文档详情

Maple入门手册(1)

油条
实名认证
店铺
PDF
572.67KB
约12页
文档ID:11845279
Maple入门手册(1)_第1页
1/12

本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的11、Maple基本使用规则输入命令在Maple中输入和执行命令非常简单:仅仅需要按Maple的提示输入命令即可当你按回车键,Maple会执行输入的命令,计算结果会在下一行居中显式下面展示一个简单的代数计算的例子当你输入1+2,并输入回车键,结果3会显示在屏幕中央Maple的算术符号Maple的算术符号如下定义:Maple算术符号的优先顺序与数学中算术符号的优先顺序是一样的小括号用于运算分组比如(89-9)*2先计算89-9,然后进行平方运算;如果没有小括号89-9*2会先计算9*2,然后计算减法89-9*2.引用上一步计算结果和添加注释在Maple中百分号%用于引用上一步计算结果特别定义下面几个操作符:%上一步结果%倒数第二步结果%%倒数第三步结果下面的例子将展示怎样利用百分号简化计算过程,在每一步我们都会利用“#”插入注释:“#”后所有的内容都被Maple认为是注释内容本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的2使用“:=”定义表达式Maple中的绝大多数计算中都要定义表达式表达式是由数字、变量和算术符号组成的。

为了定义一个表达式,需要按如下规定定义表达式名,(表达式名):=(表达式形式)这样,任何你想使用这个表达式的时候,你可以直接使用表达式名,而不用重复键入具体的表达式形式下面的例子展示了定义表达式x^2+x+2,它的表达式名为“expresion1”:怎样处理错误如果你不小心在命令行中输入了一个错误的符号,并按了回车键,Maple会回复“syntaxeror”有两种方法改正你的错误你可以返回这一行修改Maple命令,然后重新执行这行命令;当Maple重新执行这行命令后,结果会随之更改你也可以输入“restart”来清除所有旧的信息,然后重新输入正确的Maple命令本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的32、Maple的基本数据结构Maple中最基本的数据结构式表达式组、数列和集合它们在Maple命令中通常被用作常数表达式组表达式组是由逗号分开的一个或多个表达式创建表达式组最简单的方式是直接键入按照提示输入表达式组,用逗号将各个表达式分开:创建表达式组还有另外一种方法,可以使用seq()函数创建表达式组使用这个函数非常便捷,可以改善Maple程序的效率为了创建表达式组f(m ),f(m +1),……,f(n),你需要键入:其中f代表一个包含有下标i的表达式。

在下面这个例子中,f是i^2我们可以使用seq()函数创建表达式组f(2),f(3),f(4)数列和集合数列和集合常被用于函数的变量表达式组包含于数组和组合中数组是一个用中括号括起来的表达式组数列保证了一个表达式组中各项的顺序和重复项在下面的例子中,我们用中括号把1,1,3,5,5这个表达式组括起来,可以创建一个数列,[1,1,3,5,5]我们将它定义为list1我们可以看到list1保持了表达式组的顺序和重复项集合是一个用大括号括起来的表达式组它不能保持表达式组的顺序和重复项这样Maple中的集合与数学中集合的概念就相同了比如,我们使用不同的表达式组定义set1和set2,但由于集合中各项没有先后顺序,并且不能重复,因此导致最后的两个集合是相同的本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的43、数值计算Maple可以做浮点型、整型和复数型的计算浮点型数值计算Maple的一个重要的性质就是做准确数学计算的能力:在浮点近似中有效数字不会减少这样舍入误差就可被避免例子:五舍入误差计算如果需要得到近似值,可使用evalf函数将准确的结果转化为近似浮点数解例子:把准确结果转化成近似浮点数解或者,你可以把浮点数包含在表达式中,这样它会自动是Maple计算得到一个近似浮点型解。

整数计算Maple可以处理任意大的整数如果一个数太大,导致它一行的长度比屏幕还要长,Maple会在一行结束处使用一个“\”符号表示数字还要继续本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的5复数计算当Maple做复数计算时,会使用一个大写的I表示(-1)的平方根内部函数和常量Maple有很多内置标准函数和常量,在进行数值计算时可以被使用常用的数值函数和常量列在下面的表中本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的64、符号计算Maple的核心就是符号计算尽管变量还是未知,Maple可以给出准确的解析解符号计算的范围通常包括表达式、函数或方程,在Maple中有许多符号计算的函数简化表达式函数sim plify可以通过简化规则找到表达式更简单的等效形式简化规则包括三角函数,对数函数和幂函数如果你给sim plify函数指定一个简化规则,那么Maple会只使用这一条规则在下一个例子中,我们要求使用自然对数简化表达式展开表达式expand函数可以展开含有相乘项的表达式展开并不是总会使得原表达式更复杂相反,在很多情况下,它可以的到简化解分解因式这个函数是展开函数的逆运算,它可以将多项式因式分解。

