
- •Введение
- •1. Запуск математического пакета maple, структура окна
- •2. Описание основных команд–процедур пакета maple
- •2.1. Арифметические операции, типы данных в Maple
- •2.2. Структура команд Maple
- •Команда (параметр_1, параметр_2, …, параметр_n);
- •2.3. Преобразование математических выражений
- •2.3.1. Выделение частей арифметических выражений
- •2.3.2. Тождественные преобразования арифметических выражений
- •Collect(выражение, имя переменной относительно которой приводятся подобные);
- •3. Функции maple, решение уравнений и неравенств
- •3.1. Способы задания функций и замена переменных
- •Piecewise(cond_1,f1,cond_2,f2, …).
- •3.2. Операции оценивания
- •3.3. Решение уравнений и их систем
- •3.4. Решение неравенств
- •4. Графические и геометрические возможности пакета maple
- •4.1. Графические возможности пакета Maple
- •4.1.1. Двумерная графика
- •Polarplot ([переменная, выражение,параметры переменной],опции);
- •Pointplot(data_list,опции);
- •Sphereplot ((выражение), параметры_, параметры_, опции);
- •Sphereplot ([r_выражение, _выражение, _выражение], параметр_1, параметр_2, опции);
- •4.1.2. Трехмерная графика
- •4.2. Анимация
- •4.3. Геометрические пакеты Maple
- •4.3.1. Стереометрия
- •4.3.2. Планиметрия
- •5. Дифференциальное и интегральное исчисление функции одной переменной
- •5.1. Вычисление пределов в Maple для некоторых математических операций существует по две команды: прямого и отложенного исполнения. Имена команд состоят из одинаковых букв за исключением первой:
- •5.2. Дифференцирование
- •5.2.1. Вычисление производных
- •5.2.2. Дифференциальный оператор
- •5.3. Исследование функций
- •5.3.1. Непрерывность функции и точки разрыва
- •5.3.2. Экстремумы. Наибольшее и наименьшее значение функции
- •5.3.3. Исследование функции по общей схеме
- •{Arctan(0)}
- •6. Интегрирование
- •6.1. Аналитическое и численное интегрирование
- •6.2. Определенные интегралы
- •Is assumed to be: RealRange(Open(-1),3)
- •6.3. Основные методы интегрирования
- •7. Дифференциальные уравнения
- •7.1. Аналитическое решение дифференциальных уравнений
- •7.1.1. Общее решение дифференциальных уравнений
- •7.1.2. Фундаментальная (базисная) система решений
- •7.1.3. Решение задачи Коши или краевой задачи
- •7.1.4. Системы дифференциальных уравнений
- •7.1.5. Приближенное решение дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов
- •7.2. Численное решение дифференциальных уравнений
- •7.2.1. Формат команд dsolve и odeplot для нахождения численного решения дифференциальных уравнений в графическом виде
- •Italic, 12]):
- •Italic, 12]):
- •7.2.2. Пакет графического представления решений дифференциальных уравнений dEtools
- •7.2.3. Построение фазовых портретов систем дифференциальных уравнений
- •8. Функции многих переменных, векторный анализ, ряды, интегральные преобразования
- •8.1. Дифференциальное исчисление функций многих переменных
- •8.1.1. Частные производные
- •8.1.2. Локальные и условные экстремумы функций многих переменных
- •Maximize(f,{x1,…,xn},range);
- •Minimize(f,{x1,…,xn}, range);
- •8.2. Интегральное исчисление функций многих переменных
- •8.3. Векторный анализ
- •8.4. Ряды и произведения
- •8.4.1. Вычисление суммы ряда и произведений
- •8.4.2. Разложение функции в степенной ряд и ряд Тейлора
- •8.5. Интегральные преобразования
- •8.5.1. Преобразование Фурье
- •8.5.2. Преобразование Лапласа
- •9. Линейная алгебра
- •9.1. Векторная алгебра
- •Warning, the protected names norm and trace have been redefined and unprotected
- •9.2. Действия с матрицами
- •9.2.1. Определение матрицы
- •9.2.2. Арифметические операции с матрицами
- •9.2.3. Определители, миноры и алгебраические дополнения, ранг и след матрицы
- •9.2.4. Обратная и транспонированная матрицы
- •Evalm(1/a);
- •Inverse(a).
