La Red de Conocimientos Pedagógicos - Currículum vitae - ¿Qué tan poderoso es Mathematica?

¿Qué tan poderoso es Mathematica?

Mathematica es un software informático científico que combina motores informáticos numéricos y simbólicos, sistemas gráficos, lenguajes de programación, sistemas de texto y conexiones avanzadas con otras aplicaciones. Muchas funciones son líderes mundiales en el campo correspondiente y también es uno de los software matemáticos más utilizados. El lanzamiento de Mathematica marcó el comienzo de la informática tecnológica moderna. Mathematica es el sistema informático de propósito general más potente del mundo. Desde su lanzamiento en 1988, ha tenido un profundo impacto en la forma en que se utilizan las computadoras en la tecnología y otros campos.

Mathematica, MATLAB y Maple también son conocidos como los tres principales software matemáticos

Operaciones básicas

un+

experimento matemático de mathematica (segundo edición) )

suma b+c

resta a-b

multiplicación a b c o a*b*c

división a/b

-un signo negativo

a^b potencia

Forma numérica de Mathematica

256 entero

2.56 número real

11/35 Fracción

2+6I número complejo

Constantes matemáticas de uso común

Pi pi, π=3.141592654…

E Constante de Euler, e=2.71828182…

Grado La constante utilizada para convertir ángulos en radianes, Pi/180

I Unidad imaginaria, su valor es √-1

Infinito infinito

Especifique el método de cálculo del resultado anterior

% el resultado de la operación anterior

%% los resultados de las dos operaciones anteriores

%%…%(n %) Los primeros n resultados de la operación

%n o Out[n] Los primeros n resultados de la operación

Instrucciones de operación de números complejos

a+bI número complejo

Conjugado[a+bI] ***Conjugado número complejo

Re[z], Im[z] real/imaginario parte del número complejo z

Abs[z] La magnitud o módulo (Modulus) del número complejo z

Arg[z] El argumento (Argumento) del número complejo z

Instrucciones de control de salida de Mathematica

expr1; expr2; expr3 realiza varias operaciones, pero solo imprime el resultado de la última operación

expr1; >expr; realiza operaciones pero no imprime los resultados

Funciones matemáticas de uso común

Sin[x],Cos[x],Tan[x],Cot [x], Sec[x],Csc[x] Funciones trigonométricas, las unidades de sus argumentos son radianes

Sinh[x],Cosh[x],Tanh[x],… Funciones hiperbólicas

Sinh[x],Cosh[x],Tanh[x],… Funciones hiperbólicas

p>

Funciones trigonométricas inversas ArcSin[x], ArcCos[x], ArcTan[x]

ArcCot[x], ArcSec[x], ArcCsc[x]

ArcSinh[x],ArcCosh[x],ArcTanh[x],… Función hiperbólica inversa

Sqrt [x] signo raíz

Exp[x] exponente

Logaritmo natural Log[x]

Logaritmo Log[a,x] con base a

Abs[x] valor absoluto

Redondear [x] El entero más cercano a x

Piso[x] El mayor entero menor o igual a x

Techo[x] El entero más pequeño mayor o igual a x

Mod[a,b] El resto obtenido por a/b

n Factorial

!

Random[] Número aleatorio entre 0 y 1 (la última versión ya no usa esta función, cambie Para usar RandomReal[])

Max[a,b,c,...], Min [a,b,c,…] El valor máximo/mínimo de a,b,c,…

Configuración numérica

x=a Establece el valor de la variable x en a

x=y=b Establece los valores de las variables xey en b

x= o Clear[x] elimina el valor almacenado en la variable x

<. p>Algunas reglas para el uso de variables

xy no tiene espacio en el medio y se considera como variable xy

x y x multiplicado por y

3x 3 multiplicado por x

x3 variable x3

>x^2y es el operador de potencia x^2 y. El operador tiene un orden de procesamiento más alto que el operador de multiplicación

Cuatro instrucciones de procesamiento

Expandir[expr] Expandir expr

.

