第六章:函数,极限与连续的MATLAB1映射与函数。(1)集合(更多的是用于数组间的运算):ismember(一个个元素判断是否是子集,返回一个数组);intersect(求交集,返回结果数组);setdiff(a,b)(求差集,属于a不属于b的数组);union(求并集)。(2)函数:定义方法:y=@(x)f(x);symsxy=f(x);y=sym(‘f(x)’);求反函数:finverse(f,t);求复合函数f(g(x)):y=compose(f,g);2求极限。(1)求数列极限:limit(xn,n,inf);limit(xn,inf)。(2)求函数极限:limit(fx,x,x0(,‘left’));limit(fx,x,inf)。3函数的连续性与间断点。(1)判断连续性的函数代码:P144。(2)判断x0是否是函数f(x)的间断点的函数代码:(P146,文件夹MATLAB学习中的程序储存里)。实际应用中,可以根据绘图来判定是否是间断点。(3)求函数区间的方法:P215。第七章:导数与微分的MATLAB求解1导数求解:diff(fx,x,n)后面2个可以省略,则是求导函数;隐函数的导数求解见P156的2个例子;稍微总结就是把y定义为y=sym(‘y(x)’),然后定义隐函数的表达式为F=…,把表达式等号右侧置为0,左侧为F函数表达式,之后:diff(F,x)。参数方程确定的函数的导数P157。2洛必达法则:P168.3泰勒公式:P172.另外,MATLAB有taylor(fx,x,n,a)。MATLAB提供了泰勒级数逼近分析界面:taylortool,4函数的凹凸性与曲线的单调性:求函数单调区间及各个区间单调性的判定:P175。求凹凸性与拐点的程序:P179。求方程实根从而可以进行一些特殊数值表达式的求解(比如(-8)^(1/3)的求解)的函数代码:P176。5函数的极值与最值:求极值点与极值:P182。MATLAB自带求极小值的函数:[x,fval,exitflag,output]=fminbnd(fun,x1,x2,options,p1,p2,……)求在(x1,x2)范围内fun函数的极值,后面几项内容可以不填,那么输出的也只有前面两项了。余下的参数都是与优化有关的参数。在求极值的基础上可以进行最值的求取。6曲线的渐近线:求曲线渐近线的代码:P186。7曲线的曲率:求一般函数和由参数方程确定的函数的曲率的代码:curvature.m绘制一般函数或者由参数方程决定的函数的渐屈线(曲率圆圆心形成坐标点形成的曲线)的代码:Evolute_Draw.m8求方程的近似解(待学习《数值分析》):(1)逐步扫描法求根所有可能存在的区间代码:RootInterval.m。(2)二分法在MATLAB上的实现:bisect.m。(EZPLOT即:Easytousefunctionplotter。它是一个易用的一元函数绘图函数。特别是在绘制含有符号变量的函数的图像时,ezplot要比plot更方便。因为plot绘制图形时要指定自变量的范围,而ezplot无需数据准备[1],直接绘出图形。)(3)牛顿法及其在MATLAB上的实现:newton.m。(4)MATLAB自带求解函数,求解一元函数的零点:[x,fval,exitflag,output]=fzero(fun,x0,options,p1,p2,……);求fun函数的零点,x0是初始值,可以是标量也可以是长度为2的向量,options是设置的过程参数,p1,p2是附加参数,x是返回的根,fval是根x处的目标函数值,exitflag表明解存在的情况。注:xlim的代指功能,可以直接代指上次使用的取值范围。9导数的数值求解(待学习《数值分析》):(1)插值型求导公式:polyfit函数:Polyder函数:k=polyder(p)返回多项式p的导数表达式的系数。k=polyder(a,b)返回多项式a和b乘积的导数表达式系数。