19459

Символьные вычисления

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

В ходе лабораторной работы я научился выполнять символьные вычисления, такие как нахождение производной различных порядков, поиск пределов функций, нахождение определенных и неопределенных интегралов и т.д.

Русский

2014-03-24

37.15 KB

3 чел.

Лабораторная работа 2

«Символьные вычисления»

Задание

  1.    Найти пределы функций:
       
  2.  Найти первую  и вторую  производные функций:
      

  1.  Найти неопределенный интеграл:
     
  2. Вычислить интеграл:
  3. Вычислить двойной интеграл:
  4.  Разложить в ряд Тейлора и Маклорена выражения:
    y=ln(x) в окрестности точки х=1;
    y=e2x  в окрестности точки х=0
  5.  Вычислить сумму ряда:
  6.  Решить уравнения:
     
  7.  Решить дифференциальные уравнения:
  8.  Разложить на множители числа: 12587, 25873, 89654;
  9.   Разложить на множители выражения:

  1.  Упростить выражения:
  2.  Расширить выражения:

Код программы и результат ее выполнения

I.

>> syms x

>> limit(sqrt(1+x)-sqrt(1-x)/3*x)

 

ans =

 

1

>> limit(1-cos(x)/5*x^2,1)

 

ans =

 

1 – cos(1)/5

II.

diff(2*sqrt(4*x+3))

 

ans =

 

4/(4*x + 3)^(1/2)

>> diff(2*sqrt(4*x+3),2)

 

ans =

 

-8/(4*x + 3)^(3/2)

diff(log(sin(2*x+5)))

 

ans =

 

(2*cos(2*x + 5))/sin(2*x + 5)

diff(log(sin(2*x+5)),2)

 

ans =

 

- (4*cos(2*x + 5)^2)/sin(2*x + 5)^2 – 4

%3 пример, добавил ф-ю с упрощением ответа

>> f = @ (ans) simplify(ans)

f =

   @(ans)simplify(ans)

>> diff(x^(sin(x)))

 

ans =

 

x^(sin(x) - 1)*sin(x) + x^sin(x)*cos(x)*log(x)

f(ans)

 

ans =

 

x^(sin(x) - 1)*(sin(x) + x*cos(x)*log(x))

 

>> diff(x^(sin(x)),2)

 

ans =

 

x^(sin(x) - 1)*cos(x) + sin(x)*(x^(sin(x) - 2)*(sin(x) - 1) + x^(sin(x) - 1)*cos(x)*log(x)) + cos(x)*log(x)*(x^(sin(x) - 1)*sin(x) + x^sin(x)*cos(x)*log(x)) + (x^sin(x)*cos(x))/x - x^sin(x)*log(x)*sin(x)

 

>> f(ans)

 

ans =

 

x^(sin(x) - 2)*(x^2*cos(x)^2*log(x)^2 - x^2*log(x)*sin(x) + 2*x*cos(x)*log(x)*sin(x) + 2*x*cos(x) + sin(x)^2  sin(x))

>> syms x

>> F = (exp(cos(x))+3)^2

 

F =

 

(exp(cos(x)) + 3)^2

 

>> diff(F)

 

ans =

 

-2*exp(cos(x))*sin(x)*(exp(cos(x)) + 3)

 

>> diff(F,2)

 

ans =

 

2*exp(2*cos(x))*sin(x)^2 - 2*exp(cos(x))*cos(x)*(exp(cos(x)) + 3) + 2*exp(cos(x))*sin(x)^2*(exp(cos(x)) + 3)

 

>> simplify(ans)

 

ans =

 

-2*exp(cos(x))*(3*cos(x) - 3*sin(x)^2 + exp(cos(x))*cos(x) - 2*exp(cos(x))*sin(x)^2)

 

III.

int((sin(x))^3/cos(x)^1/4)

 

ans =

 

- sin(x)^2/8 – log(cos(x))/4

IV.

>> int(1/x^2+2*x+2,x,-inf,inf)

 

ans =

 

NaN

 

>> isnan(ans)

ans =

    1

V.

>> int((int(sin(x)+cos(y),y,x^2/4-1,2-x)),x,-6,2)

ans =

2*sin(6) - 2*sin(2) + sin(1)^2 - sin(3)^2 + 2*sin(4)^2 + 2^(1/2)*pi^(1/2)*sin(1)*fresnelC(2^(1/2)/pi^(1/2)) - 2^(1/2)*pi^(1/2)*sin(1)*fresnelC(-(3*2^(1/2))/pi^(1/2)) + 2^(1/2)*pi^(1/2)*fresnelS(2^(1/2)/pi^(1/2))*(2*sin(1/2)^2 - 1) - 2^(1/2)*pi^(1/2)*fresnelS(-(3*2^(1/2))/pi^(1/2))*(2*sin(1/2)^2 – 1)

%2 вариант, результат совпадает

int((sin(x)+cos(y)),y,x^2/4-1,2-x)

