符号计算(2)
matlab符号运算(二)
因式分解、展开、合并、简化及通分等
计算极限 limit(f,x,a): 计算 lim f ( x )
xa
limit(f,a): 计算默认自变量趋向于a时f的极限 limit(f): 计算 a=0 时的极限 limit(f,x,a,’right’):右极限 limit(f,x,a,’left’):左极限
1 2 n 1 n
,以及其前10项的部分和。
>> syms n >> S=symsum(1/n^2,n,1,inf) >> S10=symsum(1/n^2,n,1,10)
x 2 n 1 n
S=1/6*pi^2 S10=1968329/1270080
例:求函数级数
S
>> syms n x >> S=symsum(x/n^2,n,1,inf)
符号矩阵中元素的引用和修改
>> A=sym(’[1+x, sin(x); 5, exp(x)]’) >> A(1,2) >> A(2,2)=sym(’cos(x)’)
Matlab 符号运算(二)
符号矩阵的基本运算
符号矩阵的基本运算与数值矩阵的基本运算相类似。
1) 基本运算符:+、-、*、\、/、
ans=10
ans=2*x+y
ans=10 ans=[2+y,4+y,6+y] ans=[7 10 13]
ans=3*a+b
?
Matlab 符号运算(二)
符号矩阵
使用sym函数直接生成
>> A=sym(’[1+x, sin(ห้องสมุดไป่ตู้); 5, exp(x)]’)
c语言运算符号详解(二)
c语言运算符号详解(二)C语言运算符号详解简介C语言是一种通用的编程语言,广泛应用于系统开发,嵌入式系统和高性能计算等领域。
运算符是C语言中用来进行各种运算操作的符号,本文将详细介绍C语言中常用的运算符。
算术运算符•+:求两个数的和。
•-:求两个数的差。
•*:求两个数的乘积。
•/:求两个数的商。
•%:求两个数的余数。
关系运算符•==:判断两个数是否相等。
•!=:判断两个数是否不等。
•>:判断左边的数是否大于右边的数。
•<:判断左边的数是否小于右边的数。
•>=:判断左边的数是否大于等于右边的数。
•<=:判断左边的数是否小于等于右边的数。
逻辑运算符•&&:逻辑与,判断两个条件是否同时成立。
•||:逻辑或,判断两个条件是否至少有一个成立。
•!:逻辑非,取反操作。
位运算符•&:按位与,对于两个操作数的每一个对应位,当且仅当两个位都为1时为1。
•|:按位或,对于两个操作数的每一个对应位,当且仅当两个位都为0时为0。
•^:按位异或,对于两个操作数的每一个对应位,当且仅当两个位不相同时为1。
•<<:左移运算符,在二进制表示的数值的右边补0。
•>>:右移运算符,在二进制表示的数值的左边补0。
赋值运算符•=:将右边的值赋给左边的变量。
•+=:将右边的值加上左边的变量,并将结果赋给左边的变量。
•-=:将右边的值减去左边的变量,并将结果赋给左边的变量。
•*=:将右边的值乘以左边的变量,并将结果赋给左边的变量。
•/=:将左边的变量除以右边的值,并将结果赋给左边的变量。
其他运算符•sizeof:获取变量或数据类型所占的字节数。
•&:取地址运算符,获取变量的内存地址。
•*:指针运算符,用于声明指针和通过指针访问变量。
以上是C语言中常见的运算符,掌握这些运算符的使用方法对于编写高效、准确的程序非常重要。
希望本文能够对读者理解和学习C 语言运算符有所帮助。
matlab数值运算和符号运算
《深度探讨:从数值运算到符号运算的MATLAB应用》在科学计算领域中,MATLAB无疑是一个不可或缺的工具。
它被广泛应用于数学建模、数据分析、图形可视化和算法开发等领域。
在MATLAB中,数值运算和符号运算是两个核心概念,它们分别在不同的领域中发挥着重要作用。
本文将从数值运算和符号运算两个方面展开讨论,带您深入探索MATLAB的应用价值。
一、数值运算1. MATLAB中的数值数据类型在MATLAB中,常见的数值数据类型包括整数、浮点数和复数等。
它们在科学计算中有着广泛的应用,例如在矩阵运算、微分方程求解和优化算法中。
2. 数值计算函数的应用MATLAB提供了丰富的数值计算函数,包括线性代数运算、插值和拟合、统计分布和随机数生成等。
这些函数为科学计算提供了强大的支持,使得复杂的数值计算变得更加简单高效。
3. 数值方法在实际问题中的应用通过具体的案例,我们可以深入了解MATLAB在实际问题中的数值计算方法。
通过有限元分析解决结构力学问题、通过数值积分求解物理方程、通过数值微分求解工程问题等。
二、符号运算1. MATLAB中的符号计算工具MATLAB提供了符号计算工具包,可以进行符号变量的定义、代数运算、微分积分和方程求解等。
这为数学建模、符号推导和精确计算提供了强大的支持。
