Számítógép algebra rendszer maxima

1 Számítógépes algebra rendszerek

A Maxima egy speciális matematikai csomag, amelyet professzionális matematikusok használnak szerte a világon. Hasonló csomagokat neveznek számítógépes algebra rendszereknek, köztük a legismertebbek Maple, Matlab, Mathcad, Mathematica, Maxima, Derive, Axiom, MuPAD. Maxima - a rendszer működik a szimbolikus és numerikus kifejezések, beleértve differenciálás, integrálás, Taylor-sor, Laplace-transzformáció, közönséges differenciálegyenletek, egy lineáris egyenletek, polinomok, szettek, listák, vektorok, mátrixok és tenzorok. A Maxima numerikus számításokat készít nagy pontossággal, pontos frakciókat, egész számokat és tetszőleges pontosságú lebegőpontos számokat használva. A rendszer két és három dimenzióban ábrázolja a funkciók és statisztikák grafikonját.

A Maxima szabad szoftver, vannak építmények Windows, Linux, MacOS.

A Maxima maghoz különböző interfészek vannak: egyszerű konzol, xMaxima és wxMaxima grafikus felület. Az utóbbival együtt fogunk dolgozni.

Ha segítségre van szüksége ebben a funkcióban, akkor írja be a wxMaxima ablakot. parancsot (parancs helyettesítése a parancsnévvel).

Maxima mint szuper számológép

A Maxima rendszer wxm kiterjesztésű fájljában tárolt munkamenetben parancsokat írhat be a beviteli mezőbe.

A parancs beírása után a munkalapon kinyomtatja, és a beírt parancsot (% i1) jelöli. utána kinyomtatják a végrehajtás eredményét (% o1) jelezve. Minden új parancs beírásával a száma 1-tel növekszik:

Mint látjuk, Maxima a pontos formát a racionális kifejezés formájában adja meg. Ha egy tizedes tört formájában kívánja megjeleníteni (bizonyos pontossággal), használja a float függvényt valamilyen kifejezésből:

Itt a% o2 kifejezést használtuk a korábban kiszámított kifejezés eredményére. Így hivatkozhat az előzőleg számított kifejezés eredményére.

Az úszótípuson túlmenően van egy nagy úszó típusa, amelyben valódi számú önkényes pontossággal dolgozhat. A pontosságot úgy határozza meg, hogy egy értéket hozzárendel a fpprec globális változóhoz. A nagy úszó típusra való áttéréshez használja a bfloat funkciót.

A nagybetűs típusú bet a e betű helyett e számot használja.

Tekintse meg a súgó "Lebegőpont" című részét.

Számok és állandók

Ha a kifejezés lebegőpontos számot tartalmaz (például 3.14 vagy 5.6e-17), akkor minden számítást megközelítőleg kell elvégezni, különben a számításokat pontosan végezzük. A Maxima a következő konstansokkal rendelkezik:

% pi A pi
% i A képzeletbeli egység i
% e A természetes logaritmusok alapja e
inf Végtelen végtelen
minf Negatív végtelen
igaz Logikai igazság
hamis Logikai hazugság

A konstansokat tartalmazó számítások pontosan teljesülnek (kivéve, ha értéküket a tényleges értékre fordítják)

A részleteket lásd a súgó "Konstansok" című részében.

A Maxima-ban a következő operátorok léteznek:

Aritmetika: +. -. *. /. ^ (exponenciálás). (Faktoriális).

logika: <.>.> =. <=. = (равно), # (не равно).

A részleteket lásd a súgó "Operators" részében.

változók

A változó bármely azonosító (latin betűkkel és számokkal kezdődő számokkal). Egy változó hozzárendelhető bármely értékhez hozzárendelési operátor használatával. Egy változót, amelyhez semmilyen érték nincs hozzárendelve, szabad változónak számít, és a neve aritmetikai számításokban tárolódik. Például:

Szabványos funkciók

Az x - signum jele (x) (visszatér 1, -1 vagy 0) vagy aláírja (x) (egy szöveges karakterláncot jelenít meg - lásd a dokumentációt).

Trigonometrikus függvények: sin (x). cos (x). tan (x). cot (x)

Inverz trigonometria: asin (x). acos (x). atan (x). acot (x)

Természetes logaritmus: log (x). A logaritmusok más okokból történő kiszámításához használja a logaritmus tulajdonságait, hogy csökkentse a logaritmust a természetes értékre.

Matematikai kifejezések konvertálása

A kifejezés tartalmazhat konstansokat, szabad változókat, matematikai függvényeket. Példa kifejezés:

Gyakran a kifejezések polinomok egy vagy több változóból vagy racionális kifejezésekből. A Maxima olyan funkciókat tartalmaz, amelyek ilyen kifejezések konvertálására szolgálnak.

A függvény tényező (eq) lebontja az eq kifejezést szorzóvá.

A kiterjesztési (eq) függvény lebontja a zárójeleket az eq. Kifejezésben.

A radcan (eq) függvény racionális kifejezéseket vezet a közös nevezőhöz, és egyszerűsíti őket.

A trigonometriai kifejezések kibővítéséhez és egyszerűsítéséhez használja a trigexpand (eq) és a trigsimp (eq) függvényeket.

A trigonometriai kifejezések egyszerűsítéséhez használhatja a trigreuce (eq) funkciót is. ami csökkenti az összeget.

Az egyenletek és rendszerek analitikus megoldása

A megoldás funkciót használják.

Az egyenletek és rendszerek numerikus megoldása

Használja a find_root függvényt, hogy megtalálja a gyökeret a felére csökkentve, és a Newton-módszer newton funkcióját.

ünnepély

  1. Melyik szám a tizedes számmal a tizedespont után századik helyen van?
  2. Hány számjegy egy tizedesben.
  3. Számítsa ki az értéket (6 + 2 × 5 1/2) 1/2 - (6-2 × 5 1/2) 1/2.
  4. Számítsuk ki a bűn 4 (π / 8) + cos 4 (3π / 8) + sin 4 (5π / 8) + cos 4 (7π / 8) értéket.
  5. Egyszerűsítsük a kifejezést (1 + sin (2x) + cos (2x)) / (1 + sin (2x) - cos (2x)).
  6. Bontsa ki a x 3 -4x 2 + 5x -2 polinomot.
  7. Keressük meg a cos x = x egyenlet számszerű megoldását.
  8. Oldja meg az x 3 - x 2 - 11x + 15 = 0 egyenletet
  9. Az egyenletek rendszerének megoldása:

Kapcsolódó cikkek