 

ans =

 

- sin(x^2/4 - 1) - sin(x - 2) - sin(x)*(x - 2) - sin(x)*(x^2/4 - 1)

 

>> int((ans),x,-6,2)

 

ans =

2*sin(6) - 2*sin(2) + sin(1)^2 - sin(3)^2 + 2*sin(4)^2 + 2^(1/2)*pi^(1/2)*sin(1)*fresnelC(2^(1/2)/pi^(1/2)) - 2^(1/2)*pi^(1/2)*sin(1)*fresnelC(-(3*2^(1/2))/pi^(1/2)) + 2^(1/2)*pi^(1/2)*fresnelS(2^(1/2)/pi^(1/2))*(2*sin(1/2)^2 - 1) - 2^(1/2)*pi^(1/2)*fresnelS(-(3*2^(1/2))/pi^(1/2))*(2*sin(1/2)^2 — 1)

VI.

>> x=sym('x');

>> F = (exp(2*x))

 

F =

 

exp(2*x)

>> taylor(F,10,0)

 

ans =

 

(4*x^9)/2835 + (2*x^8)/315 + (8*x^7)/315 + (4*x^6)/45 + (4*x^5)/15 + (2*x^4)/3 + (4*x^3)/3 + 2*x^2 + 2*x + 1

F=log(x)

 

F =

 

log(x)

 

>> taylor(F,10,1)

 

ans =

 

x - (x - 1)^2/2 + (x - 1)^3/3 - (x - 1)^4/4 + (x - 1)^5/5 - (x - 1)^6/6 + (x - 1)^7/7 - (x - 1)^8/8 + (x - 1)^9/9 – 1

VII.

syms n

>> symsum(1/sqrt(n)*log(n+1/n-1),2,10)

 

ans =

log(13/4)/2 + log(73/9)/3 + (2^(1/2)*log(3/2))/2 + (3^(1/2)*log(7/3))/3 + (5^(1/2)*log(21/5))/5 + (6^(1/2)*log(31/6))/6 + (7^(1/2)*log(43/7))/7 + (8^(1/2)*log(57/8))/8 + (10^(1/2)*log(91/10))/10

>> syms x

>>

>> F=1/x^2-4*x+5

 

F =

 

1/x^2 - 4*x + 5

>> symsum(F,1,inf)

 

ans =

 

NaN

 

VIII.

>> syms x

>> solve('2*(sin(x))^2-3*sin(x)+1=0')

 

ans =

 

    pi/2

    pi/6

(5*pi)/6

>> double(ans)

ans =

   1.5708

   0.5236

   2.6180

 

solve('sqrt(x+3)-sqrt(2*x-1)=sqrt(3*x-2)')

 

ans =

 

1

IX.

>> syms x y

>> dsolve('Dy=y^2/x^2-2')

 

ans =

 

                                 2^(1/2)*x

                                -2^(1/2)*x

-2^(1/2)*x*tan(2^(1/2)*x*(C7 – t/x^2)*i)*i

>> dsolve('Dy=x*y-y/x+1=x','y(1)=0')

 

ans =

 

-(x - (x*exp((t*(x^2 - 1))/x))/exp((x^2 - 1)/x))/(x^2 – 1)

X.

>> factor(12587)

ans =

   41   307

factor(25873)

ans =

      25873

%простое число

factor(89654)

ans =

          2          23        1949

XI.

>> syms x y z

>> factor(x^2+2*x*y+2*y*z-z^2)

 

ans =

 

(x + z)*(x + 2*y – z)

>> factor(x^4+x^(2)*y^(2)+y^4)

 

ans =

 

(x^2 - x*y + y^2)*(x^2 + x*y + y^2)

>> clear all

>> syms a b c

>> factor(a^3+b^3+c^3-3*a*b*c)

 

ans =

 

(a + b + c)*(a^2 - a*b - a*c + b^2 - b*c + c^2)

 

XII.

>> syms a b z

simplify(a^6-b^6/a^2-b^2-a^6+b^6/a^2+b^2)

 

ans =

 

0

>> simplify((z^2-2)*(z^2+2)+((z^2+1)^2)-(z^2-1)+8)

 

ans =

 

2*z^4 + z^2 + 6

XIII.

