MATLAB 符號計(jì)算

7.1 概述

  • 建立在Maple組件的基礎(chǔ)上
  • 符號表達(dá)式計(jì)算,化簡
  • 符號矩陣計(jì)算
  • 符號微積分
  • 符號函數(shù)畫圖
  • 符號代數(shù)方程,微分方程求解
  • 支持可變精度運(yùn)算?

7.2 符號對象與符號表達(dá)式

  • 新的數(shù)據(jù)類型 sym

符號對象的創(chuàng)建命令

  • 符號常量,符號變量,符號函數(shù),符號表達(dá)式

  • sym()

    variable = sym(A,flag);//沒有引號
    S = sym('A',flag);//有引號
    
    • 沒有引號的: 表示 把一個(gè)用數(shù)字,數(shù)值矩陣,數(shù)值表達(dá)式創(chuàng)建為符號對象.
      可以是常量,可以是變量
      flag 可取d(decimal),e(error),f(float),r(real,default)
    sym(2);
    sym(2*3);
    A = 2;
    B = [2,3;4,5];
    sym(A);
    sym(B);
    
    • 有引號:把字符串轉(zhuǎn)換為符號變量
      flag 可取 'positive','real'//注意flag要加引號.
  • syms()

    syms a b c flag ;
    
    • 可以同時(shí)轉(zhuǎn)換多個(gè).
    syms x y z ;//會(huì)創(chuàng)建變量名分別為x y z 的字符串符號對象X y z.
    syms 2 ;//會(huì)報(bào)錯(cuò)!沒有可用的變量名
    
    • syms()對常量(即sym()中的不加引號)會(huì)報(bào)錯(cuò),對字符串,已經(jīng)不需要引號.
  • 創(chuàng)建示例

    /
    

符號計(jì)算中的運(yùn)算符與函數(shù)

  • 算術(shù)運(yùn)算符
    • + - * \ / ^
    • .* .\ ./ .^
    • “'”(共軛轉(zhuǎn)置) | “.'”(普通轉(zhuǎn)置)
  • 關(guān)系運(yùn)算符
    • ==,~=
  • 指數(shù)對數(shù)函數(shù)
  • 三角雙曲函數(shù)及其反函數(shù)
    • atan2只能用于數(shù)值計(jì)算
  • 復(fù)數(shù)函數(shù)
    • conj(),real(),imag(),abs()
  • 矩陣代數(shù)函數(shù)
    diag,triu,tril,inv,det,rank...
    

符號對象的類型識別函數(shù)

class(S);
isa(S,'double');
isa(S,'sym');
whos;
whos x y;

符號表達(dá)式自變量確定

syms x y z u v w ;
f = sym('3*x^2+y+u+w+v');
findsym(f);
//ans = 
//     u,v,w,x,y,z
findsym(f,1);
findsym(f,2);//輸出離x最近的兩個(gè)自變量

符號精度計(jì)算

  • 數(shù)值類型:matlab浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算.
  • VPA類型:Maple任意精度算術(shù)運(yùn)算叠荠。
  • 有理數(shù)類型:Maple精確符號計(jì)算.
    • 所需時(shí)間立哑,空間都是最大的廊遍,只要時(shí)間足夠,總是精確的斤儿。最后的結(jié)果都是字符串(雖然看起來像數(shù)值),要從結(jié)果中獲得任意精度的解會(huì)用到下面的函數(shù)道伟。
    //functions
    digits(d);//設(shè)置位數(shù)參數(shù)葫松,default 32
    vpa(A,d);//求A的d位近似解
    double(A);//把符號矩陣或任意精度表示的矩陣轉(zhuǎn)換為雙精度矩陣。
    

7.3 符號表達(dá)式操作

  • /
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