¿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… p>
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 p>
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 variablesxy no tiene espacio en el medio y se considera como variable xy
x y x multiplicado por y
3x 3 multiplicado por x p>
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 p>
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 p>
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 p>
Mostrar[plot,option->opt] Agregar opciones
Organizar gráficos
Mostrar[GraphicsArray[{plot1,plot2,…}] ] Organizar gráficos horizontalmente p>
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}