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数学建模之软件篇Mathematica使用介绍
第一章 数学软件Mathematica简介
6.%在Mathematica中代表什么含义
几乎所有的计算都可能用到前面已经计算好的结果,这时 Mathematica提供了一种简单的调用方式:
第一章 数学软件Mathematica简介
7.如何计算结果的近似值
在实际应用中,我们通常需要的是一个精确度很高的数值结果, 而不是一个绝对准确但表示非常复杂的结果,比如Sin[2/3]或者一个 一元四次方程的解。但如果参与运算的量都是精确的,则Mathematica 按精确值的方式输出。我们常用N函数把结果转换为数值结果。
表称为List,是由大括号“{ }”括起来的若干元素,元素间用逗号分 隔。其直接形式为:表名={元素1,元素2,…}。所以Mathematica中的表 其实就是我们通常所用的集合。它可以用来表示集合、矩阵、数组、向 量、数列等一些我们在计算机中常用的结构。 (1)参数表 在后面的学习中,我们经常会在Mathematica的内部函数的参数中看见 大括号,这就是参数表。下面我们列出常用参数表的含义:
取值范围可以是:Intergers,Rationals,Real,Complexes(即整数,有 理数,实数,复数)。
例:
第二章 初等数学篇
7.Mathematica中常用的多项式操作函数
在Mathematica中,你可以对多项式(包括一元和多元多项式)直接 进行加、减、乘、除、乘方等运算,此外系统还提供了丰富的函数以满足 用户对多项式操作的需要。 下面给出多项式的常用操作函数:
第二章 初等数学篇
3.Mathematica中的表指什么
(5)表的运算
第二章 初等数学篇
4.如何求解一元n次方程
解一元多项式方程主要的函数是Solve,该函数的目标是尽量找出方程 的精确解。Mathematica总可以解出四阶及以下的多项式方程,对于三次或 四次方程,结果可能相当复杂。在解四次以上的多项式方程时, Mathematica碰到数学理论上的障碍(即一般的四次以上的多项式方程不能 根式求解)而可能给不出精确解,但总可以给出数值解,并且对某些高次 方程Solve是可以给出精确结果的.
图1-5
使用热键输入函数
第二章 初等数学篇
1.如何定义和使用变量
为了方便计算和保存中间计算结果,常常需要引进变量。变量名通常 以小写英文字母开头(也可大写,这主要是为了避免和Mathematica内部函 数或变量混淆),后跟字母或数字,另外注意A和a表示不同的变量,即区分 大小写。在Mathematica中,变量即取即用,你不需要说明变量的类型。 Mathematica中的变量不仅可以存放数、多项式、还可以是很复杂的算式甚 至是一幅图象等,一句话,Mathematica中的变量是无所不指的。
第一章 数学软件Mathematica简介
3.如何运行Mathematica5.0
下面是Mathmatica启动并运行时的界面:
图1-4 运行Mathematica
第一章 数学软件Mathematica简介
4.Mathematica中有哪些算术运算符
Mathematica中的算术运算符有:+(加),-(减), *(乘,也可用空格代替),/(除),^(乘方)。
第一章 数学软件Mathematica简介
10.如何使用热键Ctrl+k输入函数
Mathmatica软件提供了丰富的函数和命令供用户使用,但要记住 所有的函数和命令的名称是不现实的(特别是某些函数的名称很长). 怎么办呢?查资料是一种方法,但有一种更好的方法是按热键 “Ctrl+k”. 输入命令的前几个字母(多少都可以)后按“Ctrl+k”会弹出以这几 个 字母开头的命令,这时你可以用鼠标来进行选择;是不是很棒! 例:我想画一个球面,但画三维参数图形的函数我忘记了,但我 知道前3个字母是Par,下面不用说大家都知道怎么作了吧!
例:
第二章 初等数学篇
8.Mathematica中常用的有理分式操作函数
对于有理多项式,可以按各种要求展开或化简.下面是常用的有理多项式 的操作函数,可以看出Factor和Expand函数对多项式和有理多项式都适用.
