
- •Введение в программу "maple"
- •1. Интерфейс программы Maple.
- •1.1. Рабочий лист и меню.
- •1.2. Панель инструментов.
- •1.3. Язык пользователя.
- •1.4. Совместимость с другими программами.
- •2. Структура команды, операторы и синтаксические символы.
- •2.1. Операторы, операнды и основные синтаксические символы команды.
- •2.2. Оператор присвоения, функции пользователя и оператор подстановки.
- •3. Алгебраические операторы.
- •3.1. Равенство и неравенства.
- •3.2. Алгебраические действия.
- •3.3. Специальные константы.
- •3.4. Комплексные числа.
- •3.5. Подстановка численных значений и простые вычисления.
- •3. Специальный оператор вычисления: eval.
- •3.6. Использование символов последовательности, списка и множества.
- •3.7. Элементарные трансцендентные функции.
- •4. Алгебраические преобразования.
- •4.1. Факторизация алгебраических выражений.
- •4.2. Приведение подобных членов.
- •4.3. Упрощение и развёртывание.
- •4.4. Нормализация дробных выражений.
- •4.5. Комбинирование выражений.
- •4.6. Преобразование функций.
- •4.7. Условия на переменные и параметры.
- •5. Вычисления множества значений функции.
- •5.1. Вычисление множества значений данной функции для множества значений аргумента с заданным шагом.
- •5.2. Вычисление множества значений данной функции для выбранного множества значений аргумента.
- •5.3. Вычисление множества значений данной функции для множества значений аргумента с заданным условием.
- •6. Суммы, суммирование последовательностей и вычисление сумм.
- •7. Таблицы.
- •8. Графики.
- •8.3. Анимация графиков.
- •9. Решение алгебраических уравнений и их систем.
- •9.1. Решение отдельного уравнения.
- •9.2. Решение системы линейных уравнений.
- •9.3. Решение системы линейного и квадратного уравнений.
- •9.4. Решение системы квадратных уравнений.
- •10. Решение трансцендентных уравнений.
- •10.1. Решение одного уравнения.
- •10.1.1. Справка о функции Ламберта.
- •10.2. Решение системы, содержащей трансцендентные уравнения.
- •11. Пределы и асимптотика функций.
- •11.1. Пределы.
- •11.2. Асимптотическое поведение функций.
- •12. Дифференцирование функций.
- •13.1. Неопределённый интеграл.
- •13.1.1. Справка о функции erf(X) (Интеграл ошибок или интеграл вероятности).
- •13.1.2. Справка о функции (z)
- •13.2. Определённый интеграл.
- •14. Многократные интегралы.
- •1. Неопределённый интеграл. Формат команд:
- •15. Вычисление и графическое представление интегралов.
- •16. Ряды, разложение функций в ряды.
- •16.1. Суммирование рядов.
- •16.1.1. Справка по функциям Бесселя.
- •16.1.2. Справка по дзета-функции Римана.
- •16.2. Разложение функций в ряды.
- •3. Примеры.
- •16.3. Конвертирование рядов и аппроксимация функций полиномами.
- •16.3.1. Приложение аппроксимаций к решению трансцендентых уравнений.
- •17. Обыкновенные дифференциальные уравнения и их решение.
- •17.1. Общее решение оду.
- •17.1.1. Справка о функциях Бесселя.
- •17.2. Решение с начальными условиями.
- •17.3. Использование решений дифференциальных уравнений.
- •18. Дифференциальные уравнения в частных производных.
- •18.1. Разделение переменных.
- •18.2. Решение командой pdsolve.
- •18.3. Графическое представление решения.
6. Суммы, суммирование последовательностей и вычисление сумм.
Символ суммы - sum. Общий вид команды с оператором суммы:
> sum(a[k], k); sum(a[k], k=m..n); sum(a[k], k=0..infinity);
k - индекс суммирования - целое число, m..n - нижний и верхний номера суммируемых членов (целые; возможны и бесконечные) (многоточие здесь и далее в командах программы задаётся двумя точками - не путать с двоеточием!).
Далее задаём последовательность её общим членом (ниже - f). Операторы суммирования: sum(f, k); sum(f, k=m..n); sum(f, k=alpha); sum(f, k=expr); f - любое алгебраическое выражение, зависящее от целочисленного индекса k. Эти операторы необходимы, когда вычисляется сумма большого числа членов.
1. Конечные суммы.
> sum(k^2, k=0..4);
Отложенное вычисление обозначается одиночными кавычками (см. 3.5), напр. 'k' (' = э (en)). С этим обозначением:
> sum('k^2', 'k'=0..10);
Конечная сумма в общем виде и подстановка:
> sum('k^2', 'k'=0..n); simplify(%); S:=factor(%);
Запись предыдущего одной командой:
> S=factor(simplify(sum('k^2', 'k'=0..n)));
Отложенное вычисление:
> n:=8; S;
2. Бесконечные суммы
> sum('1/k!', 'k'=0..infinity); evalf(%);
Получили известное число Непера - основание натурального логарифма.
> sum('1/k^2', 'k'=1..infinity); evalf(%);
Сумма бесконечной убывающей геометрической прогрессии (q<1!) и её первых членов.
> sum('q^k', 'k'=0..infinity); evalf(subs(q=1/2,%));
> sum('q^k', 'k'=0..5): evalf(subs(q=1/2,%));
Промежуточное выражение не выведено. Уже 5 первых членов суммы дают 98% суммы бесконечного числа её членов.
>
7. Таблицы.
Вставка таблицы в файл: insert spreadsheet. Перенос данных - обычными кнопками. Управление: меню Spreadsheet (активизируется после команды вставки). Вид меню и панели инструментов при этом меняется. При уходе с поля таблицы восстанавливается их стандартный вид. Для повторной работы с таблицей надо выделить её (таблица при этом заключается в рамку). Возможно копирование таблицы в ф.doc с последующим редактированием. Ввод с клавиатуры направляется в выделенную ячейку, которая при этом заштриховывается. Вводимые данные отображаются в белом поле панели инструментов, но в ячейку вписываются только по команде (enter или любая клавиша со стрелками). Контролируйте ввод по данным в белом поле! После ввода enter следует переход в ячейку ниже; после ввода стрелками - переход в ячейку, указанную стрелкой. В ячейках таблицы можно задавать и вычислять все команды. Настройка вида и свойств таблицы - через Spreadsheet/properties и другие пункты этого меню. Возможное число строк и столбцов допускается с большим запасом; лишние можно удалить или спрятать размерами, при переносе в Word, и при печати они игнорируются. Программа Microsoft Word распознаёт таблицы Maple и позволяет их редактировать стандартными средствами.
Пример 1. Таблица квадратов и кубов натуральных чисел.
|
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения вычисляет программа по введённой команде.
Пример 2. Таблица первых и вторых производных некоторых элементарных функций.
|
A |
B |
C |
D |
E |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Производные находит программа по введённой команде. Ширина столбцов определена по содержанию.
Пример 3. Таблица представления данных, полученных вычислением.
> for x from 0 by 0.1 to 1 do y:=1.5+0.6*x od;
Данные взяты из примера п. 5 и скопированы в таблицу.
|
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь убраны титульные строка и столбец. Их можно вставить в Microsoft Word.
>