2. 符号计算函数的应用通过具体的例子,我们可以深入了解MATLAB中符号计算函数的应用。
利用符号计算求解微分方程、利用符号变量定义复杂的代数表达式等。
3. 符号计算在科学研究中的应用通过详细的案例,我们可以了解符号计算在科学研究中的应用。
利用符号计算推导物理模型、利用符号运算求解工程问题等。
总结与展望:通过本文的深度探讨,我们对MATLAB中的数值运算和符号运算有了全面的了解。
数值运算为我们提供了高效的数值计算工具,而符号运算则为我们提供了精确的符号计算工具。
这两者相辅相成,在不同的领域中发挥着重要的作用。
希望通过本文的阐述,读者可以更加深入地理解MATLAB中数值运算和符号运算的应用,提升科学计算的能力和水平。
第12课 Matlab符号计算_2
1
2.7.8 积分变换(*)
1. 傅立叶(Fourier)变换: 在MATLAB中,进行傅立叶变换的函数是: fourier(fx,x,t) 求函数f(x)的傅立叶像函数F(t)。 ifourier(Fw,t,x) 求傅立叶像函数F(t)的原函数f(x)。
例 求函数y=|x|的傅立叶变换及其逆变换。 命令如下: syms x t; y=abs(x); Ft=fourier(y,x,t) %求y的傅立叶变换 fx=ifourier(Ft,t,x) %求Ft的傅立叶逆变换
f=x^3/(x-1)^100; I=int(f,2,3) format long g double(I)
%求定积分(2)
%求定积分(3)
%用符号积分的方法求定积分(4)
%将上述符号结果转换为数值
例17求椭球的体积
x y z 2 2 1 2 a b 2 )dx a a
2.7 MATLAB符号计算
2.7.6 不定积分 2.7.7符号函数的定积分 2.7.8积分变换(*) 2.7.9 级数的符号求和; 2.7.10 函数的泰勒级数; 2.7.11 函数的傅立叶级数; 2.7.12 线性方程组的符号求解; 2.7.13 非线性方程组的符号求解; 2.7.14 常微分方程的符号求解; 2.7.15 常微分方程组求解
2.7.10 函数的泰勒级数
MATLAB中提供了将函数展开为幂级数的函数 taylor,其调用格式为: taylor(f,v,n,a) f为待展开函数表达式,v为自变量,n为展开阶 数(正整数),a则指定对f在v=a处进行泰勒展开。
例21 求函数的泰勒展开式
2
( xx ) 1 (1) 将函数 展成最高次为 的泰勒级数; 4 2 ( xx ) 1
2第五讲MATLAB符号运算
(二)符号表达式运算
1.符号表达式的四则运算
符号表达式的加、减、乘、除运算可直接由算 符’+’,’-’*’,’/’,’\’ 来实现,幂运算可以由’^n’来实现。
算符’.*’,’./’,’.\’,’.^’,分别实现元素对元素的数组的乘、 左除、右除、和幂的运算。
MATLAB中没有ln运算符遇到它用log运算符代替。 另外log2(x),log10(y)表示求x和y的以2为底和以10为 底的对数。
实例演示
• 作符号计算(解方程组,其中a,b为常数,
x,y为变量):
• a,b,x,y均为符号运算量。在符号运算前,
应先将a,b,x,y定义为符号运算量。
实例演示
a=sym('a'); %定义‘a’为符号运算量,输出 变量名为a
b=sym('b');x=sym('x');y=sym('y');
(四)符号替换
• MATLAB软件提供的符号替换命令为subs,通常使 用下面三种形式(对数组也适用): • (1) subs(s,new) 用new替换s中的自由变量; • (2) subs(s,old,new) 用new替换s中的变量old; • (3) subs(s) 用当前内存中的已赋值变量去代 替s中的同名变量; • 例:执行命令 • subs(a+b,a,4) • 执行结果为 • 4+b
学习内容 • 一、符号对象
• 二、符号运算与高等数学 • 三、符号方程的求解
符号运算与高等数学
一、极限的计算
二、导数的运算
三、积分的运算
四、级数求和问题
五、函数的极值和零点
一、极限的计算
• 求极限问题解析解的MATLAB命令格式: • Limit(f)
5 MATLAB 符号计算 (2)new
• d2z_dxdy=diff(diff(x^6-3*y^4+2*x^2*y^2,x),y)
• %给出关于x y的偏导数 • 可得到: • d2z_dxdy = • 8*x*y
• d2z_dydx=diff(diff(x^6-3*y^4+2*x^2*y^2,y),x)
• %给出关于y x的偏导数 • 可得到: • d2z_dydx = • 8*x*y
5 符号计算 (2)
• • • • •
