Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

[ Прохоров, Леденев, Колбеев] Пакет символьных вычислений Maple 5

.pdf
Скачиваний:
232
Добавлен:
25.04.2014
Размер:
7.35 Mб
Скачать

Г.В.Прохоров, М.А.Леденев, В.В.Колбеев

ПАКЕТ СИМВОЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ MAPLE V

Впервые на российском рынке издана книга, в которой рассматривается один из немногих современных пакетов символьных вычислений Maple V. Подробно описаны интерфейс, правила общения с пакетом и внутренний язык. Более 400 примеров иллюстрируют возможности пакета для решения задач из таких областей математики, как линейная и нелинейная алгебра, дифференциальное и интегральное исчисление, геометрия, операции над графами и группами, комбинаторика и многих других.

Книга предназначена для студентов, инженеров, научных работников и всех тех, кто занимается решением математических задач в общем виде и численным анализом моделей.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

8

РЕЗУЛЬТАТОВ

 

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ

 

8. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ИЗ ТЕОРИИ

56

ИНТЕРФЕЙС

 

ГРАФОВ С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ

 

2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ С

16

РЕЗУЛЬТАТОВ

 

ЧИСЛЕННЫМИ

 

9. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ПО

74

ВЫРАЖЕНИЯМИ

 

РЕЗУЛЬТАТАМ

 

3. ПРИМЕРЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ В

18

МАТЕМАТИЧЕСКИХ

 

СРЕДЕ MAPLE V

 

ВЫЧИСЛЕНИЙ

 

3.1. Дифференцирование

18

9.1. Общие сведения

74

3.2. Интегрирование

20

9.1.1. Ограничения

74

3.3. Пределы

21

9.1.2. Устройства вывода

74

3.4. Ряды

21

9.1.3. Терминальные установки

75

4. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ В

24

9.1.4. Твердая копия

76

MAPLE V

 

9.2. Построение графиков 2D

76

4.1. Последовательности,

24

9.2.1. Задание областей

76

множества и списки

 

9.2.2. Стили

78

4.2. Массивы и таблицы

28

9.2.3. Параметры

79

5. МАТРИЧНЫЕ И ВЕКТОРНЫЕ

32

9.2.4. Кусочные функции

82

ВЫЧИСЛЕНИЯ

 

9.2.5. Построение по данным

82

6. РЕШЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ И

37

9.2.6. Совмещение графиков

83

НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ И

 

9.2.7. Параметрическая графика

84

СИСТЕМ

 

9.2.8. Построение в полярных

85

6.1. Обыкновенные выражения

37

координатах

 

6.2. Дифференциальные

40

9.2.9. Дополнительные

86

выражения

 

возможности

 

6.3. Рекуррентные выражения

42

9.3. Построение графиков 3D

88

7. РЕШЕНИЕ

43

9.3.1. Описание функций для

88

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ

 

построения

 

УРАВНЕНИЙ С

 

9.3.2 Параметрическое

89

ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ

 

построение

 

9.3.3. Стили

90

14.1. Основные типы

137

9.3.4. Цвет

91

14.1.1. Константы

137

9.3.5. Нанесение сетки

92

14.1.2. Целые

137

9.3.6. Координаты системы

92

14.1.3. Дробные

138

9.3.7. Рендеринг

94

14.1.4. Числа с плавающей

140

9.3.8. Масштабирование осей

95

точкой

 

9.3.9. Оформление графиков

96

14.1.5. Стринговские

141

9.3.10. Анимация

98

14.1.6. Индексные переменные

142

9.4. Сохранение графиков

99

14.1.7. Области

143

9.5 Графические библиотеки

101

14.1.8. Отношения

143

10. СТАТИСТИЧЕСКИЕ

102

14.1.9. Булевские выражения

144

ВЫЧИСЛЕНИЯ

 

14.2. Поэлементная обработка,

145

10.1 Подбиблиотека DESCRIBE

102

подстановки и подвыражения

 

10.2. Подбиблиотека FIT

106

14.2.1. Поэлементная обработка

145

10.3. Подбиблиотека

108

14.2.2. Подстановки

146

TRANSFORM

 

14.2.3. Подвыражения

147

10.4. Подбиблиотека RANDOM

112

14.3. Определение типов в MAPLE

148

10.5. Подбиблиотека STATEVALF

115

14.3.1. Простые типы

150

10.6. Подбиблиотека

118

14.3.2. Структурные типы

151

STATEPLOTS

 

14.4. Преобразование типов

152

11. ВЫВОД ДАННЫХ В ДРУГИЕ

122

15. МАССИВЫ И ТАБЛИЦЫ

157

СРЕДЫ

 