>> syms a x

>> S = ((a^2+1/2*a))^5;

>> T = ((5*x^2+4*x-4))^4;

>> expand(S)

 

ans =

a^10 + (5*a^9)/2 + (5*a^8)/2 + (5*a^7)/4 + (5*a^6)/16 + a^5/32

 

>> expand(T)

ans =

625*x^8 + 2000*x^7 + 400*x^6 - 3520*x^5 - 1184*x^4 + 2816*x^3 + 256*x^2 - 1024*x + 256

Вывод. В ходе лабораторной работы я научился выполнять символьные вычисления, такие как нахождение производной различных порядков, поиск пределов функций, нахождение определенных и неопределенных интегралов и т.д.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38525. Рост и развитие сортов хризантем, их декоративные качества и изыскания путей повышения их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды с помощью регуляторов роста 435.5 KB
  Сегодня в России и за рубежом многие селекционеры работают с хризантемами совревнуясь выводя все новые сорта более приспособленные к условиям различных климатических зон. Древние китайские оригинаторы из невзрачных диких форм вывели роскошные крупные сорта с разнообразной формой цветка и окраской соцветий. В нашей стране сорта хризантем подразделяют на три группы крупноцветковые среднецветковые и мелкоцветковые. По срокам цветения сорта хризантем подразделяются на четыре группы: ранние средние среднепоздние и поздние.
38526. Использование ритмической гимнастики на занятиях физической культурой у детей с нарушением слуха 324.5 KB
  Чернышевского Факультет физической культуры Кафедра Медикобиологических основ физической культуры Использование ритмической гимнастики на занятиях физической культурой у детей с нарушением слуха Специальность Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья адаптивная физическая культура...
38527. Вплив ЛФК на людей з ВСД за гіпотонічним типом 137 KB
  ВСД за гіпотонічним типом: визначення класифікація епідеміологія. Етіологія і патогенез ВСД за гіпотонічним типом 1.Діагностика і клінічна картина ВСД за гіпотонічним типом РОЗДІЛ 2. Програма фізичної реабілітації при ВСД за гіпотонічним типом 3.
38528. Документирование распорядительной деятельности организации 108.5 KB
  Задачи: Изучить порядок оформления реквизитов Распорядительной документации; Проанализировать разработки Распорядительной документации; рассмотреть требования к Распорядительной документации предъявляемых современной нормативно правовой и нормативно методической базой; Исследовать проблемы Распорядительной документации предприятия ЭМУП Жилкомхоз; Объект дипломной работы процесс распорядительной деятельности предприятия ЭМУП Жилкомхоз. Положения имеющие отношение к РД; научнометодические работы по указанной...
38529. Проектирование электрооборудования автомобиля LADA 2111 2 MB
  4 Расчёт и выбор аккумуляторной батареи 13 1.3 Исследование неисправностей аккумуляторной батареи и составление технологических карт 44 3 Экономическая часть 51 4 Экология 62 4.4 Расчет и выбор аккумуляторной батареи Для того чтобы выбрать аккумуляторную батарею необходимо определить её номинальную емкость. Рисунок 2 Зависимость номинальной ёмкости аккумуляторных батарей для систем электростартерного пуска минимальной массы при различных условиях пуска номинальное напряжение 12 В При мощности стартерного электродвигателя равной 1550 Вт и...
38530. Электрооборудование легковых автомобилей 148 KB
  Аккумуляторная батарея предназначена для питания потребителей электрическим током при неработающем двигателе запуске двигателя а также работе двигателя на малых оборотах. Например на блок управления бортовой сетью осуществляет следующие функции: контроль потребления энергии; контроль напряжения на клеммах аккумуляторной батареи и при необходимости повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу; регулирование нагрузки за счет отключения отдельных потребителей в основном из числа систем комфорта; управление...
38531. Система правового регулирования ипотечного кредитования в Российской Федерации 309 KB
  АНАЛИЗ ДОГОВОРА ИПОТЕЧНОГО КРЕДИТОВАНИЯ КАК ФОРМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИПОТЕЧНЫХ ПРАВООТНОШЕНИЙ 2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СОДЕРЖАНИЕ ДОГОВОРА ИПОТЕЧНОГО КРЕДИТОВАНИЯ 2. Вторая глава работы посвящена юридической характеристике договора ипотечного кредитования: его предмету субъектному составу и содержанию. Также в ней рассмотрен порядок заключения и расторжения договора ипотечного кредитования и особенности ипотеки отдельных видов имущества.
38532. Оснащение новым оборудованием (Повышение эффективности) автотранспортного предприятия ИП» Руднева 1.3 MB
  4 Глава 1 Теоретические основы организации коммерческой деятельности автотранспортного предприятия ИПРуднева .9 Государственное регулирование коммерческой деятельности предприятия.1 Общая характеристика авторемонтного предприятия ИПРуднева22 2.9 Перспективы развития предприятия .
38533. Влияние разных систем обработки почвы на фитосанитарное состояние звена севооборота «ячмень - овёс» на фоне сидерального пара 251.36 KB
  3 Влияние механической обработки почвы на формирование сорного компонента 13 1.5 Влияние разных систем обработки почвы на засоренность звена севооборота 2.6 Урожайность культур звена севооборота при разных системах обработки почвы 2. Сорные растения в значительной степени влияют на баланс элементов питания физические и биологические свойства почвы водновоздушный тепловой и световой режимы агрофитоценоза то есть на плодородие почвы Экономические пороги 1991; Штермис М.