[q,d]=polyder(b,a)返回多项式b/a的分子q和分母d。求出插值函数并求在xi处n阶导的程序:poly_str.m。(2)中心差分公式:仍用diff公式来求。自编函数:diff_ctr.m。第八章:积分的MATLAB求解1不定积分与定积分求解与一部分应用:(1)MATLAB:int(fx,x)。MATLAB自带求定积分函数:int(fx,x,a,b)。在[a,b]区间上的定积分。(2)自编求解定积分的函数:int_geo.m。(3)使用定积分求平面图形面积(平面坐标与极坐标):GraphicArea.m。(4)求两个函数交点从而确定区间的方法:CrossPoint.m。(5)求立体体积并绘制出来:SolidVolume.m(求立体体积,其中包含子函数DrawSolid用来绘制图形)。(6)平面曲线弧长计算(由参数方程表示的函数曲线,在直角坐标与曲线坐标下实现):ArcLength.m。2反常积分:(1)积分区间涉及到无穷大的积分称为反常积分,可以收敛也可以发散:int(fx,x,-inf,a);int(fx,x,a,inf)。(2)无界函数(存在瑕点)的反常积分:任然使用int函数。(3)Γ函数(意义以及用途?)求积分:gamma(x),x为自变量的值,必须是实数。3积分的数值求解(待学习《数值分析》):(1)定积分的数值求解:a.插值型求积方法Newton-Cotes公式(存在原理上的不理解,待学习《数值分析》):InterpolatoryQuad.m。polyfit函数是matlab中用于进行曲线拟合的一个函数。其数学基础是最小二乘法曲线拟合原理。曲线拟合:已知离散点上的数据集,即已知在点集上的函数值,构造一个解析函数(其图形为一曲线)使在原离散点上尽可能接近给定的值。调用方法:polyfit(x,y,n)。用多项式求过已知点的表达式,其中x为源数据点对应的横坐标,可为行向量、矩阵,y为源数据点对应的纵坐标,可为行向量、矩阵,n为你要拟合的阶数,一阶直线拟合,二阶抛物线拟合,并非阶次越高越好,看拟合情况而定。对之进行精确度上的改进,使用各种复化求积公式:程序见ComplexQuad.m。(2)高斯求积方法:程序见Gauss_legendre.m。(3)MATLAB自带定积分数值求解函数:trapz(x,y,dim)基于复化梯形公式编写的;quad(fun,a,b,tol,trace,p1,p2,……)辛普森法设计,还有更高精的quad1函数。quad用的是Simpson积分法,在低精度的非光滑曲线计算中是最有效的。而quadl用的是Lobatto积分法,在高精度的光滑曲线计算中更为高效。(4)反常积分的数值求解:a.遇到无界函数的反常积分时,优先使用MATLAB自带函数;b.无穷限的反常积分的无穷区间逼近法:求解程序:quad_inf.m。c.使用变量替换的方法把无穷区间变为有限区间的积分然后求解。d.MATLAB自带函数:[q,errbnd]=quadgk(fun,a,b,param1,vall,param2,val2……)第九章:级数的MATLAB求解1常数项级数及其审敛法常数项级数(这里假设所有项均=0)及其审敛法:a.与等比级数比较:比值审敛法与根值审敛法,基于以上2种方法的程序:PositiveIermSeries.m。b.基于与p级数比较得出的审敛法,程序:LimitSeries.m。c.交错级数审敛法:AlternatingSeries.m。2幂级数(1)求幂级数的收敛半径(关于界点处的收敛情况要视情况而定):ConvergenceRadius.m。(2)函数展开成幂级数:MATLAB自带的taylor求解.3傅里叶级数(展开成三角级数):(1)函数的傅里叶级数的符号求解程序:fseriessym.m;利用数值积分求解傅里叶级数的程序:fseriesquad1.m。(2)正弦级数与余弦级数(与函数的奇偶性有关,奇函数为正弦函数,偶函数为余弦函数,返回函数的性质):fseries.m。