15.1. Создание таблиц

157

11.1. Вывод в редактор TeX

122

15.2. Индексные функции

158

11.2. Получение кода языков

123

16. ПРОЦЕДУРЫ

160

Fortran и C

 

16.1. Определение и вызов

160

12. ЭЛЕМЕНТЫ ЯЗЫКА MAPLE

125

процедур

 

V

 

16.2. Локальные переменные

161

12.1. Нотация языка

125

16.3. Расширяющие ключи

162

12.2. Работа с файлами

127

16.4. Присвоение значений

169

13. ОПЕРАТОРЫ И

130

параметрам

 

ВЫРАЖЕНИЯ

 

16.5. Сообщения об ошибках и

170

13.1. Типы операторов

130

завершение процессов

 

13.1.1. Составляющие

130

16.6. Булевские процедуры

172

операторов

 

16.7. Вызов и сохранение

173

13.1.2. Операторы выбора,

131

процедур в файлах на диске

 

циклов, переходов и выхода

 

17. ОПЕРАТОРЫ

174

13.2. Выражения

134

17.1. Определение операторов в

174

13.2.1. Метки

134

MAPLE

 

13.2.2. Алгебраические и

135

18. ВНЕШНИЕ ВЫЗОВЫ И

180

арифметические операции

 

МАНИПУЛЯЦИИ

 

13.2.3. Последовательности из

136

19. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

181

операторов

 

ВОЗМОЖНОСТИ ЯЗЫКА

 

14. ТИПЫ ДАННЫХ

137

MAPLE

 

19.1. Отладка и синтаксис

181

сообщений об ошибках

 

19.2. Переназначения и макросы

182

20. ОБЗОР БИБЛИОТЕК MAPLE

186

V

 

ЛИТЕРАТУРА

188

Список терминов MAPLE V,

189

использованных в книге

 

Алфавитный указатель

195

Список терминов Марlе V, использованных в книге

А

 

С

 

abs

- абсолютное значение

С

- перевод выражения в

 

числа;

 

код языка С;

addedge

- добавление ребра в

cat

- вырезать выражение;

 

граф;

charpoly

- нахождение

addvertex

- добавление вершины

 

характеристического

 

в граф;

 

многочлена матрицы;

adjacency

- генерация матрицы

close

- закрытие файла;

 

смежности для графа;

complete

- создает полный граф;

alias

- определение

cond

- число

 

сокращения;

 

обусловленности

allvalues

- вычисление всех

 

матрицы;

 

возможных значений в

conformal

- построение

 

выражении с RootOf;

 

комплексной функции;

and

- логическое "И";

constant

- тип данных -

angle

- определяет процедуру

 

константы;

 

- оператор в нотации

convert

- преобразование

 

"<...!..>";

 

типов;

animate

- анимация графиков;

Copyright

- авторские права на

antisymmetric

- индексная функция -

 

процедуру;

 

несимметричная;

D

 

appendto

- дозапись результатов

 

 

 

в существующий файл;

D

- оператор

array

- создание массива;

 

дифференцирования;

arrow

- определяет процедуру

Dchangevar

- подстановка новых

 

- оператор в нотации

 

переменных в

 

"->";

 

уравнение;

В

 

define

- определение

 

 

 

оператора и его

binary

- двоичный тип

 

свойств;

 

данных;

delete

- удаление вершин и

break

- выход из цикла;

 

ребер из графа;

builtin

- определяет функцию

DEplot

- построение решений

 

как встроенную;

 

дифференциальных

by

- приращение счетчика

 

уравнений и систем;

 

цикла;

DEplot1

- построение решения

 

уравнения первого

entries

- значения таблицы;

 

порядка;

ERROR

- завершение

DEplot2

- построение решения

 

выполнения процедуры

 

системы из двух

 

с сообщением об

 

уравнений;

 

ошибке;

description

- секция описания

eval

- точное вычисление

 

процедуры;

 

выраженеия;

det

- вычисление

evalb

- вычисление

 

определителя матрицы;

 

логического

DEtools

- графическая

 

выражения;

 

библиотека;

evalf

- вычисление

dfieldplot

- построение поля

 

выражения в числах с

 

решения

 

плавающей запятой;

 

дифференциального

evalm

- вычисление

 

уравнения;

 

матричного выражения;

diagonal

- индексная функция -

eweight

- нахождение весов

 

диагональная;

 

ребер графа;

diff

- дифференцирование;

F

 

display3d

- построение графика

 

 

 

3D по специальной

factorial

- вычисление

 

структуре данных;

 

факториала;

do

- начало тела цикла;

FAIL

- прерывание

draw

- построение чертежа

 

процедуры в случае

 

графа;

 

невычисляемого

dsolve

- решение

 

выражения;

 

дифференциальных

false

- "ложь" -

 

уравнений;

 

зарезервированная

duplicate

- создание копии графа;

