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1、Matlab《数学实验》上机指导书实验题目实验一解方程和方程组与极限运算一、实验目的(1)掌握Mathematica软件的计算器功能;(2)学会使用Mathematica软件求各种类型方程(或方程组)的数值解和符号解;(3)通过木实验深刻理解极限概念;(4)学习并掌握利用Mathematica求极限的基本方法。二、预备知识(1)方程(或方程组)代数解法的基木理论,函数的零点,方程(或方程组)的解及数值解;(2)本实验所用命令:•用“连接两个代数表达式构成一个方程•求方程(组)的代数解:Solve]方程或方程组,变量或变量组]•求方程(组
2、)的数值解:NSolve[方程或方程组,变量或变量组]•从初始值开始搜索方程或方程组的解:FindRootL方程或方程组,变量或变量组初值]•在界定范围内搜索方程或方程组的解:FindRootl方程或方程纽.,变量或变呆组范围1•绘图命令:Plot[表达式,{变量,上限,下限},可选项]•微分方程求解命令:DSolve[微分方程,y[x]fx](3)极限、左极限、右极限的概念;(4)木实验所用Mathematica有关命令:•Limit[expr,x->x0]求表达式在XTX()时的极限求左极限求右极限•Limit[expr,x->Xo
3、,Direction->1]•Limit[expr,x->Xq/Direction->-l]三、实验内容与要求(1)计算546x54564;4654545676。(2)对于方程x4-2x3-4x2+3=0,试用Solve和Nsolve分别对它进行求解,并比较得到的结果,体会代数解即精确解与数值解的差别。(3)先观察函数/(x)=sinx-cosx的图形,然后选择一个初始点求解,并几根据图形确定在某个区间屮搜索它的零点。(4)求方程组+=的解,然后代入系数和常数项的一组初值,并求解。ct2x+b2y=c2(5)求微分方程ytf(x)+3y
4、x)+2y(x)=ex的通解。JIJMathematica软件计算下列极限:(1)lim以g托_XT_2(3)lim3x;7C+2(4)3丫-3二-XlimxX->-oo3十=(5)limW->-cO,2n+z丫4-z丿(6)limx->()sin(x)v2(7)qi+x)“_n.xtO、lim(8);(9)limhimMb-2x_/+3』7/(10)limlimMF+Vy->3、;(11)lim丿.V—>00(limQTQO<7>x2y;(12)lim.ytOsin(丄)o)、实验操作
5、(1)学会N[]和expr//N的使川方法。Inll]:=546*54564Inl2]:=Nl%]In⑶=46545人45676〃N(2)学会Solved和NSolvefl的使用方法。In[5]:=p=xA4-2xA3-4xA2+3;Solve[p==0,x]In[6J:=NSolve[p==0,x](1)学会Clcar[]和FindRoot[]的使用方法In[7]:=Clear[x]In[8J:=f=Sin[x]-Coslx]In[9]:=Plot[f,{x,-4,4)JIn[10]:=FindRoot[f,{x,l}]In[1l]:
6、=FindRoot[f,{x,{0,1}}](2)学会用Solv叩求解方程组。In[12]:=Solve[{a1*x+b1*y==c1,a2*x+b2*y==c2},{x,y}](3)学会DSolveH的使用方法In[l3]:=DSolve[y"[x]+3y'[x]+2y[x]==Exp[x],y[x],x](4)用Mathcmatica软件计算下列极限:(1)In[l]:=Limit[(nx3)/(-n^3+n^2+l)zn・>Infinity];(2)Inf2]:=Limit[Tan[x],x->Pi/2zDirection->1]
7、(3)Inf31:=Limit[Tan[x],x->Pi/2zDirection->-1]⑷In[4]=¥(5)ln[7]:=Limit[((1+x)Aa-1)/x,x->0](*Mathematica也能处理符号极限*)(6)In[8J:=2xy5+3y,y®3」(7)In[9]:=2xy5+3y,x®」(10)In[101:=Limit(11)In[ll]:=Limit(12)In[12]:=Limit[Sin[l/x],x->0](*无极限的例子*)实验二积分运算与微分基本运算及函数的專级数展开—、实验目的(1)通过本实验加深理解
8、积分理论屮分割、近似、求和、取极限的思想方法;(2)学习并掌握二垂积分及线性积分的计算方法;(3)学习常用积分命令;(4)掌握求函数的导函数和偏导数方法;(5)学会使川Mathematica软件进行函数的幕