- •Комп’ютерні методи прикладної математики
- •І.О. Бардус Комп'ютерні методи прикладної математики
- •6.010104 Професійна освіта. Комп’ютерні технології в управлінні та навчанні,
- •6.010104 Професійна освіта. Комп’ютерні системи та мережі,
- •6.010104 Професійна освіта. Обробка та захист інформації в комп’ютерних системах та мережах
- •Пояснювальна записка
- •1. Структура вікна Maple
- •Лабораторна робота №1
- •Структура вікна Maple. Арифметичні операції, числа, константи й стандартні функції. Елементарні перетворення математичних виразів
- •Теоретична частина
- •2. Арифметичні операції. Цілі й раціональні числа, константи в Maple
- •3. Синтаксис команд. Стандартні функції
- •4. Перетворення математичних виразів
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •2. Операції оцінювання
- •3. Розв’язання рівнянь
- •4. Розв’язання нерівностей
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •2. Тривимірні графіки. Анімація
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •2. Дії з матрицями
- •3. Системи лінійних рівнянь. Матричні рівняння
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •2. Диференціювання
- •3. Інтегрування
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •Системи диференціальних рівнянь.
- •2. Чисельне розв’язання диференціальних рівнянь
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •2 Інтегральне числення функцій багатьох змінних
- •3. Векторний аналіз
- •4. Ряди й добутки
- •5. Інтегральні перетворення
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 8
- •Знаходження коренів характеристичного поліному
- •Теоретична частина
- •Контрольні завдання
- •Контрольні завдання
- •Контрольні питання
- •Список літературних джерел Основна література
- •Додаткова література
Контрольні завдання
Обчислити:
.Обчислити:
.Записати формули:
;
.Розкласти на множники поліном
.Спростити вираз
.
Контрольні питання
Що таке Maple і для чого він призначений?
Опишіть основні елементи вікна Maple.
На які умовні частини ділиться робоче поле Maple і що в цих частинах відображається?
Як перевести командний рядок у текстову й навпаки?
У якому режимі проходить сеанс роботи в Maple?
Яке стандартне розширення привласнюється файлу робочого аркуша Maple?
Як представляються в Maple основні математичні константи?
Опишіть види подання раціонального числа в Maple.
Як одержати наближене значення раціонального числа?
Якими розділовими знаками закінчуються команди в Maple і чим вони відрізняються?
Якою командою здійснюється виклик бібліотеки підпрограм?
Поясніть призначення команд factor, expand, normal, simplify, combine, convert.
Лабораторна робота № 2
(4 години)
Функції в Maple. Операції оцінювання. Розв’язання рівнянь і нерівностей
Мета роботи: Ознайомитися зі способами завдання функцій, заміною змінних, операціями оцінювання, з розв’язанням рівнянь та нерівностей у Maple.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
1. Способи завдання функцій. Заміна змінних
В Maple є кілька способів подання функції.
Спосіб 1. Визначення функції за допомогою оператора присвоювання (:=): якомусь виразу привласнюється ім'я, наприклад:
> f:=sin(x)+cos(x);
Якщо
задати конкретне значення змінної х,
то вийде значення функції f
для цього х.
Наприклад, якщо продовжити попередній
приклад і обчислити значення f
при
,
то треба записати:
> x:=Pi/4;
> f;
Після
виконання цих команд змінна х
має задане значення
.
Щоб назовсім не привласнювати змінній конкретного значення, зручніше використовувати команду підстановки subs({x1=a1, x2=a2,…,},f),де у фігурних дужках вказуються змінні хi і їхні нові значення аi (i=1,2,…), які варто підставити у функцію f. Наприклад:
> f:=x*exp(-t);
> subs({x=2,t=1},f);
Спосіб 2. Визначення функції за допомогою функціонального оператора, що ставить у відповідність набору змінних (x1,x2,…)один або кілька виразів (f1,f2,…)...Наприклад, визначення функції двох змінних за допомогою функціонального оператора здійснюється в такий спосіб:
> f:=(x,y)->sin(x+y);
Звертання до цієї функції здійснюється найбільш звичним у математиці способом, коли в дужках замість аргументів функції вказуються конкретні значення змінних. У продовження попереднього прикладу обчислюється значення функції:
> f(Pi/2,0);
1
Спосіб 3. За допомогою команди unapply(expr,x1,x2,…), де expr – вираз, x1,x2,…–набір змінних, від яких він залежить, можна перетворити вираз expr у функціональний оператор. Наприклад:
> f:=unapply(x^2+y^2,x,y);
> f(-7,5);
74
В Maple є можливість визначення неелементарних функцій виду
за допомогою команди
> piecewise(cond_1,f1, cond_2, f2, …)...
Наприклад, функція
записується в такий спосіб:
> f:=piecewise(x<0, 0, 0<=x and x<1, x, x>=1, sin(x));
Приклад 1.
Визначити функцію
й перейти до полярних координат
,
.
Спростити отриманий вираз. Для цього
наберіть:
> f:=sqrt(1-x^2-y^2);
> f:=subs({x=rho*cos(phi),y=rho*sin(phi)},f);
> f:=simplify(%);
Визначити функцію
й додати до неї х.
Для цього наберіть:
> f:=piecewise(x<-1, x, -1<=x and x<1, -x^2, x>=1, -x);
> %+x: simplify(%);