Factor[expr] Factorizar expr

Simplificar[expr] Simplificar expr en una fórmula simplificada

FullSimplify[expr] Mathematica intentará actualizar Simplificar más la fórmula y convertir expr en una expresión más simplificada

Conversión polinomial

ExpandAll[expr] Expande todas las fórmulas

Juntos[expr] Los componentes generales de expr se combinan en un solo término

Apart[expr] divide la fracción en la suma de varias fracciones

Apart[expr,var] trata variables distintas a var como una constante, divide expr en la suma de varios términos

Cancelar[expr] Cancelar los factores con el mismo numerador y denominador

Operaciones de denominador y numerador

Denominador[expr] saca el denominador de expr

Numerador[expr] saca el numerador de expr

ExpandDenominator[expr] expande el denominador de expr

ExpandNumerator[expr] expande Numerador de expr

Función de conversión

Collect[expr,x] expresa expr como un polinomio de x,

como

Collect[ expr,{x,y, …}] Representar expr como polinomios de x, y,…

FactorTerms[expr] Proponer los factores numéricos de expr,

como 4x+ 2=2(2x+1)

FactorTerms[expr,x] extrae todos los factores que no contienen términos x en expr

FactorTerms[expr,{x,y,… }] Extrae todos los factores en expr que no contiene {x, y,...} términos

Operación exponencial de función

TrigExpand[expr] Expande la función trigonométrica

TrigFactor[expr] Factoriza expresiones matemáticas compuesto por funciones trigonométricas

TrigReduce[expr] Factoriza funciones trigonométricas multiplicadas o elevadas en una combinación de funciones trigonométricas básicas

p>

ExpToTrig[expr] Convierte una función exponencial en trigonométrica o hiperbólica function

TrigToExp[expr] Convierte una función trigonométrica o hiperbólica en una función exponencial

Producto de potencia

ComplexExpand[expr] Supone que todas las variables son números reales para expandir expr

ComplexExpand[expr,{x,y,…}] Supongamos que x, y,.. y otras variables Todos son números complejos para expandir expr

PowerExpand[expr] Convertir

la potencia más alta del coeficiente

Coeficiente[expr,form] al coeficiente de la forma en expr

El exponente[expr,form] es el más alto poder de forma en expr

Parte[expr,n] o expr[[n]] es el enésimo elemento en expr

p>

Operador de sustitución

expr /.x->valor reemplaza todas las x en expr con valor

expr/.{x->valor1, y->valor2,…} Realiza sustituciones para varias variables diferentes

expr /.{{x->valor1},{x->valor2},…} Sustituye expr en diferentes valores de x< /

p>

expr//.{x->valor1,y->valor2,…} Repetir la sustitución hasta que expr ya no cambie

Resolver la ecuación

Resolver[lhs = =rhs,x] Resuelve la ecuación lhs==rhs y encuentra x

Nsolve[lhs==rhs,x] Resuelve la solución numérica de la ecuación lhs==rhs

Resolver [{ lhs1==rhs1,lhs2==rhs2,…},{x,y,…}] Resuelve las ecuaciones simultáneas y encuentra x,y,…

NSolve[{lhs1==rhs1,lhs2 ==rhs2, …},{x,y,…}] Solución numérica de ecuaciones simultáneas

FindRoot[lhs==rhs,{x,x0}] Encuentra la raíz de lhs==rhs a partir de punto inicial x0

