшем случае их можно определить как строковые переменные, заключив имена в апострофы.

Пример: Сумма квадратов синуса и косинуса переменной ‘x’ равна 1.

>> sin(‘x’)^2+cos(‘x’)^2

ans =

Для создания символьных переменных или объектов используется функ­ция sym:

• S = sym (А) - возвращает символьный объект S класса 'sym' для вход­ного параметра А. Если А — строка, то будет получена символьная стро­ка или символьная переменная, а если А — это число (скаляр) или мат­рица, то будут получены их символьные представления;

• х = sym('x') — возвращает символьную переменную с именем 'х'.

Для создания группы символьных объектов служит функция syms:

• syms argl arg2... — создает группу символьных объектов, подобную выражениям

argl = sym('argl'); arg2 = sym('arg2');

• syms argl arg2... real и syms argl arg2... unreal — создают груп­пы символьных объектов с вещественными (real) и невещественными (unreal) значениями. Последнюю функцию можно использовать для отмены задания вещественности объектов.

 

Вычисление производных

Для вычисления в символьном виде производных от выражения S служит функция dif f, записываемая в формате dif f (S, 'v') или dif f (S, sym(' v')). Она возвращает символьное значение первой (n=1) производной от символьно­го выражения или массива символьных выражений S по переменной v. Эта функция возвращает .

 

diff (S, n) — возвращает n-ю (n — целое число) производную от симво­льного выражения или массива символьных выражений S по перемен­ной V.

• diff (S, ' v', n) и diff(S,n,'v') —возвращает n-ю производную S no переменной v, то есть значение .

Пример:

>> x=sym(‘x’); y=sym(‘y’);

>> diff(x^y)

ans=

x^y*y/x

Вычисление интегралов

В практической работе часто возникает необходимость вычисления неоп­ределенных и определенных интегралов вида и .

Здесь f(x) — подынтегральная функция независимой переменной х, а - нижний и b - верхний пределы интегрирования для определенного интеграла.

• int(S) - возвращает символьное значение неопределенного интеграла от символьного выражения или массива символьных выражений S по пе­ременной, которая автоматически определяется функцией findsym. Если S - скаляр или матрица, то вычисляется интеграл по переменной 'х'.

• int (S, v) — возвращает неопределенный интеграл от S по переменной v.

• int (S, a, b) — возвращает определенный интеграл от S с пределами ин­тегрирования от а до b, причем пределы интегрирования могут быть как символьными, так и числовыми.

• int(S,v,a,b) — возвращает определенный интеграл от S по перемен­ной v с пределами от а до b.

Пример:

>> x=sym(‘x’); y=sym(‘y’);

>> int(x^2, x)

ans=

1/3*x^3

Вычисление пределов

Вычисление пределов функций представляет собой важный раздел мате­матического анализа.

Для вычисления пределов аналитически (символьно) заданной функции F(x) служит функция limit, которая записывается в следующих вариантах:

• limit (F, х, а) — возвращает предел символьного выражения F в точке х®а;

• limit (F, a) — возвращает предел для независимой переменной, опреде­ляемой функцией findsym;

• limit (F) — возвращает предел при а=0;

• limit (F, х, а, 'right') или limit (F,x, a, 'left') —возвращает пре­дел в точке а справа или слева.

Пример:

>> syms a x

>> limit(sin(a*x)/(a*x))

ans=





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 385 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Даже страх смягчается привычкой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

4467 - | 4107 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.