24. Решение тригонометрических уравнений
Функция solve может использоваться для решения тригонометрических уравнений:
Однако из приведенных примеров видно, что при этом найдено только одно (главное) решение. Периодичность тригонометрических функций и связанная с этим множественность решений оказались проигнорированы. Однако можно попытаться найти все периодические решения, выполнив следующую команду:
Указанная в ней системная переменная отвечает за поиск всех периодических решений, когда ее значение равно true, и дает поиск только главных решений при значении false, принятом по умолчанию. Так что теперь можно получить следующее:
На рис. 8.11 показан более сложный случай решения нелинейного уравнения вида f1(x)=f2(x). где f1(х) = sin(x) и f2(x) = cos(x) — 1. Решение дано в графическом виде и в аналитическом для двух случаев — нахождения главных значений корней и нахождения всех корней.
В решениях встречаются переменные _В1- и _Z1
, означающие ряд натуральных чисел. Благодаря этому через них можно представить периодически повторяющиеся решения.
Примеры решения уравнений с обратными тригонометрическими функциями показаны ниже:
Рис. 8.11. Пример решения уравнения, имеющего периодические решения
Решение тригонометрических уравнений
Дата добавления: 2015-06-12 ; просмотров: 4199 ; Нарушение авторских прав
Решить тригонометрическое уравнение cos2x+ sinx = 1.
Обращение к solve приводит к следующим решениям:
Отметим, что непосредственно в MATLAB команда solve возвращает только значения корней, которые находятся в интервале [-p;p]. Для получения всех решений тригонометрического уравнения cos2x+ sinx = 1 следует использовать следующие команды системы Maple:
2*pi*_Z, pi+2*pi*_Z, 1/6*pi+2*pi*_Z, 5/6*pi+2*pi*_Z
Здесь _Z – переменная целого типа.
Вопросы для самопроверки
1. Как создать символьную переменную в MATLAB?
2. Как в MATLAB осуществляется управление точностью вычислений?
3. Как выполняются в MATLABупрощения и подстановки в символьных выражениях?
4. Как в MATLAB вычислить в символьном виде значение предела функции?
5. Как выполнить в MATLABдифференцирование в символьном виде?
6. Как вычислить в MATLABзначение интеграла в символьном виде?
7. Как получить в MATLABв символьном виде разложение функции в ряд?
8. Как вычислить в MATLABзначение суммы и произведения ряда в символьном виде?
9. Как можно в MATLAB найти решение алгебраического уравнения в символьном виде?
10. Как можно в MATLAB найти решение дифференциального уравнения в символьном виде?
11. Как осуществляется в MATLAB в символьном виде прямое и обратное преобразование Лапласа?
12. Перечислите встроенные в MATLAB средства визуализации символьных вычислений?
13. Как можно в MATLAB обратится к ядру системы Maple?
| | следующая лекция ==> | |
Решение неравенств и систем неравенств | | | ПРИЛОЖЕНИЯ |
Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!
MATLAB — алгебра
До сих пор мы видели, что все примеры работают как в MATLAB, так и в его GNU, альтернативно называемом Octave. Но для решения основных алгебраических уравнений и MATLAB, и Octave немного отличаются, поэтому мы постараемся охватить MATLAB и Octave в отдельных разделах.
Мы также обсудим факторизацию и упрощение алгебраических выражений.
Решение основных алгебраических уравнений в MATLAB
Функция решения используется для решения алгебраических уравнений. В простейшем виде функция решения принимает в качестве аргумента уравнение, заключенное в кавычки.
Например, давайте решим для х в уравнении х-5 = 0
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Вы также можете вызвать функцию решения как —
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Вы можете даже не включать правую часть уравнения —
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Если в уравнение входит несколько символов, то по умолчанию MATLAB предполагает, что вы решаете для x, однако функция решения имеет другую форму —
где вы также можете упомянуть переменную.
Например, давайте решим уравнение v — u — 3t 2 = 0, для v. В этом случае мы должны написать —
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Решение основных алгебраических уравнений в октаве
Функция корней используется для решения алгебраических уравнений в Octave, и вы можете написать приведенные выше примеры следующим образом:
Например, давайте решим для х в уравнении х-5 = 0
Octave выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Вы также можете вызвать функцию решения как —
Octave выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
Решение квадратичных уравнений в MATLAB
Функция решения также может решать уравнения более высокого порядка. Он часто используется для решения квадратных уравнений. Функция возвращает корни уравнения в массиве.
В следующем примере решается квадратное уравнение x 2 -7x +12 = 0. Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Решение квадратичных уравнений в октаве
В следующем примере решается квадратное уравнение x 2 -7x +12 = 0 в октаве. Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Решение уравнений высшего порядка в MATLAB
Функция решения также может решать уравнения более высокого порядка. Например, давайте решим кубическое уравнение как (x-3) 2 (x-7) = 0
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
В случае уравнений более высокого порядка корни длинные, содержащие много членов. Вы можете получить числовое значение таких корней, преобразовав их в двойные. В следующем примере решается уравнение четвертого порядка x 4 — 7x 3 + 3x 2 — 5x + 9 = 0.
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он возвращает следующий результат —
Обратите внимание, что последние два корня являются комплексными числами.
Решение уравнений высшего порядка в октаве
В следующем примере решается уравнение четвертого порядка x 4 — 7x 3 + 3x 2 — 5x + 9 = 0.
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он возвращает следующий результат —
Решение системы уравнений в MATLAB
Функция решения также может быть использована для генерации решений систем уравнений, включающих более одной переменной. Давайте рассмотрим простой пример, чтобы продемонстрировать это использование.
Давайте решим уравнения —
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Таким же образом вы можете решать большие линейные системы. Рассмотрим следующую систему уравнений —
Решающая система уравнений в октаве
У нас есть немного другой подход к решению системы ‘n’ линейных уравнений с ‘n’ неизвестными. Давайте рассмотрим простой пример, чтобы продемонстрировать это использование.
Давайте решим уравнения —
Такая система линейных уравнений может быть записана в виде единого матричного уравнения Ax = b, где A — матрица коэффициентов, b — вектор столбцов, содержащий правую часть линейных уравнений, а x — вектор столбцов, представляющий решение как показано в программе ниже —
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Таким же образом, вы можете решить большие линейные системы, как указано ниже —
Разложение и сбор уравнений в MATLAB
Функция расширения и сбора расширяет и собирает уравнение соответственно. Следующий пример демонстрирует понятия —
Когда вы работаете со многими символическими функциями, вы должны объявить, что ваши переменные являются символическими.
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Расширяя и собирая уравнения в октаве
Вам нужно иметь символьный пакет, который обеспечивает расширение и функцию сбора для расширения и сбора уравнения, соответственно. Следующий пример демонстрирует понятия —
Когда вы работаете со многими символическими функциями, вы должны объявить, что ваши переменные являются символическими, но у Octave другой подход к определению символических переменных. Обратите внимание на использование Sin и Cos , которые также определены в символической упаковке.
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
Факторизация и упрощение алгебраических выражений
Факторная функция разлагает выражение, а функция упрощения упрощает выражение. Следующий пример демонстрирует концепцию —
пример
Создайте файл сценария и введите следующий код —
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
http://life-prog.ru/2_23015_reshenie-trigonometricheskih-uravneniy.html
http://coderlessons.com/tutorials/kompiuternoe-programmirovanie/uznaite-matlab/matlab-algebra