第二章 初等数学篇
2.如何定义自己的函数
函数的定义方法有两种,下面是函数定义的命令:
两种函数定义方法的区别在于用“f[x_]=表达式 ”定义的函数是立即 求 值的。而用“f[x_]:=表达式 ”定义的只是一个函数规则,在定义时它是 没 有输出的。试看下面的例子:
第二章 初等数学篇
3.Mathematica中的表指什么
第二章 初等数学篇
1.如何定义和使用变量
说明:(1)变量定义后,它就一直起作用,在以后的计算中碰到该变量 Mathematica就会自动用变量的值代替。但在有些时候,我们可能不需要该 变量了,或者为了避免前面可能已经定义的变量对当前运算产生影响,这 时我们可以清除该变量。清除的方法有两种,比如我们要清除变量x的值, 可以使用x=.和Clear[x]。在Mathematica中,有些意外的不正确的结果往 往是由于没有清除变量所引起的,这应该引起读者的注意。 (2)变量替换的方法就是把表达式中出现的变量用指定值替换得出 结果。它并不改变变量本身,这和定义变量是不同的。使用方法是:
(图1-3 启动Mathematica 5.0 )
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3.如何运行Mathematica5.0
下面是Mathmatica的简单使用方法: (1)用户可以在选中的工作窗口(称为NoteBook)中输入要计算的表达式, 注意运行时有两个窗口,另一个称为Mathematica的核(Mathematica 5.0 Kernel),它负责处理你的输入和完成计算等工作; (2)每次使用Mathematica时,第一次计算时间总是比较长,因为 Mathematica要进行一些初始化工作,从第二次开始计算就会很迅速了; (3)用户输入计算公式时和普通的文本输入一样,Mathematica将把每次的 输入记录在案,并给每个输入记录用“In[n]”编号,计算结果用”Out[n]”编号, 第 n个计算结果对应第n 个输入内容。 (4)用户输入完计算公式后,按下“Shift”键和”Enter”键或按数值键盘中的 “Enter”键,Mathematica将完成计算。 (5)用户的每一次 输入和Mathmatica的每一次输出,以及相对应的输入和输 出,都被称为“细胞”。可以看到,细胞都用“]”来标识。你可以单击之来选中 一 个或者几个细胞。
第二章 初等数学篇
3.Mathematica中的表指什么
(2)建表函数
第二章 初等数学篇
3.Mathematica中的表指什么
(3)表的分量操作
第二章 初等数学篇
3.Mathematica中的表指什么
(4)Mathematice中的括号 到现在我们共学习了Mathematica中的四种括号,这里简单总结一下: ①“[]”:函数专用; ②“{}”:表; ③“()”:运算优先; ④“[[]]”:表取分量;
注意:
(1)任何函数(包括自己定义的函数在内)后面都使用中括号“[ ]” (2)系统定义的函数名称首字母大写;Mathematica是区分大小的 (3)Mathematica会尽量给出精确的结果,除非你使用了计算近似 值的函数!
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5.Mathematica中有哪些基本数学函数和常数
第二章 初等数学篇
6.解不等式
在5.0版的Mathematica中的Reduce函数可用于解不等式(组)(也 可解方程或方程组,功能与Solve函数略有不同,可以互补使用,详细情况 可以查看帮助信息),其使用格式如下: 函 数 意 义
Reduce[不等式(组),变量组] Reduce[不等式(组),变量组,取值范围] 解不等式(组) 在变量组的指定范围内解不等式(组)
第二章 初等数学篇
4.如何求解一元n次方程 例:
注:输出2的结果太复杂,这里省略了; 输出3的结果没有给出解,原因是其解无法用根式表示; 输出5是如何使用方程的某个解的方法。请读者结合表取分量和变量替换自己分析
第二章 初等数学篇
5.如何求解代数方程组
Solve函数不仅能解一元高次方程,还能解代数方程组和高阶代数方程组。 其使用格式如下:
第一章 数学软件Mathematica简介
2.如何安装Mathematica5.0
Mathematica5.0的安装软件共有91.9MB,安装后有 347MB(典型安装),缺省的安装目录是:C:\Program Files\Wolfram Research\Mathematica\5.0 在操作系统环境win98(或winXP)下,运行安装软件下 的setup.exe便开始安装。安装过程中要求输入Lincense ID号和Password以及公司名称,输入后回答Next这样就 可以完成安装。
数学建模之软件篇 Mathematica使用介绍
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 数学软件Mathematica简介 初等数学篇 微积分操作 绘图篇 数值分析和数值计算 过程编程
第一章 数学软件Mathematica简介
1.Mathematica是什么
★ Mathematica是由美国Wolfram公司研究开发的一款著 名的数学软件; ★ Mathematica能够完成符号运算、数学图形的绘制等, 功能非常强大; ★ Mathematica能够做精确计算; ★ Mathematica的界面操作非常友好; ★ Mathematica是非常好的教学用数学软件。
9.如何使用帮助
Mathmatica软件提供了丰富的函数和命令供用户使用,要记住 所有的函数和命令的使用方法是不可能的。在你需要使用某个函数而 你却忘记了其使用方法时,最好的办法就是把光标移动到此函数名称 最后按F1键(或者直接按F1键,然后输入要帮助的函数名称),此时 Mathmatica将弹出关于此函数使用方法的帮助窗口。特别你可以去看 看它给出的例子:“Feather Examples”。你可以把它的输入部分复 制 到Mathmatica的操作界面NoteBook中,然后自己运行一下,这样来加 深对函数使用方法的理解和掌握。 下面是Sqrt函数的Feather Examples的一部分: