
- •Лабораторная работа №1 «Возможности Mathematica» Введение
- •Численные вычисления
- •Управление системой
- •Использование палитр
- •Интерфейс с fortran'ом и latex'ом
- •Лабораторная работа №2. «Основные объекты» Числа и переменные
- •Функции
- •Выражения
- •Лабораторная работа №3. «Дифференциальное и интегральное исчисление» Вычисление производных
- •Определённые и неопределённые интегралы
- •Пределы
- •Разложения в ряды
- •Лабораторная работа №4. «Построение графиков в скм Mathematica» Построение простейших двумерных и трехмерных графиков
- •Стиль линий графиков
- •Оси графика
- •Размеры графика
- •Оформление графика
- •Лабораторная работа №5. «Решение уравнений». Уравнения в системе Mathematica
- •Решения алгебраических уравнений
- •Решения дифференциальных уравнений
- •Пример решения задачи по механике
Интерфейс с fortran'ом и latex'ом
Mathematica позволяет полученные с ее помощью результаты (формулы, например) переводить в формат алгоритмического языка FORTRAN для использовании при написании программ численных расчетов, например
Можно также перевести полученный результат в нотацию LATEX'а (знак %% означает ссылку на предпоследний результат):
Полученные таким образом фрагменты можно через буфер обмена (Clipboard) вставить в текст программы на FORTRAN'е или в статью, подготавливаемую с помощью LATEX'а.
Индивидуальные задания:
1. Вычислить значения арифметических выражений с заданной точностью:
№ |
Задание |
Точность (в знаках) |
№ |
Задание |
Точность (в знаках) |
1 |
|
10 |
8 |
|
15 |
2 |
|
24 |
9 |
|
10 |
3 |
|
11 |
10 |
|
12 |
4 |
|
6 |
11 |
|
13 |
5 |
|
7 |
12 |
|
20 |
6 |
|
27 |
13 |
|
14 |
7 |
|
25 |
14 |
|
11 |
2. Представить выражение в формате Latex и Fortran:
№ |
Выражение |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
13 |
|
14 |
|
Лабораторная работа №2. «Основные объекты» Числа и переменные
Важнейшие объекты любой вычислительной системы - это числа и переменные. Переменным, вводимым пользователем, в Mathematica следует выбирать имена, состоящие букв и цифр и начинающиеся строчной буквой. Имена, начинающиеся с прописных букв, соответствуют встроенным объектам Mathematica и использовать их без особой необходимости не следует. Строчные и прописные буквы в именах различаются, отличаются друг от друга и буквы различных начертаний (например, Script от Gotic).
Mathematica имеет дело с четырьмя типами переменных и чисел:
1. Integer - целое число произвольной длины
2. Rational - рациональное число, представимое как отношение целых чисел
3. Real - действительное число с любым числом десятичных знаков
4. Complex - комплексное число, записываемое в форме число+число*I, где I= - мнимая единица
Тип числа определяется по его написанию (наличие или отсутствие десятичной точки, знака деления, мнимой единицы). Например, можно определить переменные, присвоив им значения чисел различного типа:
I
Узнать значение каждой переменной можно, напечатав соответствующее имя:
Удалить значение, присвоенное данной переменной, можно следующим образом:
После этого x выступает уже как символическая переменная.
Арифметические операции изображаются обычным образом: "+", "-", "*", и "/". Вместо знака умножения (звездочка "*") может использоваться пробел, возведение в степень обозначается как a^n.
Mathematica имеет ряд зарезервированных обозначений для математических констант:
I=J - мнимая единица,
Infinity = ∞ - бесконечность
Pi=π - число пи
Degree = º - число градусов в радиане
GoldenRatio - золотое сечение
E=e основание натуральных логарифмов
EulerGamma - константа Эйлера
Catalan - константа Каталана
Mathematica позволяет переходить от одного типа чисел к другому. Так, с помощью команды
можно найти действительное представление рационального числа (с необходимым числом десятичных цифр - в данном примере с 30-ю). Обратная операция - нахождение рационального приближения к действительному числу осуществляется командой
где последний аргумент определяет точность представления.
Выяснить, имеется ли некоторое имя в системе можно, напечатав его после знака вопроса, например:
Более подробная информация, включающая атрибуты данного имени, выводится после двух знаков вопроса:
В случае, если имя еще не определено, выдается следующая информация: