MATLAB符号运算(七)

简介: MATLAB符号运算(七)

1、实验目的:

1)掌握定义符号对象和创建符号表达式的方法;

2)掌握符号运算基本命令和规则;

3)掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算

4)掌握符号微积分和符号方程求解的基本方法。

2、实验内容:

2-1)、分别用sym和syms创建符号表达式:

46334b3e88c75ed640a37c4636ba8743_9943369cc1d641f9bad3a85fdbb9ac03.png8c34fb4749d00ebb87c50ca753343325_a4278d1dcc96468d8d6f1b5eb8f7af5c.png

1. syms x ;
2. f1 = cos(x)+sqrt((1-sin(x)^2))
3. syms y t;
4. f2 = y / exp(-2*t)

输出结果

c0233c18feebd4f884b664302fa58ad4_1bd3b1a20f824393aae6a500ba60ccf9.png

2-2)、求表达式?在x=1.723处的,精度为20位的代数值。

b558c2518920f33dfa8a135bf59f9ce7_3365673a7c8c4bb9be64c5f8e7b933ec.png

1. syms x y;
2. x = 1.723;
3. y = (3*x^3 + x^2 - 1) / (x^2 + 1);
4. vpa(subs(y, x, 1.723), 20) %求x=1.723处值,精度为20位

2-3)、求下列级数之和(提示:利用symsum(s,v,n,m)函数实现)

589cb3d52df3b9426ef06fdab2a4b6ac_90ca851ba7bb4e16822175e645160730.png

1. syms x n;
2. s1 = n*x^n
3. symsum(s1, n, 1, inf)
1. syms x;
2. s2 = x^2
3. symsum(s2, x, 1, 100)

第二小问可以用for循环验证答案

1. % 用for循环验证
2. sum = 0;
3. for j = (1:100)
4.         sum = sum + j^2;
5. end
6. sum %验证结果正确

两次输出结果都=338350,没问题~

2-4)、计算下列极限值:

dc37b8a82e3ba19559b83f0ed3953732_c5a3a950b2304abf80ecbef6508edf51.png

1. syms x y;
2. fx = (exp(x) - exp(y)) / (x - y);
3. lim1 = limit(fx, x, y)
4. 
5. clear
6. syms x;
7. fx = tan(x)^(tan(2*x));  %输入表达式
8. lim2 = limit(fx, x, pi/4, 'right') %趋近于π/4(+),求极限

2-5)、求复合函数;

c8588878f58239f49e181bc42adc4ad8_f305f1dadf3b4465b822e979ddbbb7de.png

1. clear
2. syms u v x;
3. y = sqrt(1+u^2);
4. u = log(v);
5. v = exp(-x);
6. temp = compose(u,v);    %暂时变量
7. y = compose(y,temp)     %复合函数结果

6bfb03ebfece2cd14ac7ea76a9828f6b_cd7ee97a842d4ea397abfd41bb2144dd.jpeg

2-6)、

609baafb1e24604f32246804939fea82_e12d1da96e04416cab7ff1cad4fdec42.png

1. syms x y;
2. z = x^9 + 7*y^4-x^5*y^3
3. diff(z, 'x', 2) %对z符号表达式的x变量 求二阶导数
4. diff(z, 'y', 2) %y的二阶偏导数
5. diff(diff(z, 'x', 1),'y',1) % xy的偏导数

2-7)、求方程组的解。

3cf58dec206e4bdfdbc2f65b158e8eaf_9b342e3d6981497bba9e4430c57c8050.png

1. clear
2. syms x y z;
3. a = [2*x-y+3*z == 5, 3*x+y-5*z == 5, 4*x-y+z == 1];
4. b= [x y z];
5. S = solve(a, b)

2-8)、分别计算下列表达式

03bf76bf432799a3d24dd650e0cfa169_8894f6b19bd549adb87fcb6e33e3dafa.png

1. syms x;
2. y1 = x^4/(1+x^2);
3. i1 = int(y1)         %不定积分
4. y2 = 3*x^2-x+1;
5. i2 = int(y2, 2, 0)   %对y2积分,上限2,下限0

2-9)、求解当y(0)=2,z(0)=7时,微分方程组的解

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1. syms x y z;
2. [y,z]=dsolve('Dy-z=sin(x)','Dz+y=1+x','y(0)=2','z(0)=7','x')

5e65257d92690f797e43560e8bd8b652_dc844b256f7341239b1c53103231754f.jpeg


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