
- •Пакет прикладных программ mathematica Инструкция пользователя
- •1. Общие сведения. Ядро и интерфейс пакета Математика
- •2. Точные и приближенные вычисления. Численные и аналитические операции
- •3. Рабочий документ и ячейки. Основные команды
- •4. Сеанс работы в системе Математика. Глобальный характер данных.
- •5. Правила написания. Основные встроенные функции.
- •Примеры выражений
- •Формы обращений к функциям
- •Нескольких аргументов
- •7. Циклические операции
- •Логические операторы
- •7.4. Функция If
- •7.5. Логические выражения
- •8. Функции пользователя. Составление программ
- •8.1. Функции пользователя. Описания типов аргументов
- •8.2. Немедленное и задержанное присваивание
- •8.3. Альтернативные определения функций
- •8.4. Составление программ. Глобальные и локальные переменные
- •8.5. Прерывание вычислений
- •9. Списки
- •9.1. Создание списков. Обращение к элементам списков
- •9.2. Преобразование списков
- •9.3. Матричные функции
- •10. Массивы
- •11. Основные типы графиков
- •11.1. Двумерные графики
- •Show[GraphicsArray[{g1, g2,…}], options]
- •11.3. Изображения трехмерных объектов
- •11.4. Анимация
- •12. Функция Manipulate
- •13. Аналитические операции. Интерполяция. Решение уравнений
- •13.1. Аналитические операции
- •13.2. Интерполяция
- •13.3. Решение алгебраических уравнений
- •13.4. Решение дифференциальных уравнений
- •14. Преобразование выражений
- •14.1. Стандартная форма выражений
- •Примеры выражений
- •14.2. Обращение к элементам выражений
- •14.3. Представление выражения в виде дерева
- •14.4. Операции преобразования выражений
- •14.5. Повторное выполнение операций
- •14.6. Анонимные функции
- •14.7. Функциональные операторы Outer и Inner
- •Вопросы
f
Таблица
5.2.
Входное
выражение
Название
формы
Значение
Sin[Pi/2]
standard
1
Sin@(Pi/2)
prefix
1
Pi/2//Sin
postfix
1
N@Sqrt@2
prefix
1.41421
Формы обращений к функциям
x//f - постфиксная форма (postfix form).
Примеры обращений даны в таблице 5.2.
Отметим, что префиксная форма имеет наиболее высокий приоритет, а постфиксная – самый низкий, так что Sin@x+y = y+Sin[x], а x+y//Sin = Sin[x+y].
Для функций нескольких переменных кроме стандартной существует также инфиксная форма. Обычная запись суммы (x+y) и произведения (x*y) является инфиксной формой. Примеры функций двух аргументов даны в таблице 5.3.
Функции, вводимые пользователем, также могут быть записаны в разных формах.
Получить информацию о любой функции можно с помощью команды: ?заголовок функции.
Напомним полезную команду меню Edit – Complete Selection (Ctrl+K), позволяющую автоматически закончить начатое слово. Достаточно написать начало слова и нажать клавиши Ctrl+K – появится список слов, из которого можно выбрать нужное слово, просто щелкнув на нем мышкой.
6
Таблица 5. 3
Функции
Standard
form Infix
form Plus[x,y] x+y Times[x,y] x
y Power[x,y] xy
Нескольких аргументов
Перечисленные в предыдущем разделе функции применимы также и к комплексному аргументу. Дополнительные функции комплексного аргумента:
Re[z], Im[z] - действительная и мнимая части числа z,
Arg[z] - аргумент числа z.
Пример 6.1
In[
] :=
Abs[1+I] Out[]
=
In[
] :=
Cos[I] Out[]
=
In[
] :=
Sqrt[2I] Out[]
=
In[
] :=
Log[I] Out[]
=
In[
] :=
E^(I
) Out[]
=
-1 In[
] :=
Arg[1+I] Out[]
=
Замечание
1.
В ряде случаев Математика по умолчанию
не упрощает выходные выражения. Например,
входное выражение
Математика просто переписывает в ином
виде. Для упрощения выражений можно
применить функцию ComplexExpand[expr]
– вычисление всех степеней и произведений
в выражении expr
– либо где-нибудь в выражении expr
поставить десятичную точку.
Пример 6.2. На языке пакета Математика напишем список из трех выражений для извлечения
корня третьей степени:
Получим следующий ответ:
.
Замечание 2. При извлечении корня из комплексного числа Математика по умолчанию выдает значение корня с наименьшим (по абсолютной величине) значением аргумента.
Пример 6.3.
Найдем
аргумент кубичного корня из –1 и –I.
Запишем на языке пакета Математика:
Получим ответ:
Чтобы найти все n значений корня степени n можно воспользоваться функциями для решения уравнений Solve, FindRoot или Roots.
Пример 6.4. Найдем все значения корня третьей степени из –1 и –I:
In[] := Roots[x^3 == -1,x] //ComplexExpand,
Out
[] =
.
In[] := Roots[x^3 == -I,x] //ComplexExpand,
Out
[] =
.