5.4 符号微积分 5.4.1 符号极限 求函数极限的函数是limit,调用格式如下: limit(f,x,a) 求符号函数f(x)的极限值。即计算当自变量x趋 近于常数a时,f(x)函数的极限值。 • limit(f,a) • 求符号函数f(x)的极限值。由于没有指定符号 函数f(x)的自变量,则使用该格式时,符号函 数f(x)的变量为函数findsym(f)确定的默认自 变量,即变量x趋近于a。
• 执行结果为:
• The integral of f is • [ 2 • [1/2 a x • [ • [ log(x)
3] 1/3 b x ] ] -cos(x) ]
• 例5-49 求积分
• syms x y z; • F2=int(int(int(x^2+y^2+z^2,z ,sqrt(x*y),x^2*y),y,sqrt(x), x^2),x,1,2) • VF2=vpa(F2)
• • • • •
• • • •
输入语句: dz_dx=-a(1)/a(3) 求得: dz_dx = (-cos(x*y)*y-(1+tan(z*x)^2)*z)/(sin(y*z)*y+(1+tan(z*x)^2)*x) dz_dy=-a(2)/a(3) 求得: dz_dy = (-cos(x*y)*x+sin(y*z)*z)/(sin(y*z)*y+(1+tan(z*x)^2)*x)
第6讲 符号计算(2)
• • • •
C=triu(A) C= [ sin(x), cos(x)] [ 0, asin(x)]
三、符号导数
• •
1、符号函数的极限 limit(f, x, a),计算当变量x趋近于常数a时,f(x)函数的 极限值。 limit(f, a),求符号函数f(x)的极限值,符号函数f(x)的 变量为函数findsym(f)确定的默认自变量,即变量x趋 近于a。 limit(f),系统默认变量趋近于0,即a=0的极限。 limit(f, x, a, 'right'),变量x从右边趋近于a时符号函数f(x) 的极限值。 limit(f, x, a, 'left'),变量x从左边趋近于a时符号函数的 极限值。
符号运算
• • • •
3、因式分解和展开 factor(S),对S分解因式,S是符号表达式 或符号矩阵。 expand(S),对S进行展开,S是符号表达 式或符号矩阵。 collect(S),对S合并同类项,S是符号表 达式或符号矩阵。 collect(S, v),对S按变量v合并同类项,S 是符号表达式或符号矩阵。
• d4=diff(f2)/diff(f1);
• f=x*exp(y)/y^2; • d5=diff(f,x) %z对x求偏导数 • d6=diff(f,y)
• • • •
d5 = exp(y)/y^2 d6 = x*exp(y)/y^2-2*x*exp(y)/y^3
• • • • • • •
f=x^2+y^2+z^2-a^2; zx=diff(f,x)/diff(f,z)%按隐函数求导 zy=diff(f,y)/diff(f,z) zx = x/z zy = y/z
Mathcad-数学运算-符号运算
(2)在左占位符中输入代数式,在右占 位符输入关键字expand;
(3)把光标移开并单击,便得: (x+1)3(x-1) expand →x4+2·x3-2·x-1
Mathcad-数学运算-符号运算
(c)代数式的 因式分解(Factor)
Mathcad-数学运算-符号运算
图 29
Mathcad-数学运算-符号运算
用户可在此框内输入浮点数的精度, 范围为1~4000之间的整数,当此数大于 255时将计算结果存入剪贴板中而不显示 在屏幕上。例:
解析解: 10
x2 dx
1000
0
3
10
实数解: x2dx floa,6t33.3333
(1)输入多项式; (2)指定展开变量或式子 (3)使用“Symbolics”菜单中的“Polynomial Coefficients”命令即可。 也可用指定代数符号运算符来返回含有指 定变量或指定子式的多项式系数的向量,其步 骤是:
Mathcad-数学运算-符号运算
(1) 按 “ Ctrl+Shift+.” , 出 现 指 定 代 数符号运算符;
0
复数解:e 2 in co m c2 o p n s l ) ( e isx 2 in n )(
Mathcad-数学运算-符号运算
(3)方程、不等式 的解析解
Mathcad-数学运算-符号运算
使用“Symbolics”菜单“Variable”命 令 的 子 命 令 “ Solve” 可 以 求 出 一 元 方 程 、 多元方程组、不等式的解析解,运用 given-find 求 解 模 块 也 可 以 求 得 多 元 方 程组的解析解。由于Mathcad2001在求解 方程时首先是对代数式进行因式分解, 因此对不能分解成基本因式的方程无法 求出解析解,但可以得到数值解。
