- •1. Интерфейс программы Maple.
- •1.1. Рабочий лист и меню.
- •1.2. Панель инструментов.
- •1.3. Язык пользователя.
- •1.4. Совместимость с другими программами.
- •2. Структура команды, операторы, синтаксические символы
- •2.1. Операторы, операнды и основные синтаксические символы команды.
- •2.2. Оператор присвоения, функции пользователя и оператор подстановки.
- •3. Алгебраические операторы.
- •3.1. Равенство и неравенства.
- •3.2. Алгебраические действия.
- •3.3. Специальные константы.
- •3.4. Комплексные числа.
- •3.5. Подстановка численных значений и простые вычисления.
- •3. Специальный оператор вычисления: eval.
- •3.6. Использование символов последовательности, списка, множества.
- •3.7. Элементарные трансцендентные функции.
- •4. Алгебраические преобразования.
- •4.1. Факторизация алгебраических выражений.
- •4.2. Приведение подобных членов.
- •4.3. Упрощение и развёртывание.
- •4.4. Нормализация дробных выражений.
- •4.5. Комбинирование выражений.
- •4.6. Преобразование функций.
- •4.7. Условия на переменные и параметры.
- •5. Вычисления множества значений функции.
- •5.1. Вычисление множества значений данной функции для множества значений аргумента с заданным шагом.
- •5.2. Вычисление множества значений данной функции для выбранного множества значений аргумента.
- •5.3. Вычисление множества значений данной функции для множества значений аргумента с заданным условием.
- •6. Суммы, суммирование последовательности, вычисление сумм.
- •7. Таблицы.
- •8. Графики.
- •8.2. 3-Мерные графики функций двух переменных.
- •8.3. Анимация графиков.
- •9. Решение алгебраических уравнений и их систем.
- •9.1. Решение отдельного уравнения.
- •9.2. Решение системы линейных уравнений.
- •9.3. Решение системы линейного и квадратного уравнений.
- •9.4. Решение системы квадратных уравнений.
- •10. Решение трансцендентных уравнений.
- •10.1. Решение одного уравнения.
- •10.1.1. Справка о функции Ламберта.
- •10.2. Решение системы, содержащей трансцендентные уравнения.
- •11. Пределы и асимптотика функций.
- •11.1. Пределы.
- •11.2. Асимптотическое поведение функций.
- •12. Дифференцирование функций.
- •13. 1-Кратные интегралы (неопределённые и определённые).
- •13.1. Неопределённый интеграл.
- •13.1.1. Справка о функции erf(X) (Интеграл ошибок или интеграл вероятности).
- •13.1.2. Справка о функции (z)
- •13.2. Определённый интеграл.
- •14. Многократные интегралы.
- •1. Неопределённый интеграл. Формат команд:
- •15. Вычисление и графическое представление интегралов.
- •16. Ряды, разложение функций в ряды.
- •16.1. Суммирование рядов.
- •16.1.1. Справка по функциям Бесселя.
- •16.1.2. Справка по дзета-функции Римана.
- •16.2. Разложение функций в ряды.
- •3. Примеры.
- •16.3. Конвертирование рядов и аппроксимация функций полиномами.
- •16.3.1. Приложение аппроксимаций к решению трансцендентных уравнений
- •17. Обыкновенные дифференциальные уравнения и их решение.
- •17.1. Общее решение оду.
- •17.1.1. Справка о функциях Бесселя.
- •17.2. Решение с начальными условиями.
- •17.3. Использование решений дифференциальных уравнений.
- •18. Дифференциальные уравнения в частных производных.
- •18.1. Разделение переменных.
- •18.2. Решение командой pdsolve.
- •18.3. Графическое представление решения.
- •1. Контрольные вопросы для самопроверки
- •5.1. Напишите команду вычисления значений функции для множества значений аргумента с данным шагом.
- •5.2. Напишите команду вычисления значений функции для выбранного множества значений аргумента.
- •2. Задания для лабораторных работ
- •Тема 1. Ознакомление с программой Maple и простейшие вычисления с её помощью.