Cuatro tipos de corchetes

(término) corchetes, el término dentro de los corchetes se calcula primero

f[x] corchetes, el los argumentos de la función se colocan dentro

{x,y,z} llaves o corchetes de serie, que contienen los elementos de la serie

p[[i ]] o Parte[p ,i] Corchetes, el i-ésimo elemento de p Elemento

p[[i,j]] o Parte[p,i,j] El i-ésimo elemento j-ésimo elemento de p

Acortar el comando de salida

expr//Short muestra los resultados del cálculo de una fila

Short[expr,n] muestra los resultados del cálculo de n filas

Comando; ejecuta el comando pero no enumera los resultados

Consulta objeto Comando Consulta la sintaxis y descripción del Comando

Comando Consulta la sintaxis, propiedades y selecciones del Comando Aaaa * Consulta todos los objetos que comienzan con Aaaa

Consulta de definición clara

p>

f[x_]= expr define la función f[x] inmediatamente

f[x_ ]:= expr define la función f[x] de forma perezosa

f[x_, y_,…] La función f tiene más de dos argumentos f Consulta la definición de la función f

Borrar. [f] o f=. Borrar la definición de f

Eliminar[f] Eliminar f Borrarlo del sistema

Patrón con valor predeterminado

El valor predeterminado. El valor de a_+b_.b es 0, es decir, si falta b, b será reemplazado por 0

p>

El valor predeterminado de x_ y_ y es 1

El el valor predeterminado de x_^y_ y es 1

Función personalizada de expresión condicional

lhs:=rhs/;condition Cuando se establece la condición, lhs se definirá como rhs

If comando

If[test,then,else] Si la prueba es verdadera, responda entonces, de lo contrario responda else

If[test,then,else,unknow] Igual que arriba, si la prueba no puede determinar verdadero o falso, responda desconocido

Límite

Límite[expr,x->c] Cuando x se aproxima a c, encuentre el límite de expr

Límite[expr,x->c,Dirección->1]

Límite [expr,x->c,Dirección->-1]

Diferenciación

D[f,x] La función f diferencia x

D[ f,x1,x2,…] La función f diferencia x1,x2,…

D[f, {x,n}] La función f diferencia x n veces

D [f,x,NonConstants->{y,z,…}] La función f diferencia x, y y, z,… se consideran como funciones de x

Diferencial completo

Dt[f] diferencial total df

Dt[f,x] diferencial total

Dt[ f,x1,x2,…] diferencial total

Dt[f,x,Constants->{c1,c2,…}] Diferencial total, considere c1, c2,… como constantes

Integral indefinida

Integrar[f ,x] Integral indefinida ∫f dx

Integral definida

Integra[f,{x,xmin,xmax}] Integral definida

Integra[f,{ x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}] Integral definida

Suma y producto de columnas

Suma[f,{i,imin,imax}] Suma

Sum[f,{i,imin,imax,di}] encuentra la suma de la secuencia, el argumento i aumenta en di

Sum[f,{i,imin,imax },{ j,jmin,jmax}]

Producto[f,{i,imin,imax}] producto

Producto[f,{i,imin,imax,di} ] producto El producto de una secuencia, el argumento i aumenta en di

Producto[f,{i,imin,imax},{j,jmin,jmax}]

Expansión de Taylor

Serie[expr,{x,x0,n}] Realiza la expansión en serie de Taylor de expr en el punto x0 a (x-x0)n términos

Serie[expr,{x, x0,m },{y,y0,n}] Expandir x0 y y0

Operador relacional

a==b es igual a

a>b es mayor que

p>

a>=b es mayor o igual

a

a<=b es menor que o igual

a!=b no es igual

p>

Operadores lógicos

!p no

p| |q||… o

p&&q&&… y

Xor[p,q,…] exclusivo o

LogicalExpand[expr] Expandir expresión lógica

Instrucciones para dibujar en dos dimensiones

Trazar[f,{x,xmin,xmax}]

Dibujar la gráfica de f entre xmin y xmax

Trazar[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax}]

Dibujar varias gráficas de funciones al mismo tiempo

Trazar[f,{x,xmin, xmax},opción->valor]

Especificar opciones de dibujo especiales, dibujar la gráfica de la función f

Varias instrucciones de trazado

Descripción del valor predeterminado de la opción

AspectRatio 1/GoldenRatio La relación entre la altura y el ancho del gráfico, altura/ancho

Axes True Si se dibuja el eje de coordenadas

AxesLabel Automático Etiqueta el eje de coordenadas , si se establece en

AxesLabel->{?ylabel?} , es la marca del eje y.