第二讲:符号化,计算化,自动化
思路:语义符号化--符号计算化--计算01化--01自动化--分层构造化--构造集成化1。
语义符号化定义:将现象定义为符号,进行符号组合,利用符号组合表达自然现象。
解释:将现象符号化为01及其组合,再进行01组合的变化以及进行基于01的计算,最后语义化为现象变化规律。
目的:进行基于符号的演算,即符号组合的变化方式。
关键:区分与命名,形成术语体系。
本质:抽象与具体化。
例子:易经。
天为现象,乾为本体,用体可为父,首,马等。
2。
符号计算化(思维符号的表达与计算)逻辑:世物因果之间所遵循的规律,视线始终普适的思维方式。
逻辑的基本表现形式是命题与推理。
命题是一个判断语句,内容为真或假。
推理是由简单命题判断推导得出复杂命题判断结论的过程。
四种基本逻辑运算(1为真,0为假)与AND:全真才真,有假则假。
0AND0=0,0AND1=0,IAND0=0,1AND1=1或OR:有真则真,全假才假。
0OR0=0,0OR1=1,1OR0=1,1OR1=1非NOT:非真则假,非假则真。
NOT0=1,NOT1=0异或XOR:相同为假,不同为真。
0XOR0=0,1XOR1=0,0XOR1=1,1XOR0=13。
计算01化(处理数值性信息即算术运算,处理非数值性信息即编码)数值性信息进位制:用数码和带有权值的数位来表示有大小关系的数值性信息的表示方法。
为啥用二进制:可与逻辑运算统一,元器件容易实现二进制:01八进制:01234567十进制:0123456789十六进制:0123456789ABCDEF(分别代表10,11,12,13,14,15)例如:(11110101)2=(365)8=(245)10=(F5)16=(0F5)16,表示数时,前面可以加无数个零,不影响数的大小。
符号咋办呢?----机器数的原码,反码,补码。
机器数:n+1位二进制数中第n+1位表示符号,0表示正数,1表示负数。
真实数值(真值):带符号的n位二进制数正数的原码,反码,补码是一样的。
符号计算与数值计算的结合方法研究
符号计算与数值计算的结合方法研究符号计算与数值计算是计算机科学中两个重要的研究领域。
符号计算主要处理符号表达式,能够精确地求解代数方程、微积分问题等数学问题,是高级数学、科学与工程领域不可缺少的工具。
数值计算主要处理离散数据的计算问题,其应用范围非常广泛,包括科学计算、工业计算等。
符号计算和数值计算都有其独特的优缺点,它们之间的结合方法可以充分发挥它们的优势,解决更加复杂的数学问题。
一、符号计算和数值计算的优缺点符号计算和数值计算有各自的优缺点。
符号计算具有高精度、高可靠性和通用性等优点,它能够对代数方程、微积分问题等数学问题进行完全的符号化处理,获得闭合的解析式。
符号计算的缺点是其处理速度较慢,且对于复杂的数学问题难以进行符号化处理。
数值计算具有处理速度快、适用范围广等优点,其模拟了许多现实世界中的问题,能够提供数字解,而不是解析解。
数值计算的缺点是处理的数据是离散的,其精度始终受到数据离散程度的限制。
二、符号计算和数值计算的结合方法符号计算和数值计算之所以能够结合起来,是因为它们既有各自的优势和特点,又有互补的作用。
在实际应用中,符号计算和数值计算常常配合使用,以在不同场景下获得更好的计算效果。
1. 符号计算和数值计算的计算优化符号计算和数值计算的结合方法可以优化计算过程。
符号计算能够将数学问题转换为更加简洁的表达式,使得计算过程更加高效。
数值计算则能够将符号计算得到的表达式对应转化为算法,使得计算结果更加准确。
符号计算通过化简、代数替换等技术,将原本复杂的数学公式转换为更为简单的形式,从而降低计算难度。
数值计算则通过数值模拟、优化算法等技术,加速计算,提高并行化效率,增强数值计算的可靠性。
2. 符号计算和数值计算的数据在表达上的转换符号计算和数值计算的结合方法可以进行数据在表达上的转换。
符号计算的处理结果是高度抽象、形式上的,包括如多项式代数、超几何显式公式等数学结构,在特定场景下能够提供通用性的形式化解。
MatLab教程第 2 章符号计算
第 2 章 符号计算所谓符号计算是指:解算数学表达式、方程不是在离散化的数值点上进行,而是凭借一系列恒等式,数学定理,通过推理和演绎,力求获得解析结果。
这种计算建立在数值完全准确表达和推演严格解析的基础之上,因此所得结果是完全准确的。
本书之所以把符号计算内容放在第2章,是出于以下考虑:一,相对于MATLAB 的数值计算“引擎”和“函数库”而言,符号计算的“引擎”和“函数库”是独立的。
二,在相当一些场合,符号计算解算问题的指令和过程,显得比数值计算更自然、更简明。
三,大多数理工科的本科学生在学过高等数学和其他专业基础课以后,比较习惯符号计算的解题理念和模式。
在编写本章时,作者在充分考虑符号计算独立性的同时,还考虑了章节的自完整性。
