Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Никитина Дарья ПИН-21Д ЛР5.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.06.2021
Размер:
615.65 Кб
Скачать

Лабораторная работа №5

Компьютерный практикум по математическому анализу

никитина дарья пин-21д

Текст программы

clear;clc;close all

% Практикум 6. Дифференцирование функции нескольких переменных.

% Упражнение 1. (Upr_6_1.m)

disp(' Вычисление частных производных')

syms x y

z=cos(x+y^2);

dzdx=diff(z,x) ; disp( 'z''x=')

disp( dzdx)

dzdy=diff(z,y);

disp( 'z''y='); disp( dzdy)

d2zdx=diff(z,x,2);

disp( 'z''''x='); disp( d2zdx)

d2zdy=diff(z,y,2);

disp( 'z''''y='); disp( d2zdy)

d2zdxdy=diff(dzdx,y);

disp( 'z''''xy='); disp( d2zdxdy)

% Поиск градиента функции а точке (1, 2, -3)

disp('Вычисление градиента функции')

syms x y z

v=2*x^3*y+x-z;

disp(v)

Grs=[diff(v,x) diff(v,y) diff(v,z)];

disp('Символьный вид градиента')

disp(Grs)

Gr=subs(Grs,[x, y,z],[1,2,-3]);

disp('Значение градиента в точке (1, 2, -3)')

disp(Gr)

Результат

Вычисление частных производных

z'x=

-sin(y^2 + x)

z'y=

-2*y*sin(y^2 + x)

z''x=

-cos(y^2 + x)

z''y=

- 2*sin(y^2 + x) - 4*y^2*cos(y^2 + x)

z''xy=

-2*y*cos(y^2 + x)

Вычисление градиента функции

2*y*x^3 + x - z

Символьный вид градиента

[ 6*y*x^2 + 1, 2*x^3, -1]

Значение градиента в точке (1, 2, -3)

[ 13, 2, -1]

Текст программы

clear;clc

% Практикум 6. Дифференцирование функции нескольких переменных.

% Упражнение 2. (Upr_6_2.m)

syms r t z

% а) Вычислите якобиан перехода от декартовой системы координат к цилиндрической

% формулы перехода от декартовой системы координат к цилиндрической

x=r*cos(t);

y=r*sin(t);

z=z;

disp('Якобиан перехода от декартовой системы координат к цилиндрической')

A=[diff([x;y;z],r) diff([x;y;z],t) diff([x;y;z],z) ]

disp('Определитель Якобиана')

I=det(A)

disp('Упрощенное выражение определителя')

I=simplify(I)

disp('Якобиан перехода от декартовой системы координат к сферической')

% а) Вычислите якобиан перехода от декартовой системы координат к

% сферической

syms r t z u

% формулы перехода от декартовой системы координат к сферической

x=r*cos(t)*cos(u);

y=r*sin(t)*cos(u);

z=r*sin(u);

A=[diff([x;y;z],r) diff([x;y;z],t) diff([x;y;z],u) ]

disp('Определитель Якобиана')

I=det(A)

disp('Упрощенное выражение определителя')

I=simplify(I)

Результат

Якобиан перехода от декартовой системы координат к цилиндрической

A =

[ cos(t), -r*sin(t), 0]

[ sin(t), r*cos(t), 0]

[ 0, 0, 1]

Определитель Якобиана

I =

r*cos(t)^2 + r*sin(t)^2

Упрощенное выражение определителя

I =

r

Якобиан перехода от декартовой системы координат к сферической

A =

[ cos(t)*cos(u), -r*cos(u)*sin(t), -r*cos(t)*sin(u)]

[ cos(u)*sin(t), r*cos(t)*cos(u), -r*sin(t)*sin(u)]

[ sin(u), 0, r*cos(u)]

Определитель Якобиана

I =

r^2*cos(t)^2*cos(u)^3 + r^2*cos(t)^2*cos(u)*sin(u)^2 + r^2*cos(u)^3*sin(t)^2 + r^2*cos(u)*sin(t)^2*sin(u)^2

Упрощенное выражение определителя

I =

r^2*cos(u)

Текст программы

clear;clc

% Практикум 6. Дифференцирование функции нескольких переменных.

% Упражнение 3a). (Upr_6_3а.m)

%а) Найдите первый дифференциал dz функции

syms x y z dx dy

z=x*y^2+2*y-x^2

dzx=diff(z,x)

dzy=diff(z,y)

d1x=0.1; d1y=0.2;

x0=2;y0=-1;

disp('Дифференциал 1-го порядка в символьном виде')

dzs=dzx*dx+ dzy*dy

disp('Численное значение дифференциала 1-го порядка ')

dz=subs(dzx,[x,y],[x0,y0])*d1x+subs(dzy,[x,y],[x0,y0])*d1y