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Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征

作者: 時間:2011-11-02 來源:網絡 收藏
px; MARGIN: 0px 0px 20px; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 2em; LINE-HEIGHT: 24px; PADDING-TOP: 0px">  圖形函數中最有代表性的函數為Plot[表達式,{變量,下限,上限},可選項],(其中表達式還可以是一個"表達式表",這樣可以在一個圖里畫多個函數);變量為自變量;上限和下限確定了作圖的范圍;可選項可要可不要,不寫系統會按默認值作圖,它表示對作圖的具體要求。例如Plot[Sin[x],{x,0,2*Pi},AspectRatio-1]表示在0x2Pi的范圍內作函數Sin[x]的圖象,AspectRatio為可選項,表示圖的x向y向比例,AspectRatio-1表示縱橫比例為1:1,如果不寫這一項,系統默認比例為1:GodenRatio,即黃金分割的比例(注意,可選項的寫法為可選項名-可選項值),Plot還有很多可選項,如PlotRange表示作圖的值域,PlotPoint表畫圖中取樣點的個數,越大則圖越精細,PlotStyle來確定所畫圖形的線寬、線型、顏色等特性,AxesLabel表式在坐標軸上作標記等等。

.二維函數作圖

Plot[函數f,{x,xmin,xmax},選項]

在區(qū)間{x,xmin,xmax}上,按選項的要求畫出函數f的圖形

Plot[{函數1,函數2},{x,xmin,xmax},選項]

在區(qū)間{x,xmin,xmax}上,按選項的要求畫出幾個函數的圖形   

圖一.用Plot生成x*Sin[1/x]的圖形

 Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征

.二維參數畫圖函數

ParametricPlot[{x[t],y[t]},{t,t0,t1},選項] 畫一個X軸,Y軸坐標為{x[t],y[t]},參變量t在[t0,t1]中的參數曲線

圖二.用ParametricPlot生成Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征的圖形

Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征

.三維函數作圖

Plot3D[f[x,y],{x,x0,x1},{y,y0,y1},選項]

在區(qū)域Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征上,畫出空間曲面f[x,y].

圖3.用Plot3D生成的Sin[x]*Cos[y]的三維圖形

Mathematica入門教程之Mathematica的基本語法特征

除Plot,二維參數方程作圖的ParametricPlot[{x(t),y(t)},{t,下限,上限},可選項]、三維作圖的Plot3D[二維函數表達式,{變量1,下限,上限}, {變量2,下限,上限},可選項}]、三維參數方程作圖的ParametricPlot3D[{x(u,v),y(u,v),z(u,v)},{u,下限,上限},{v,下限,上限},可選項]外,還有畫二維等高線圖ContourPlot[二元表達式,{變量1,下限,上限}, {變量2,下限,上限},可選項}]、畫二維密度圖的DensityPlot[二元表達式,{變量1,下限,上限}, {變量2,下限,上限},可選項}]等等不一而足。  

  除使用上述函數作圖以外,還可以象其他語言一樣使用圖形元語言作圖,如畫點函數Point[x,y],畫線函數Line[x1,y1,x2,y2],畫圓的Circle[x,y,r],畫矩形和多邊形的Rectangle和Polygon,字符輸出的Text[字符串,輸出坐標],還有顏色函數RGBColor[red,green,blue]、Hue[],GrayLevel[gray]來描述顏色的亮度、灰度、飽和度,用PointSize[相對尺度]、Thickness[相對尺度]來表示點和線的寬度??傊?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/Mathematica">可以精確地調節(jié)圖形的每一個特征。

四.數學函數的用法

系統內核提供了豐富的數學計算的函數,包括極限、積分、微分、最值、極值、統計、規(guī)劃等數學的各個領域,復雜的數學問題簡化為對函數的調用,極大地提高了解決問題的效率。  

  Mathematica提供了所有的三角、反三角、雙曲、反雙曲、各種特殊函數(如貝塞爾函數系、橢圓函數等),各種復數函數(如Im[z],Re[z],Conjugate[z], Abs[z],Arg[z]),各種隨機函數(如Random[n]可以通過不同的參數產生任意范圍內整型、實型任意分布的隨機數),矩陣運算函數(如求特征值特征向量的EigenVector[],EigenValue[],求逆的Inverse[]等)。  

  Mathematica還提供了大量數學操作的函數,如取極限的Limit[f[x],{x,a}],求微分的D[f[x],x],全微分的Dt[f[x],x],不定積分的Integrate[f[x],x]和定積分的Integrate[f[x],{x,a,b}],解任意方程的Solve[lhs=rhs,x]及微分方程的DSolve[lhs=rhs,x],解冪級數和付立葉展開的Series[f[x]],Fourier[f[x]]及其逆變化InverseSeries,InverseFourier, 求和函數Sum[],求積函數Product[],以上函數均可以適用于多維函數或多維方程。  



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