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Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征

作者:时间:2011-11-02来源:网络收藏
px; MARGIN: 0px 0px 20px; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 2em; LINE-HEIGHT: 24px; PADDING-TOP: 0px">  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[Sin[x],{x,0,2*Pi},AspectRatio-1]表示在0x2Pi的范围内作函数Sin[x]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   

图一.用Plot生成x*Sin[1/x]的图形

 Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征

.二维参数画图函数

ParametricPlot[{x[t],y[t]},{t,t0,t1},选项] 画一个X轴,Y轴坐标为{x[t],y[t]},参变量t在[t0,t1]中的参数曲线

图二.用ParametricPlot生成Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征的图形

Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征

.三维函数作图

Plot3D[f[x,y],{x,x0,x1},{y,y0,y1},选项]

在区域Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征上,画出空间曲面f[x,y].

图3.用Plot3D生成的Sin[x]*Cos[y]的三维图形

Mathematica入门教程之Mathematica的基本语法特征

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,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[x,y],画线函数Line[x1,y1,x2,y2],画圆的Circle[x,y,r],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RGBColor[red,green,blue]、Hue[],GrayLevel[gray]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。总之可以精确地调节图形的每一个特征。

四.数学函数的用法

系统内核提供了丰富的数学计算的函数,包括极限、积分、微分、最值、极值、统计、规划等数学的各个领域,复杂的数学问题简化为对函数的调用,极大地提高了解决问题的效率。  

  Mathematica提供了所有的三角、反三角、双曲、反双曲、各种特殊函数(如贝塞尔函数系、椭圆函数等),各种复数函数(如Im[z],Re[z],Conjugate[z], Abs[z],Arg[z]),各种随机函数(如Random[n]可以通过不同的参数产生任意范围内整型、实型任意分布的随机数),矩阵运算函数(如求特征值特征向量的EigenVector[],EigenValue[],求逆的Inverse[]等)。  

  Mathematica还提供了大量数学操作的函数,如取极限的Limit[f[x],{x,a}],求微分的D[f[x],x],全微分的Dt[f[x],x],不定积分的Integrate[f[x],x]和定积分的Integrate[f[x],{x,a,b}],解任意方程的Solve[lhs=rhs,x]及微分方程的DSolve[lhs=rhs,x],解幂级数和付立叶展开的Series[f[x]],Fourier[f[x]]及其逆变化InverseSeries,InverseFourier, 求和函数Sum[],求积函数Product[],以上函数均可以适用于多维函数或多维方程。  



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