Matlab数学问题

╄→尐↘猪︶ㄣ 提交于 2019-11-28 16:07:41

1.符号微分(differential)
(1)一元函数与多元函数的导数
     diff(f,x,n):求解函数f的n阶导数
     diff(diff(f,x,n),y,m):先求x的偏导,再求y的偏导,n和m代表阶数
     subs(S,OLD,NEW):表示将符号表达式S中的符号变量OLD替换为新的值NEW
(2)隐函数求导
     如:e^(xy)+x+y=0
    >> syms x y
    >> f =exp(x*y)+x+y;
     >> d = -diff(f,x,1)/diff(f,y,1)
 
    d =
 
    -(y*exp(x*y) + 1)/(x*exp(x*y) + 1)
(3)参数方程求导
     x = u(t),y = v(t)
     如:x = sin(t)/(t+1)^3,y = cos(t)/(t+1)^3
    >> syms t
    >> x = sin(t)/(t+1)^3,y = cos(t)/(t+1)^3;
    >> d1 = diff(x,t)/diff(y,t)
 
    d1 =
 
    -(cos(t)/(t + 1)^3 - (3*sin(t))/(t + 1)^4)/((3*cos(t))/(t + 1)^4 + sin(t)/(t + 1)^3)
    >> collect(d1)  %合并同类项
 
    ans =
 
    -(cos(t) - 3*sin(t) + t*cos(t))/(3*cos(t) + sin(t) + t*sin(t))
2.符号积分
(1)一重积分
  int(f,v,a,b):函数f对x从a到b进行积分
  ps:a和b不写,求不定积分;可以是数值,求定积分;还可以是符号,求定积分(积分函数)
(2)二重积分
  int(int(f,x,x1(y),x2(y)),y,n,m):先对x进行积分,再对y进行积分
(3)三重积分
  int(int(int(f,x,x1(z,y),x2(z,y)),y,y(z),y(z)),z,a,b)
2.数值积分
  quad(f,a,b):对函数f从a到b进行积分
  二重数值积分的指令:dblquad(f,xmin,xmax,ymin,ymax)
  三重数值积分的指令:triplequad(f,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax)
  ps:vpa(b,n):求近似解,保留小数点后n位

3.1.一元函数的极限
  limit(f,x,a):在x趋近于a的时候,f的极限也可直接写成limit(f,a)
  limit(f,x,a,'left'):求左极限
  limit(f,x,a,'right'):求右极限
  ps:需先定义x:syms x,若a为未知数,也需定义。
3.2.多元函数的极限
  limit(limit(f,x,a),y,b):先求x的极限,再求y的极限
  limit(limit(f,y,b),x,a):先求y的极限,再求x的极限
  ps:只能求二次极限,不能求二重极限,如:f = x*y/(x+y)极限不存在,但matlab可求
      二重极限存在,二次极限一定存在,二次极限存在,二重极限不一定存在。
3.3.级数
(1)泰勒展开,泰勒级数
    taylor(f,n,v):函数f在自变量为v处展开n阶
    >> syms x
    >> f = exp(x);
    >> taylor(f,4,0)
 
    ans =
 
    x^3/6 + x^2/2 + x + 1
(2)级数的求和
    symsum(fun,var,a,b):其中fun是通项表达式,var为求和变量,a为求和起点,b为求和终点
 

 

 

 

4.

常微分方程

 符号求解

    dsolve(方程, 初值条件, v)

    D2 : 表示 2 阶导数
    初值条件的写法。
    
    >> y = dsolve('D2y - D1y = exp(x)', 'x')
    >> y = simplify(y)
     >> y = dsolve('D2y - D1y = exp(x)', 'y(0) = 1, Dy(0) = 0', 'x')
     
     >> [u, v] = dsolve('Du = u + v, Dv = u - v', 'u(0) = 1, v(0) = 2', 't')
 

 

 

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