为此,本章不但全面地阐述符号计算,而且在最后一节还详细叙述了符号计算结果的可视化。
这样的安排,将使读者在阅读完本章后,就有可能运用MATLAB 的符号计算能力去解决相当一些具体问题。
2.1符号对象和符号表达式2.1.1 符号对象的创建和衍生 一 生成符号对象的基本规则 二符号数字【例2.1-1】符号(类)数字与数值(类)数字之间的差异。
a=pi+sqrt(5) sa=sym('pi+sqrt(5)') Ca=class(a) Csa=class(sa) vpa(sa-a)a =5.3777 sa =pi+sqrt(5) Ca = double Csa = sym ans =.138223758410852e-16三 符号参数 四符号变量【例2.1-2】用符号计算研究方程02=++w vz uz 的解。
(1)syms u v w z Eq=u*z^2+v*z+w;result_1=solve(Eq) % findsym(Eq,1)result_1 =-u*z^2-v*zans =w(2)result_2=solve(Eq,z)result_2 =1/2/u*(-v+(v^2-4*u*w)^(1/2))1/2/u*(-v-(v^2-4*u*w)^(1/2))【例2.1-3】对独立自由符号变量的自动辨认。
大学计算机第2讲-符号化-计算化-自动化
0和1与数值---二进制与算术运算 (2) 二进制有什么不足,怎样解决?
数值性信息
r进制: rn-1 rn-2 .… … r2 r1 r0 . r-1 r-2…… r-m
数位的权值
数位
r进制数
n-1 n-2 … 2 1 0 . -1 -2 … -m (dn-1dn-2……d2d1d0 . d-1d-2……d-m)r
“与”运算AND:
注: 1表示 真,0表示 假
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 AND 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 AND 1 1 1 1 1 1
有0为0 ,全1为1
“或”运算OR: AND
AND
有1为1,全0为0
“非”运算NOT:
OR
OR
OR
OR
非0则1,非1则0
待隐藏信息的01编码 (加入隐藏信 息的)图像 (加入隐藏信息的) 一列像素点 将最低位平面替换为 隐藏信息的编码
如何用0和1进行计算? (3)看逻辑如何基于0和1计算?
怎样基于0和1计算?
暨基本的逻辑运算?
如何用0和1进行计算? (3)看逻辑如何基于0和1计算?
计算思维(二)--符号化、计算化与自动化
计算思维(⼆)--符号化、计算化与⾃动化符号化计算化实例(⼀) 易经
0和1与易经 -- 语义符号化表达与计算
易经是研究⾃然现象及其变化规律的科学。
研究天、地、⽇、⽉、风、雷、泽、⼭相互演化变化的规律,来推演出⼈事现象及其规律
⼋卦分别代表⼋种⾃然现象。
⾉的底部是阴,表⽰软的,顶部是阳,表⽰坚硬的,所以⽤来表⽰⼭
兑的底部是阳,顶部是阴,所以⽤来表⽰⽔
可以将⼀个六画卦看成两个⼋卦的组合
科学研究中,很重要的⼀步是理解区分命名:
理解⼀个知识体系的时候,很重要的是理解⼀个术语体系
0和1与逻辑 -- 思维符号化表达与计算
⽤0和1来解之前的问题,所以对于逻辑计算可以⽤0和1表达出来。
克里斯托弗尔符号计算
克里斯托弗尔符号(Christoffel symbols)是用于描述联络(connection)的张量,具体定义为在一个给定的黎曼流形上,给定一个自然标架运动公式,对于每一个自然标架的变动,根据联络的形式可以求得一组新的克里斯托弗尔符号。
具体来说,对于任意两个矢量场A和B,它们的克里斯托弗尔符号可表示为Christoffel符号,用指标表示即g^(a)*[e_b,e_c]A^b*e_a=0。
克里斯托弗尔符号在黎曼空间中可引入平行移动的概念,从而使所有黎曼空间同时又是仿射联络空间。
它们有时也被称为第一类克里斯托弗尔符号和第二类克里斯托弗尔符号。
符号回归算法基本原理
符号回归算法基本原理一、引言符号回归算法是一种基于符号计算的机器学习算法,它能够从数据中自动构建数学模型。
符号回归算法在工业控制、信号处理、金融分析等领域都有广泛的应用。
二、符号计算符号计算是一种数学计算方法,它不仅可以进行数值计算,还可以进行符号运算。
在符号计算中,变量和函数被视为数学对象,可以进行代数运算、微积分运算等。
三、基本原理1. 数据预处理在使用符号回归算法前,需要对数据进行预处理。
预处理包括数据清洗、特征提取等步骤。
2. 符号表示将变量和函数表示为符号形式,并且定义它们之间的关系。
3. 模型构建通过对数据进行操作和运算,生成一个包含变量和函数的表达式作为模型。