 

константа;

E

 

fi

- окончание

 

 

 

конструкции ветвления

edges

- список ребер графа;

 

if;

eigenvals

- вычисление

float

- тип данных - число с

 

собственных значений

 

плавающей запятой;

 

матрицы;

flow

- нахождение

eigenvects

- вычисление

 

максимального потока

 

собственных векторов

 

в графе;

 

матрицы;

for

- конструкция цикла

elif

- конструкция "else - if;

 

"для";

else

- конструкция "иначе";

fortran

- трансляция

end

- завершение описания

 

выражения в код языка

 

тела процедуры;

 

Fortran;

ends

- список "хвостов"

fraction

- тип данных - дробь;

 

ребер графа;

from

- начальное значение

 

счетчика цикла;

 

графа;

fsolve

- решение уравнения в

isqrt

- квадратный корень

 

числах с плавающей

 

(целочисленное

H

запятой;

J

приближение);

 

 

hastype

- проверка на

jacobian

- вычисление якобиана

 

указанный тип;

 

от вектора функций;

head

- нахождение "голов"

L

 

I

ребер графа;

latex

- вывод выражения в

 

 

 

 

редактор LATEX;

I

- мнимая единица

length

- определение длины

 

(зарезервированная

 

выражения;

 

константа);

Ihs

- выделение левой

identity

- индексная функция -

 

части выражения;

 

единичная;

limit

- вычисление предела;

if

- конструкция

linalg

- библиотека линейной

 

ветвления "если";

 

алгебры;

igcd

- наибольший общий

local

- секция описания

 

делитель;

 

локальных переменных

ilcm

- наименьший общий

 

процедуры;

 

множитель;

M

 

in

- конструкция цикла

 

 

 

для перечисляемых

macro

- определение

 

типов данных;

 

макрообозначений;

incidence

- определение матрицы

map

- задание операции над

 

инцидентности графа;

 

всеми элементами

infinity

- "бесконечность" -

 

выражения;

 

зарезервированная

matrix

- задание матрицы;

 

константа;

max

- нахождение

int

- вычисление

 

максимального

 

интеграла;

 

элемента;

interface

- установка

member

- принадлежность

 

интерфейсных

 

элемента множеству;

 

переменных;

min

- нахождение

intersect

- пересечение

 

минимального

 

множеств;

 

элемента;

inverse

- нахождение обратной

minor

- распечатка минора

 

матрицы;

 

матрицы;

iquo

- частное;

minus

- вычитание множеств;

irem

- остаток;

mod

- остаток от деления;

isplanar

- проверка планарности

multiply

- умножение матриц;

N

 

S

 

new

- создание пустого

save

- запись выражений в

 

графа;

 

файл;

nops

- подсчет количества

seq

- генерация

 

элементов;

 

последовательности;

0

 

SearchText

- поиск текста в строке;

 

 

show

- возвращает таблицу,

op

- извлечение элементов

 

содержащую всю

 

из выражения;

 

информацию о графе;

open

- открытие файла;

shortpathtree

- нахождение дерева

P

 

 

кратчайших путей в

 

 

 

графе;

petersen

- создание графа

signum

- знак числа;

 

Петерсена;

solve

- решение уравнений и

phaseportrait

- построение фазового

 

систем уравнений в

 

портрета;

 

символьном виде;

plot

- построение графика;

Sum

- распечатка суммы

plot3d

- построение графиков

 

ряда;

 

3D;

sum

- нахождение суммы

print

- распечатка

 

ряда;

 

содержимого;

subs

- подстановка в

printlevel

- глобальная

 

выражение;

 

переменная,

T

 

 

используется для

 

 

 

отладки процедур;

taylor

- разложение в ряд

proc

- задание процедуры;

 

Тейлора;

R

 

table

- создание таблицы;

 

 

tail

- возвращает имя

rank

- нахождение ранга

 

"хвоста" графа;

 

матрицы;

type

- проверка

random

- генерация случайного

 

принадлежности типу;

 

графа;

U

 

replot

- перерисовать график;

 

 

restart

- очистка значений

union

- объединение

 

переменных;

 

множеств;

read

- чтение из файла;

V

 

readlib

- чтение библиотечной

 

 

 

функции;

vector

- задание вектора;

rhs

- выделение правой

vertices

- просмотр узлов графа;

 

части выражения;

void

- создает граф без

rsolve

- решение рекурентных

 

ребер;

 

выражений;

vweight

- находит вес вершины;

W

 

 

библиотеки;

 

 

writeto

- запись в новый файл;

whattype

- определение типов;

write

- запись в файл;

with

- подключение

writeln

- запись строки в файл.