- •9.2.5. Определение типа матрицы
- •1*Sqrt(3)/2,-1/2]]);
- •9.2.6. Функции от матриц
- •9.3. Спектральный анализ матрицы
- •9.4. Системы линейных уравнений, матричные уравнения
- •For имя переменной цикла in выражение 1 do выражение 2 od;
- •10.3. Процедуры-функции
- •10.4. Процедуры
- •Writeto (“имя файла”)
- •Appendto (“имя файла”)
- •Print(список Maple-выражений, перечисляемых через запятую);
- •Lprint(список Maple-выражений, перечисляемых через запятую);
- •Readdata(“имя файла”, тип переменной(integer/float – последний тип устанавливается по умолчанию),счетчик чисел);
- •Readlib(readdata):
- •12. Использование математического пакета maple для научных исследований
- •12.1. Исследование влияния изменяемых параметров плоской помольной камеры мельницы противоточного действия на скорость энергоносителя
- •12.1.1. Постановка задачи
- •12.1.2. Решение задачи
- •12.2. Определение коэффициента полезного заполнения материалом деформируемых бочкообразных камер устройств для тонкого и свертонкого помола материалов
- •12.2.1. Расчетная схема
- •12.2.2. Решение задачи
- •12.3. Исследование влияния основных конструктивных и технологических параметров на режимы работы трубной мельницы
- •Formula(1.8)
- •Formula(1.9)
- •Formula(2.1)
- •Formula(2.2)
- •Formula(2.3)
- •Formula(3.1)
- •Formula(3.2)
- •Formula(3.3)
- •13. Формат наиболее используемых команд аналитического пакета maple
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
2.2. Структура команд Maple
Команды в Mаple состоят из имени (идентификатора) команды и ее параметров, которые указываются в круглых скобках
Команда (параметр_1, параметр_2, …, параметр_n);
В команде может быть использован символ процента (%), который служит для вызова предыдущей команды. Он используется с целью сокращения записи последующей команды.
Пример.
[>3+b;
3+b
[>%+a+c;
3+b+a+c
Для присвоения в команде заданного значения переменной используется знак присвоения – двоеточие со знаком равенства (:=), а для задания числового значения константе используется знак равенства (=).
Пример.
[>a:=3;
a:=3
[>b=2;
b=2
[>a:=a+b;
a:=5
Большинство команд при их вызове запрашиваются автоматически из пакета Maple (табл. 2), другие находятся в стандартных библиотеках и перед выполнением их обязательно нужно вызвать командой readlib(команда). Остальная часть процедур Mаple находится в специальных библиотеках, называемых пакетами, которые необходимо подгружать при каждом запуске команд из этих библиотек.
Существует два способа вызова команд из пакета:
1) можно загрузить весь пакет командой with(имя пакета);
2) вызов какой-нибудь одной команды из любого пакета можно осуществить, если набрать команду в специальном формате:
[>имя пакета[команда](параметры команды);
где вначале записывается название пакета, из которого нужно вызвать команду, а затем в квадратных скобках набирается имя самой команды и после чего в круглых скобках следуют параметры данной команды.
Таблица 2
Стандартные функции пакета Maple
Математическая запись |
Запись в Maple |
Математическая запись |
Запись в Maple |
|
exp(x) |
cosecx |
csc(x) |
|
ln(x) |
arcsinx |
arcsin(x) |
|
log10(x) |
arccosx |
arccos(x) |
|
log[a](x) |
arctgx |
arctan(x) |
|
sqrt(x) |
arcctgx |
arccot(x) |
|x| |
abs(x) |
shx |
sinh(x) |
sinx |
sin(x) |
chx |
cosh(x) |
cosx |
cos(x) |
thx |
tanh(x) |
tgx |
tan(x) |
cthx |
coth(x) |
ctgx |
cot(x) |
|
Dirac(x) |
secx |
sec(x) |
|
Heaviside(x) |
К библиотекам подпрограмм Maple относятся, например, следующие пакеты: linalg – содержит операции линейной алгебры; geometry – решение задач планиметрии; geom3d – решение задач стереометрии; student – содержит команды, позволяющие провести поэтапное решение задачи в аналитическом виде с промежуточными вычислениями.
Maple содержит огромное количество специальных функций, таких, как Бесселевы функции, Эйлеровы бета- ,и гамма- функции, интеграл ошибок, эллиптические интегралы, различные ортогональные полиномы.
С помощью функции exp(x) определяется число е = 2.718281828 посредством записи ехр(1).
Пример.
Вычислить число “е” с 16 знаками после запятой.
[>y:=exp(1);
y:=e
[>evalf[16](y);
2.718281828459045
или
[>evalf(y,16);
2.718281828459045