Mathematica 教程 1
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<P align=center><B>mathematica教程1</B></P>
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<P >Mathematica的基本语法特征
如果你是第一次使用Mathematica,那么以下几点请你一定牢牢记住:
Mathematica中大写小写是有区别的,如Name、name、NAME等是不同的变量名或函数名。
系统所提供的功能大部分以系统函数的形式给出,内部函数一般写全称,而且一定是以
大写英文字母开头,如Sin,Conjugate等。
乘法即可以用*,又可以用空格表示,如2 3=2*3=6 ,x y,2 Sin等;乘幂可以用“
^”表示,如x^0.5,Tan^y。
自定义的变量可以取几乎任意的名称,长度不限,但不可以数字开头。
当你赋予变量任何一个值,除非你明显地改变该值或使用Clear[变量名]或“变量名=.”
取消该值为止,它将始终保持原值不变。
一定要注意四种括号的用法:()圆括号表示项的结合顺序,如(x+(y^x+1/(2x)));[]方括
号表示函数,如Log,BesselJ;{}大括号表示一个“表”(一组数字、任意表达
式、函数等的集合),如{2x,Sin,{1+A,y*x}};[[]]双方括号表示“表”或“表
达式”的下标,如a[]、{1,2,3}[]=1。
Mathematica的语句书写十分方便,一个语句可以分为多行写,同一行可以写多个语句(
但要以分号间隔)。当语句以分号结束时,语句计算后不做输出(输出语句除外),否
则将输出计算的结果。
一.数的表示及计算
1.在Mathematica中你不必考虑数的精确度,因为除非你指定输出精度,Mathematica总
会以绝对精确的形式输出结果。例如:你输入
In:=378/123,系统会输出Out:=126/41,如果想得到近似解,则应输入
In:=N,即求其5位有效数字的数值解,系统会输出Out:=3.073
2,另外Mathematica还可以根据你前面使用的数字的精度自动地设定精度。
Mathematica与众不同之处还在于它可以处理任意大、任意小及任意位精度的数值,
如100^7000,2^(-2000)等数值可以很快地求出,但在其他语言或系统中这是不可想象的
,你不妨试一试N。
Mathematica还定义了一些系统常数,如上面提到的Pi(圆周率的精确值),还有E(自然对
数的底数)、I(复数单位),Degree(角度一度,Pi/180),Infinity(无穷大)等,不要小
看这些简单的符号,它们包含的信息远远大于我们所熟知的它们的近似值,它们的精度
也是无限的。
二.“表”及其用法
“表”是Mathematica中一个相当有用的数据类型,它即可以作为数组,又可以作为矩阵
;除此以外,你可以把任意一组表达式用一个或一组{}括起来,进行运算、存储。可以
说表是任意对象的一个集合。它可以动态地分配内存,可以方便地进行插入、删除、排
序、翻转等等几乎所有可以想象到的操作。
如果你建立了一个表,你可以通过下表操作符[[]](双方括号)来访问它的每一个元
素,如我们定义table={2,Pi,Sin,{aaa,A*I}}为一个表,那么table[]就为2,ta
ble[]就是Pi,而table[]表示嵌套在table中的子表{aaa,A*I}的第一个元素即
aaa,table[]表示{aaa,A*I}第二个元素即A*I。总之,表每一层次上并列的部分用
逗号分割,表可以无穷嵌套。
你可以通过Append[表,表达式]或Prepend[表,表达式]把表达式添加到表的最前面或最后
面,如Append[{1,2,3},a]表示{1,2,3,a}。你还可以通过Union[表1,表2,......],Ji
on[表1,表2,......]来把几个表合并为一个表,二者不同在于Union在合并时删除了各表
中重复的元素,而后者仅是简单的合并;你还可以使用Flatten[表]把表中所有子表"抹
平"合并成一个表,而Patition[表,整数n]把表按每n个元素分段作为子表,集合成的表
。如Flatten[{1,2,{Sin,dog},{{y}}}]表示{1,2,Sin,y},而Partition[{1,2,Sin