- •Тема 2. Построение графиков.
- •Тема 3. Решение алгебраических уравнений и их систем.
- •Тема 4. Трансцендентные функции и решение трансцендентных уравнений.
- •Тема 5. Дифференцирование функций.
- •Тема 6. Ряды и их суммы. Представление функций рядами.
- •Тема 7. Интегралы.
- •Тема 8. Обыкновенные дифференциальные уравнения.
- •Тема 9. Дифференциальные уравнения в частных производных.
- •Общая характеристика программы ……………………………………………………. 3
2.2. Оператор присвоения, функции пользователя и оператор подстановки.
Важное значение и широкое применение имеет оператор присвоения ":=" (The assignment Statement), который определяет вводимую им величину заданным выражением или числом. Далее, вплоть до перезапуска, программа помнит назначенное присвоение. Т. о., этот оператор сильнее, чем простое равенство, которое программа не запоминает. Примеры:
> a := 5; x := alpha;
На одном р. л. без перезапуска программы нельзя применять одинаковое присвоение для разных величин. Если такие присвоения есть в разных разделах р. л., при переходе к другому разделу следует выполнить перезапуск.
Этим оператором задаются функции пользователя, удобные для применения в последующих выкладках. Такие функции позволяют сократить запись команд и уменьшить время ввода. Изменять присвоение в данном файле нежелательно. Введённую функцию пользователя программа помнит до перезапуска. Пример:
> y := sin(z);
Оператор подстановки "subs" подставляет в какое-либо выражение другое выражение или число. Параметр оператора, стоящий после логической запятой (здесь - x), указывает адрес, куда подставляется число или выражение.
> subs(alpha = 20, x);
Здесь использовано значение, присвоенное выше переменной x.
> f := sin(beta); g = subs(beta = Pi, %);
Здесь в одной строке даны 2 команды, причём вторая использует предыдущую.
Обычное равенство программа далее не использует и определённую им величину не подставляет автоматически:
> 2*g^2+10;
Программа не выполняет однажды сделанную подстановку автоматически в дальнейшем без новой команды.
> 2*beta^2;
>
3. Алгебраические операторы.
Здесь приводятся наиболее часто употребляемые операторы алгебраических обозначений и действий.
3.1. Равенство и неравенства.
Знак равенства не содержит присвоения, и это равенство программа не использует автоматически. Но если ранее один из членов равенства был определён оператором присвоения, программа подставит в равенство это значение. Знаки > и < вводятся в английской раскладке! Перестановка членов неравенства с одновременным его обращением не изменяет вид выводимого выражения.
> A=B; a>b; b<a; b>=c; c<=b;
>
3.2. Алгебраические действия.
Эти символы (как и цифры) могут вводиться из верхней строки основной клавиатуры, либо с клавиатуры калькулятора. Скобки используются только круглые (и обязательно парами). Арифметические действия с числами производятся с помощью тех же символов, но это проще делать в программе Калькулятор. Запускать Maple для арифметики стоит лишь при необходимости вычислений с весьма высокой точностью, при работе с очень большими и очень малыми числами или при многократном вычислении по одному алгоритму большого числа численных значений (см. ниже). Использование нескольких операторов в одной команде оформляется по обычным правилам. Примечание: порядок выполнения действий в Maple отличается от порядка действий в Калькуляторе! Обратите внимание на примеры ниже.
> a+b; a-b; a*b; a/b; (a+b)*c; a/(b-c); a/(b-c)*d; a/b-c*d; (a+(b+c)/k)/(a-(b+c)/k); a^b; (a/b)^c; a^(b/c); a^(1/2); sqrt(a);
Квадратный корень может быть задан двояко. При делении на несколько делителей знак деления ставится перед каждым делителем.
> a/b/c/d;
В очевидных случаях программа автоматически упрощает результат.
> (a+(b+c))*k/(a-(b+c))*k; (a+(b+c))*k/((a-(b+c))*k);
Абсолютное значение (модуль) выражения - оператор abs.
> abs(x); abs(x-y); abs(sqrt(9));
>