Mathematica基础知识

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1、天水师范学院高等数学实验（Mathematica篇）任课教师：高忠社序一、目前常见的数学软件分类⑴公共基础软件：Basic、Fortran、TurboC、Pascal等.⑵矩阵实验室系统：Matlab.⑶计算机代数系统：Mathematica、Maple等.⑷交互式数学软件：MatheCAD等.二、部分数学软件各自的特点描述Mathematica:数值运算和解析运算可以非常地精确.MathCAD:可视化数学运算工具.Matlab:数值计算十分快捷.MatematicaMaple:符号运算更为有力.第一章Mathematica用法简

2、介Mathematica是美国Wolfram研究公司生产的一种数学分析型软件。主要包括：数值计算、符号计算、图形功能和程序设计4个方面的功能，含有功能强大、种类丰富的内部函数，用户也可以自由地定义自己的函数并扩充到系统函数中。Mathematica也是一个交互式的系统，其用户界面为图形形式，使用起来很方便，且可以很方便的与其它软件（如字处理软件等）交换信息，图形处理也更直观、方便，使用更广泛。下面主要以Mathematica5.0版本为基础来介绍其基本使用方法。1、Mathematica基本操作1.1启动与退出假设在Windows下

3、已安装好Mathematica，启动Windows后，在“开始”菜单的“程序”中单击，就启动了Mathematica，在屏幕上显示如下图的Notebook主窗口，系统暂时取名为Untitled-1，直到用户保存时重新命名为止。在主窗口中，可以开始输入命令进行计算工作。需要注意的是：Mathematica的计算核心一般不是进入系统后马上启动的，只有在给出了确实的计算指令后才开启，因此Mathematica的第一条命令的执行速度相对会慢一些。退出Mathematica与其它Windows程序一样，可以用Alt+F4、File->Exit

4、或关闭按钮。1.2输入命令进入Mathematica后，就可以输入命令。系统解释并执行命令后，将把输入命令编号，前面加上In[num]:=的信息（”num”代表输入命令的序号），输出结果前将加上提示符Out[num]=。注意：输入命令并不是以回车符(Enter)结束，可以一次输入多行命令。执行命令一般是Shift+Enter或数字键盘中的Enter键。1.3NoteBookMathematica中的输入输出都是在NoteBook中进行的。每一次输入和输出作为单元(cell)出现，所有的资料，包括文本和图形都被组成有序的单元，通过定制

5、，可以改变单元的字体、大小、放大缩小图形，还可以利用鼠标单元右部的标志线选择一个或一组单元，进行单元的操作。退出Mathematica时会询问是否保存本次工作。1.4复制和剪切尽管Mathematica可以保存自己的工作，但也可以将算出的结果保存到其它文件中，或者将在其它文本编辑器中编辑的命令调到Mathematica中执行。这些操作都可以通过Windows剪贴板来完成。1.5使用以前的结果任何时候都可以在输入表达式里写百分号”%”表示上一次计算的结果。这样就可以方便的使用前面的计算结果构造新的计算。例如：In[1]:=x^2+2x

6、*y+5x*y^2In[2]:=%*(x^2+y)注：%%表示倒数第二个计算结果；%n表示第n个计算结果。1.6使用联机求助系统在使用Mathematica的过程中，常常需要了解一个命令的详细用法，或者想知道是否有完成某一任务的函数。此时就需要借助帮助系统来实现。⑴运算区的查询在运算区内输入相应的命令，可以查询内部函数（操作）的有关信息。常见输入方式有：①?Name:给出有关Name的有关信息；②??Name:给出有关Name的消息信息；③?L*:给出以L开头的所有函数（操作）的全名。如：?Log语句将给出函数Log[x]的有关信息

7、。⑵Windows格式的在线查询在Mathematica的工作窗口中，通过File->HelpBrowser或Shift+F1可以激活HelpBrowser帮助系统。窗口如下图所示：HelpBrowser中主要帮助信息解析：Build-inFuntion:查询Mathematica的所有内部命令与函数的使用方法；Add-ons:查询Mathematica的函数库命令与函数的用法；TheMathematicaBook:Mathematica的完整手册；GettingStarted/Demos:初学者使用说明与范例；OtherInfor

8、mation:其它信息，包括Mathematica集成环境介绍、数学表达式二维格式的输入方法等；MasterIndex:用索引的方法查询Mathematica关键词。帮助系统使用说明：选择搜索主题的类别之后，输入关键词，单击GOTO按