,y},2]把表每两个分段,结果为{{1,2},{Sin,y}};还可以通过Delete[表,位置
]、Insert[表,位置]来向表中按位置插入或删除元素,如要删除上面提到的table中的
aaa,你可以用Delete来实现;Sort[表]给出了表中各元素的大小顺序,R
everse[表]、RotateLeft[表,整数n]、RotateRight[表,整数n]可以分别将一个表进行
翻转、左转n个元素、右转n个元素等操作,Length[表]给出了表第一个层次上的元素个
数,Position[表,表达式]给出了表中出现该表达式的位置,Count[表,表达式]则给出
表达式出现的次数。各种表的操作函数还有很多,这里就不再一一介绍了。
三.图形函数
Mathematica的图形函数十分丰富,用寥寥几句就可以画出复杂的图形,而且可以通过变
量和文件存储和显示图形,具有极大的灵活性。
图形函数中最有代表性的函数为Plot[表达式,{变量,下限,上限},可选项],(其
中表达式还可以是一个"表达式表",这样可以在一个图里画多个函数);变量为自变量;
上限和下限确定了作图的范围;可选项可要可不要,不写系统会按默认值作图,它表示
对作图的具体要求。例如Plot,{x,0,2*Pi},AspectRatio-1]表示在0<X<2PI的范
围内作函数Sin的图象,AspectRatio为可选项,表示图的x向y向比例,AspectRatio
-1表示纵横比例为1:1,如果不写这一项,系统默认比例为1:GodenRatio,即黄金分割的
比例(注意,可选项的写法为可选项名-可选项值),Plot还有很多可选项,如PlotRange
表示作图的值域,PlotPoint表画图中取样点的个数,越大则图越精细,PlotStyle来确
定所画图形的线宽、线型、颜色等特性,AxesLabel表式在坐标轴上作标记等等。
.二维函数作图
Plot[函数f,{x,xmin,xmax},选项]
在区间{x,xmin,xmax}上,按选项的要求画出函数f的图形
Plot[{函数1,函数2},{x,xmin,xmax},选项]
在区间{x,xmin,xmax}上,按选项的要求画出几个函数的图形
.二维参数画图函数
ParametricPlot[{x,y},{t,t0,t1},选项] 画一个X轴,Y轴坐标为{x,y},参
变量t在中的参数曲线
.三维函数作图
Plot3D,{x,x0,x1},{y,y0,y1},选项]
在区域上,画出空间曲面f.
除Plot,二维参数方程作图的ParametricPlot[{x(t),y(t)},{t,下限,上限},可选项]、
三维作图的Plot3D[二维函数表达式,{变量1,下限,上限}, {变量2,下限,上限},可
选项}]、三维参数方程作图的ParametricPlot3D[{x(u,v),y(u,v),z(u,v)},{u,下限,上
限},{v,下限,上限},可选项]外,还有画二维等高线图ContourPlot[二元表达式,{变量
1,下限,上限}, {变量2,下限,上限},可选项}]、画二维密度图的DensityPlot[二元
表达式,{变量1,下限,上限}, {变量2,下限,上限},可选项}]等等不一而足。
除使用上述函数作图以外,Mathematica还可以象其他语言一样使用图形元语言作图
,如画点函数Point,画线函数Line,画圆的Circle,画矩形
和多边形的Rectangle和Polygon,字符输出的Text[字符串,输出坐标],还有颜色函数RG
BColor、Hue[],GrayLevel来描述颜色的亮度、灰度、饱和度,
用PointSize[相对尺度]、Thickness[相对尺度]来表示点和线的宽度。总之Mathematic
a可以精确地调节图形的每一个特征<P> </P></P></TD></TR></TABLE></DIV></TD></TR></TABLE> 这样太麻烦了,不如打个包下载吧 Mathematica只是在符号计算上比较强,而在绘图和数值计算上是比不上matlab的 Mathematicashuzhijisuanshang bi Matlab qiang
mathematics不怎么会用的飘~~~ 了解啦谢谢! 好乱~不是想要的~
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