4. 模型评估将生成的模型与原始数据进行比较,并通过误差函数评估模型的准确性。
5. 模型优化通过改变模型中的参数或者修改模型结构来提高模型准确性。
四、核心技术1. 基因表达式编码技术基因表达式编码技术是将一个数学表达式编码成一个二进制串的技术。
通过对二进制串进行操作和变异,可以生成新的数学表达式。
2. 模型选择技术模型选择技术是通过比较不同模型的误差函数来选择最优模型的技术。
常用的模型选择方法包括交叉验证、贝叶斯信息准则等。
3. 模型简化技术模型简化技术是通过删除不必要的项来简化生成的数学表达式。
常用的模型简化方法包括剪枝算法、正则化方法等。
五、应用案例1. 工业控制符号回归算法可以用于工业控制系统中,预测机器故障和优化生产过程。
例如,在汽车制造过程中,符号回归算法可以帮助预测机器故障,并且提高生产效率。
2. 信号处理符号回归算法可以用于信号处理领域,例如音频信号分析、图像处理等。
在音频信号分析中,符号回归算法可以帮助识别声音特征,并且对声音进行分类。
3. 金融分析符号回归算法可以用于金融分析领域,例如股票价格预测和风险管理。
在股票价格预测中,符号回归算法可以帮助预测股票价格走势,并且提供投资建议。
六、总结符号回归算法是一种基于符号计算的机器学习算法,它可以从数据中自动构建数学模型。
数学版教案 2年级-5 智填运算符号 (2)
第5讲谁能获得入场券——智填运算符号[教学内容]:秋季,二年级绘本,第5讲“智填运算符号”。
[教学目标]:知识技能:使学生经历运算符号填写过程,进一步加强四则混合运算顺序的训练。
数学思考:建立符号意识,初步形成运算能力,发展形象思维。
问题解决:在参与填运算符号的过程中,体验解决问题方法的多样性,发展创新意识。
情感与态度:在数学学习过程中,体验获得成功的乐趣,锻炼克服困难的意志,建立自信心。
[教学重点和难点]:教学重点:经历运算符号,加强四则混合运算顺序。
教学难点:建立符号意识,形成运算能力,发展形象思维。
[教学准备]:多媒体课件。
第一课时第二课时本讲内容及练习册答案探究类型一72-(30-9)=51变式练习50-(78-28)=058-23+7=42探究类型二12+3+45=60变式练习1、3+3-3-3=0(答案不唯一)2、1+2+34+5=42探究类型三9-6=3×1变式练习4+5+1=3×4-21+2+3=1×2×3大胆闯关1.75-(23-8)=60 85-33-10=422.5+6+78+9=983.98+7-6+5-4+3-2-1=1004.75-60=3×55.2+4+1=2×4-1练习册1.78-(56+4)=182.1+23+4+5=333.(1)2+3+1=2×3×1(2)2+2=2×24.2+6+2=2×6-2。
2的平方符号
2的平方符号
2平方符号是数学表达里最简单的运算,它可以将任何一个数字乘以自身,从而得到这个数字的平方,比如 2平方是 2 2 = 4,3平方是 3 3 = 9,以此类推。
2平方符号可以表示这种运算,很多人也称它为“花式平方”或者“平方根”符号。
如果要计算 2平方,可以使用 2平方符号,例如:2 = 4,其中是2的平方符号。
2平方符号也可以用来表示 n n方。
例如:2 = 8,这里的表示2的三次方,即2×2×2 = 8。
2平方符号也可以用于计算平方根,其中“根”一词来源于数学家取根运算,计算平方根就是取根运算的一种。
例如:√9 = 3,这里的√表示开平方,即取9的平方根,即9的一次方,结果是3。
2平方符号也有很多类似的符号,比如,“乘方”符号用来表示,表示任何一个数字的 n方;“阶层”符号表示 n n层,表示一个数字的阶乘;泊松”符号表示指数,表示数字的乘积;“秉持”符号表示 n n积,表示数字的 n乘积;“周期”符号表示 n n期,表示一个数字的 n循环等。
2平方符号也可以被用来表示未知数量,比如它可以表示在一个运算中有多少个未知数,比如:
a +
b = c
这里,a,b,和 c是未知数,可以用2的平方符号来表示它们: a + b = c
可以简化为:
a +
b = c
这就是2的平方符号的用法。
2的平方符号是数学运算中最常用的符号之一,它的用法也很简单,很容易理解,而且在数学中的应用也是广泛的。
它能帮助我们快速解决一些问题,因此被许多人所熟知,多年来一直被用来计算数学问题,为人类的生活提供方便。
两步运算与括号含有两个运算符号与括号的算式的解法与应用
两步运算与括号含有两个运算符号与括号的算式的解法与应用在数学运算中,我们经常遇到各种复杂的算式,其中包含有括号和两个运算符号的情况也是常见的。
在这篇文章中,我将介绍两步运算与括号含有两个运算符号与括号的算式的解法与应用。
无论是求解还是应用,我们都可以运用一些技巧和方法来简化计算,并得到准确的结果。
1. 解法一:先解括号再运算对于一个含有两个运算符号和括号的算式,我们可以采用先解括号再运算的方法来进行计算。