4级数求和与序列求和。(1)常数项级数求和:MATLAB:symsum(s,v,a,b)来求。(2)幂级数求和也是用symsum来求。(3)序列求和经过变化后借用symsum求和。第十章:代数方程组的MATLAB求解1线性方程组的求解。(1)克莱姆法则的实现(求解恰定方程组):Cramer.m。程序中用到了MATLAB自带的函数det(A),求解行列式A的值。运行速度极慢。(2)消去法及其MATLAB实现:A.上三角方程组的求解:TRIUEQU.m。B.高斯消去法:Gauss.m。C.矩阵分解法(LU分解):LU_Equ.m。D.迭代法(各种迭代法的集大成,查阅数值分析):Equ_iter.m。E.MATLAB自带求通解的函数(只能求线性方程组):null()(需要查阅线性代数相关书籍。)G.非齐次线性方程组求解:g1:恰定线性方程组:逆矩阵法:x=inv(A)*b;左除法:x=A\b(这个好些)。g2:欠定线性方程组:左除法与伪逆法求特解,用null函数求通解。g3:超定线性方程组:(求最小二乘解)左除法:x=A\b;伪逆法:x=pinv(A)*b。(求非负最小二乘解)x=lsqnonneg(A,b)。综合的程序见LinearEqs.m(有具体求解通解以及特解的方法)。2多项式方程组的准解析解法:用solve函数求解,要求内部是符号变量。3超越方程组的求解。(1)牛顿法(查阅数值分析)及其MATLAB实现:Newtons.m。(2)超越方程组的MATLAB自带函数求解:使用fsolve函数,其参数类似于fzero函数。arrayfun函数用于对数组中每个元素进行相同的函数操作。第十一章:向量代数与空间解析几何的MATLAB求解1向量及其线性运算(1)向量的绘制函数:P290(欠缺绘图函数)。(2)MATLAB自带norm函数计算向量的模或者两点间的距离,鉴于不支持符号量的输入,编写了新的程序:P293。(3)求向量方向余弦的函数(绘制或者计算):P295。2数量积,向量积与混合积(1)两向量的数量积:dot(a,b)。(2)两向量的向量积:cross(a,b)。(3)两向量的混合积:(a×b)·c。3曲面及其方程(1)绕x轴旋转方程为:f(x,±√y2+z2)=0,,绕y轴旋转方程为:f(y,±√x2+z2)=0,绕z轴旋转方程:f(±√x2+y2,z)=0。(2)MATLAB中提供了cylinder(r,n)函数来绘制绕z轴旋转的曲面。更具有一般性的函数:P303。(没看懂,待复习绘图后看)(3)绘制柱面函数:P304。(4)绘制二次曲面的MATLAB函数:P307。(没看懂,待复习绘图后看)4空间曲线及其方程(1)第十二章:多元函数微分学的MATLAB求解1多元函数的基本概念。(1)多元函数在MATLAB中的定义方法:P323,建议使用symsx,y,z……f=……;f=(‘’);f=@(x,y,z)……。(2)多元函数的极限求法:P326,求2次limit,一次求x0的,一次求y0的。(3)多元函数连续性的定义。2偏导数求解程序:PartialDerivative.m。也可以用MATLAB中的diff函数P333,diff还可以求复合函数的偏导数。隐函数的偏导数求解:P335——隐函数的存在定理以及求解公式。相应的MATLAB语句为:∂xi∂xj=F=-diff(f,xj)/diff(f,xi)。多个隐函数确定的偏导数求解公式以及隐函数存在定理P335。求解雅克比矩阵的方法:jacobian(f,v)。两个二阶混合偏导数相等。理解偏导数的几何意义。MATLAB中simple函数用来获取化简之后的最简表达式。3全微分的求法4多元函数的集合应用绘制空间曲线在某点处的切线以及法平面:TangentNormPlane.m。适用于xyz均用参数t来表示,即用参数方程来表示。可以将其他形式的空间曲线表达式转化为参数方程形式,再进行求解