 

Алфавитный указатель

 

 

A

 

chisquare

 

113

 

 

classmark

 

108

abs

136; 138

close

 

127

addedge

62

coefficientofvariation

102

addvertex

61

color

 

80

adjacency

67

commutative

 

177

alias

182

complete

 

58

ambientlight

97

cond

 

32

and

144

conformal

 

86

angle

162; 166

CONSTRAINED

79; 95

animate

86

contours

 

97

animate3d

99

convert

 

25; 27;

antisymmetric

158; 177

 

 

152

appendto

127

coords

 

80

apply

108

Copyright

 

163;169

array

28

count

 

102

arrow

162; 165

cumulativefrequency

108

associative

177

cylindrical

 

93

axes

80; 97

 

 

 

axesfont

81; 98

D

 

 

B

 

D

 

19

 

 

 

beta

113

Dchangevar

 

43; 49

binary

177

decile

 

102

binomiald

112

define

 

176

boolean

144

delete

 

63

BOXED

80

deletemissing

 

108

break

134

Deplot

 

43

builtin

162; 164

Deplot1

 

43; 47

by

132

Deplot2

 

43; 48

 

 

describe

 

102

C

 

description

 

160

 

 

det

 

32

c

123

DEtools

 

43; 101

cartesian

92

dfieldplot

 

43; 52

cat

142

diagonal

 

158

cauchy

113

diff

 

18

charpoly

32; 35

Digits

 

17

discont

80

discreteuniform

112

display

94

display3d

95

distribution

112

divideby

108

do

132

draw

59

dsolve

41

duplicate

68

E

 

edges

56

eigenvals

32; 35

eigenvects

32; 35

elif,

131

else

131

empirical

112

end

160

ends

60

ERROR

170

evalb

144

evalf

16

eweight

67

exponential

113

F

 

factorial

138

FAIL

172

fi

131

fit

102; 106

float

140

flow

69

font

81; 98

for

132

Fortran

123

fraction

138

FRAME

80

frames

86

fratio

113

frequency

108

from

132

fsolve

38

G

 

gamma

113

geometricmean

103

global

160

GRAPH

56

grid

92

H

 

harmonicmean

103

hastype

149

head

63

hypergeometric

112

I

 

identity

34; 158

If

131

igcd

136

ilcm

136

in

132

incidence

66

infinity

21

int

20

intersect

25

inverse

32; 177

iquo

135

irem

135

isplanar

73

isqrt

136

J

 

jacobian

32

K

 

kurtosis

103

L

 

labelfont

81; 98

labels

96

laplaced

113

LATEX

122

length

141

Ihs

144

light

97

limit

21

linalg

32

LINE

78

linearcorrelation

103

linestyle

81; 98

local

160

logistic

113

lognormal

113

M

 

macro

183

map

28;145

matrix

32

max

136:138

mean

103

median

103

member

2527

method

112

mm

135; 138

minor

32

minus

25

mod

138

mode

103

moment

103

moving

108

multiapply

108

multiply

32; 36

N

 

name

141

negativebinomial

113

networks

56

new

56

next

133

NONE

80

nops

25; 27

NORMAL

80

normald

113

not

144

numpoints

80

0

 

od

132

op

25; 27;

 

28; 147

open

127

operator

162;165

options

160

or

144

orientation

97

P

 

package

163; 168

PATCH

78

PDEplot

43; 50

petersen

59

phaseportrait

43; 54

plot

77

plot3d

88

plotdevice

74

plotoutput

75

plots

101

POINT

78

poisson

113

polar

80

postplot

75

preplot

75

print

28; 177

printlevel

181

proc

160

projection

97

Q

quadraticmean

103

quantity

112

R

 

rand

35

random

68; 102;

 

112

range

103; 143

rank

32

rational

139

read

100;

 

127; 173

remember

162;163

remove

108

replot

86

resolution

80

RETURN

161; 171

rhs

144

rsolve

42

S

 

save

100;

 

127; 173

scaleweight

108

scaling

79

SearchText

142

seq

24;25

shading

97

shortpathtree

71

show

65

signum

136

Size

81

solve

37

sparse

158

spherical

92

split

109

standarddeviation

103

standardscore

109

statevalf

102;115

statplots

102,118

stats

101; 102

statsort

109

statvalue

109

string

141

students

114

style

80;90

subs

39; 146

subsop

26; 147

substring

141

Sum

21

symbol

81; 98

symmetric

158,177

system

162;165;

T

180

 

table

30; 157

tail

63

tally

109

tallyinto

109

taylor

23

TeX

122

then

131

thickness

81,98

title

80;96

titlefont

81,98

to

132

trace

163; 166

transform

102;108

transpose

32

type

137; 148

U

 

unary

177

UNCONSTRAINED

80; 95

uniform

112; 114

union

25

untrace

168

V

 

variance

103

vector

32