本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的7通分约分如果表达式包含分数,那么有必要通分约分重新构造一个分数norm al函数可以实现这一过程方程定义方程:方程通过“=”定义,而“:=”是用来定义表达式的例子:定义方程x=y+2解方程:solve()函数是最常用的方程求解函数之一它可以被用来求解方程组,并给出带有有效数字的方程的准确解为了使用solve()函数,你必须提供两个部分内容:第一,你要解的方程组;第二,你想求解的变量如果你要求解的方程多余一个,你需要将方程和变量定义成集合的形式但是,solve()函数并不能解决全部问题数学上,一组包含有五次或更高次多项式的方程组并不是都有考虑舍入误差的解在这种情况下,Maple如果能找到一个解,它就会试着求解fsole()函数是solve的数值等效函数它可以使用牛顿方法得到方程组的浮点近似解如果一组方程包含多项式,那么它会给出所有实数解的近似值对于非多项式方程组,通常只给出一个解函数本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的8定义单变量函数:对于一个函数,给出一系列变量值,只能返回一个值。

在Maple里,我们使用箭头符号“->”,一个连字符跟着一个右角括号,定义函数可通过“:=”给函数指定一个函数名,用同样的方式,你可以定义一个表达式在下面例子中,函数被命名为f,并且只有一个变量x在函数f中,f(x)=x^5+6x要想得到函数值,输入函数名和变量值用f(x)的形式计算,f是函数名,x是设置的变量值定义多变量函数:多变量函数的定义和单变量函数定义非常相似唯一的不同是,多变量函数有更多独立变量在下面的例子中,函数名士f,有两个独立变量x和y假如,我们要定义这样一个多变量函数f(x,y)=x^2+y^2要想得到函数值,输入函数名和变量值下面的例子展示函数f(x,y)在x=1,y=1时的值5、画图Maple有强大的绘图能力,它可以制作多维图和动画绘制二维图函数plot()可以产生二维图,它是Maple中使用最多的绘图函数它可以绘制表达式、函数和数据绘制表达式:当用Maple绘制表达式时,必须要指定变量的范围使用关键词plot,然后把表达式括在里面,同时把变量范围放在小括号里本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的9当图形显示的时候,在图上点击鼠标左键,你会看到一个环绕图形的框,以及工具条上的新按钮。

你可以通过点击这些新按钮调整图形属性想要看到图上任意一点的坐标,移动鼠标指针,指向这一点该点的坐标值会在工具条上显示另外,你可以导出所画的图,点击鼠标右键选择gif或jpg格式绘制函数绘制函数的方法与绘制表达式很相似主要的不同是你需要在plot()之前定义函数就是说,你需要先定义函数,然后用plot()命令绘制函数要把函数名和变量范围放到plot()中我们会得到与前面例子相同的结果绘制数据本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的10Plot()函数也可被用来绘制数据系列:首先将数据定义一个数列,然后绘制数列在下面的例子中,我们定义一个名为list的数列,数列通过表达式组来定义[3,4],[5,6],[7,8],[9,10]表达式组中的每一项也是一个数列,对应于点的坐标我们然后用plot命令绘制这列数据如果你想指定点的形式,你也可以增加一个选项变量Plot()函数有三种形式:点、线、面默认的形式是线在这个例子中,我们制定图形的形式是点绘制三维图绘制三维图的函数plot3d()是另一个基本的绘图函数它既可以用来绘制表达式,又可用来绘制函数在plot3d中有两个变量域,你需要同时定义两个变量的变换范围。

绘制表达式:当这个图形显现出来的时候,在图上点击鼠标左键,你会看到图周围出现的方框和工具条上本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的11增加的按钮单击新按钮,你可以更改绘图属性,你也可以单击鼠标右键,在export菜单中选择一种图片格式将图导出绘制函数:在绘制函数之前,需要先定义函数如果函数f(x,y)包含了x,y变量,那么也应该给出x和y的变化范围绘制多图我们经常喜欢同时显示多个图其中一种方法是,给绘图函数一列要绘制的表达式组或函数先将表达式或函数列出来,然后列出范围如果你想用不同颜色来表示不同的表达式,你可以使用关键词“color”来按对应顺序定义图形颜色本稿由哈尔滨工程大学船舶工程学院张崇伟制作,免费学术共享,禁止用于商业目的12另一种绘制多图的方式是使用plots工具包中的显示命令Maple工具包为Maple提供了外部函数通过with命令使用工具包首先加载工具包:然后命名要显示的图在这个例子中,我们命名两个图为graph1和graph2注意,每行命令后的冒号是很重要的如果你键入的是分号,你会看到在执行plot()命令过程中创建的一系列数据在通过display命令将两个图一起显示。

我们得到了与上面例子相同的图制作动画动画师按顺序显示的一系列帧在Maple中有两个基本的动画命令它们是anim ate和anim ate3d在使用它们之前,我们必须先通过with(plot)命令加载绘图工具包二维动画:使用anim ate()来创建二维动画它有一个帧变量t和一个独立变量x帧变量t在每一帧都变化,独立变量x定义函数变量在每一帧的范围。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档