具体的步骤如下:1.1 解开括号:根据括号前的运算符号来判断计算的优先顺序。
如果括号前是加号或者减号,我们可以直接保留括号内的内容。
如果括号前是乘号或者除号,我们需要将括号内的内容进行单独计算,得到一个新的数值。
1.2 运算符号计算:将括号解开后的算式按照运算符号进行计算。
根据运算符号的不同,我们可以依次进行加法、减法、乘法和除法运算。
通过先解括号再运算的方法,我们可以将复杂的算式简化为一个或者多个简单的计算步骤,从而得到最终的结果。
这种方法适用于许多实际问题的求解,例如商业中的成本计算、金融中的利息计算等。
2. 解法二:利用运算律和优先级除了先解括号再运算的方法,我们还可以利用运算律和优先级来处理含有两个运算符号和括号的算式。
具体的步骤如下:2.1 运算律应用:根据不同的运算律,我们可以将算式中的各个部分进行合并或者分解。
例如,可以利用分配律将乘法运算转化为加法运算,或者利用合并同类项的运算律将多个相同项相加。
2.2 优先级排序:根据运算符号的优先级来确定计算的顺序。
一般情况下,指数运算的优先级最高,其次是乘法和除法,然后是加法和减法。
根据优先级排序,我们可以按照从高到低的顺序进行计算。
通过利用运算律和优先级,我们可以将算式中的各个部分进行合并或者分解,从而简化运算。
这种方法特别适用于代数表达式的化简和求解,例如方程的求解、函数的化简等。
在实际应用中,两步运算与括号含有两个运算符号与括号的算式的解法与应用非常广泛。
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F1=simple(fourier(ft,t,w))
G1=simple(fourier(gt,t,w))
F1 =
(1/exp(w*x*i))/(1 + w*i)
G1 =
exp(x)*transform::fourier(1/exp(t), t, -w)
(2)
F2=simple(fourier(ft,t))
yt13n=subs(yt13,'t',tn);
kk=find(tn==-t3/2|tn==t3/2);%<13>
plot(tn(kk),yt13n(kk),'.r','MarkerSize',30)
yt13n(kk)=NaN;%<15>
hold on
plot(tn,yt13n,'-r','LineWidth',3)
hold off
grid on
axis([-3,3,-0.5,1.5])
yt13 =
heaviside(t + 3/2) - heaviside(t - 3/2)
图5.5-2由Heaviside(t)构造的矩形波
(4)
Yw13=subs(Yw_fy_e,{A,tao},{1,t3});
subplot(2,1,1),ezplot(Yw13),grid on
微分方程的解x y
[ C2*cos(t) + C1*sin(t), C1*cos(t) - C2*sin(t)]
【例5.4-2】图示微分方程 的通解和奇解的关系。
(1)
clear all%<1>
y=dsolve('(Dy)^2-x*Dy+y=0','x')%<2>
y =
x^2/4
C3*x - C3^2
Column 8
14.1132
图5.4-2两点边值问题的解曲线
.2
.2.1
【例5.5-1】求单位阶跃函数的Fourier变换。
(1)
syms t w
ut=heaviside(t);
UT=fourier(ut)
UT =
pi*dirac(w) - i/w
(2)
Ut=ifourier(UT,w,t)
SUt=simple(Ut)%<5>
(2)
clf,hold on
hy1=ezplot(y(1),[-6,6,-4,8],1);%<4>
set(hy1,'Color','r','LineWidth',5)
for k=-2:0.5:2%<6>
y2=subs(y(2),'C3',k);%<7>
ezplot(y2,[-6,6,-4,8],1)
F5=ห้องสมุดไป่ตู้aplace(f5,t,s)
ft_F5=ilaplace(F5,s,t)
F5 =
1/exp(a*s)
ft_F5 =
dirac(a - t)
(4)
n=sym('n','clear');%<14>
F6=laplace(t^n,t,s)
F6 =
piecewise([-1 < Re(n), gamma(n + 1)/s^(n + 1)])
Yt_e =
A*heaviside(t + tao/2) - A*heaviside(t - tao/2)
Yt_fy =
-A*(heaviside(t - tao/2) - heaviside(t + tao/2))
(3)
t3=3;
tn=-3:0.1:3;