Si se establece en AxesLabel->{?xlabel?,?ylabel?}

, es la etiqueta de {eje x, eje y}

AxesOrigin Automático El punto de intersección de los ejes de coordenadas

DefaultFont $DefaultFont La fuente predeterminada del texto en el gráfico

Frame False Si se agrega un marco al gráfico

FrameLabel False en el sentido de las agujas del reloj desde la parte inferior del eje x Agregue una marca al marco de gráficos

FrameTicks Automático (si Marco está establecido en Verdadero) agrega marcas al marco;

Ninguno significa que no se agregan marcas

GridLines Ninguno Si es automático, las líneas de cuadrícula se agregarán a las escalas principales

PlotLabel Ninguno El nombre de todo el gráfico

PlotRange Automático Especifica el rango del dibujo en dirección y

Marcas Escala automática del eje de coordenadas, si no hay ninguna, no aparecerán marcas de escala

※ "Automático, Ninguno, Verdadero, Falso" son configuraciones de opciones comúnmente utilizadas en Mathmatica. y sus significados representativos son respectivamente "usar configuración interna, no incluir esto, hacer esto, no hacer esto".

Gráfico serial

ListPlot[{y1,y2,…}] dibuja los puntos de {1,y1},{2,y2},…

ListPlot[{{x1,y1},{x2,y2},…}] dibuja los puntos de {x1,y1},{x2,y2},…

ListPlot[{{x1,y1} ,{x2,y2},…},PlotJoined->True] Conecta los puntos dibujados con segmentos de línea

Especificación de color de trazado

Plot[{f1,f2,…} ,{ x,xmin,xmax},

PlotStyle->{RGBColor[r1,g1,b1],RGBColor[r2,g2,b2],…}]

Dibujo en color

Trama[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},

PlotStyle->{GrayLevel,GrayLevel[j],…}]

Dibujo en escala de grises

Instrucciones de procesamiento de gráficos

Mostrar[plot] vuelve a dibujar un gráfico

Mostrar[plot1,plot2,…] vuelve a dibujar varios gráficos Fusionar en uno

Mostrar[plot,option->opt] Agregar opciones

Organizar gráficos

Mostrar[GraphicsArray[{plot1,plot2,…}] ] Organizar gráficos horizontalmente

Mostrar[GraphicsArray[{,,…}]] Organizar gráficos verticalmente

Mostrar[GraphicsArray[{{plot1,plot2,…},…}] ] Organizar el gráfico en dos matriz dimensional

Gráfico paramétrico bidimensional

ParametricPlot[{f1,f2},{t,tmin,tmax}]

Gráfico paramétrico

ParametricPlot[{{f1,f2},{g1,g2},…},{t,tmin,tmax}]

Dibuja varios gráficos paramétricos al mismo tiempo

p>

ParametricPlot[{f1,f2},{t,tmin,tmax},AspectRatio->Automatic]

Mantiene la forma real de la curva, es decir, la relación de coordenadas x, y es 1 :1

Gráfico de contorno

ContourPlot[f,{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}]

Dibujar dentro del rango especificado Produzca un gráfico de contorno de f

Opciones de ContourPlot

Descripción del valor predeterminado de la opción

ColorFunction Automático El valor predeterminado para colorear es escala de grises. Seleccione Color para la serie.

Contornos 10 El número de contornos. Asuma Contornos->{z1,z2,…} luego especifique los valores de contorno como z1,z2,…

ContourShading True Contour se coloreará y False no se coloreará

PlotRange Rango de valores z de altura automático, también puede especificar {zmin,zmax}