yt13=subs(yt,{A,tao},{1,t3})
pretty(G)
gn =
6 - 6*(1/2)^n
6 z
--------------
2
2 z - 3 z + 1
(2)
syms n w T z clear%<6>
fwn=sin(w*n*T);
FW=ztrans(fwn,n,z);
pretty(FW),disp(' ')
inv_FW=iztrans(FW,z,n)
text(1,1,'y(1)=0')
text(4,1,'y(5)=0')
title(['x*D2y - 3*Dy = x^2',', y(1)=0,y(5)=0'])
hold off
yn =
Columns 1 through 7
0.6667 0.2671 0 -1.3397 -3.3675 -4.1090 0.0000
DA=det(A)
IA=inv(A)
A =
[ a11, a12]
[ a21, a22]
DA =
a11*a22 - a12*a21
IA =
[ a22/(a11*a22 - a12*a21), -a12/(a11*a22 - a12*a21)]
F3=simple(fourier(ft))
F2 =
-exp(t^2*i)/(- 1 + t*i)
F3 =
-(1/exp(t*w*i))/(- 1 + w*i)
.2.2
【例5.5-4】分别求 , , , 的Laplace变换。
(1)
syms t sa b
f1=exp(-a*t)*sin(b*t)%<2>
title('\fontsize{14}Heaviside(t)')
图5.5-1Heaviside(t)定义的单位阶跃函数
【例5.5-2】利用Heaviside函数构成矩形脉冲 的Fourier变换。
(1)
syms A twtao
yt=A*(heaviside(t+tao/2)-heaviside(t-tao/2));
n=sym('n','positive')%<16>
F6=laplace(t^n,t,s)%<17>
n =
n
F6 =
gamma(n + 1)/s^(n + 1)
.2.3
【例5.5-5】一组Z变换、反变换算例。
(1)
clear
syms n z clear%<2>
gn=6*(1-(1/2)^n)
G=simple(ztrans(gn,n,z));
F1=laplace(f1,t,s)
f1 =
sin(b*t)/exp(a*t)
F1 =
b/((a + s)^2 + b^2)
(2)
sym a clear%<4>
f2=heaviside(t-a)
F2=laplace(f2,t,s)
ans =
a
f2 =
heaviside(t - a)
F2 =
laplace(heaviside(t - a), t, s)
Yw=fourier(yt,t,w)
Yw_fy=simplify(Yw)
Yw_fy_e=simple(Yw_fy)
Yw =
A*((sin((tao*w)/2) + cos((tao*w)/2)*i)/w - (- sin((tao*w)/2) + cos((tao*w)/2)*i)/w)
Yw_fy =
yt=simple(ilaplace(yt,s,t))
yt =
1/(T*(s + 1/T)*(s + 1))
yt =
(1/exp(t/T) - 1/exp(t))/(T - 1)
.3
.3.1
【例5.6-1】求矩阵 的行列式、逆和特征根。
(1)
syms a11 a12 a21 a22
A=[a11,a12;a21,a22]
ut(kk)=NaN;%<10>
plot(t,ut,'-r','LineWidth',3)
plot([t(kk),t(kk)],[ut(kk-1),ut(kk+1)],'or','MarkerSize',10)
hold off
grid on
axis([-2,2,-0.2,1.2])
xlabel('\fontsize{14}t'),ylabel('\fontsize{14}ut')
inv_FD =
piecewise([k in Z_, f(k)*kroneckerDelta(k - n, 0)], [Otherwise, 0])
(6)
FD_evalin=evalin(symengine,'assume(k>0): assumeAlso(k in Z_):transform::ztrans(f(n)*kroneckerDelta(n, k), n, z):')
z sin(T w)
---------------------
2
z - 2 cos(T w) z + 1
inv_FW =
sin(T*n*w)
(3)
syms n z clear%<11>
f1=1;
F1=ztrans(f1,n,z);
pretty(F1)