2.1微分 z?h\7
R
O%A:2Y79
diff函数用以演算一函数的微分项,相关的函数语法有下列4个: }
O9q$-8!
1&Rz'JQ+
diff(f) 传回f对预设独立变数的一次微分值 X}_}`wIn
QR'"Zw&q5/
diff(f,'t') 传回f对独立变数t的一次微分值 J& +s
B @UaaWh
diff(f,n) 传回f对预设独立变数的n次微分值 |t|+pBB
)m"NO/sJ2
diff(f,'t',n) 传回f对独立变数t的n次微分值 YU[93@mCh
;or(:Yoc-
数值微分函数也是用diff,因此这个函数是靠输入的引数决定是以数值或是符号微分,如果引数为向量则执行数值微分,如果引数为符号表示式则执行符号微分。 ?)7uwJsH
O qY8\>f-
先定义下列三个方程式,接著再演算其微分项: rZe"*$e
z}s0D]$+x
>>S1 = '6*x^3-4*x^2+b*x-5'; 8=T;R&U^M
vAq`*]W+
>>S2 = 'sin(a)'; 6t
TLyI$+
+XJj:%yt
>>S3 = '(1 - t^3)/(1 + t^4)'; e\ k=T}
G|Ic6Sd
>>diff(S1) _C&2-tnp
"}Ch2K
ans=18*x^2-8*x+b Tm_AoZH
P
5m{}@g
>>diff(S1,2) S,lJ&Rsu
hv}rA,Yd
ans= 36*x-8 LS Na
9cWl/7;zXO
>>diff(S1,'b') z*YkD"]B
AR]y p{NS
ans= x -$?xR]( f
@YMef`T:
>>diff(S2) nE+sbfC
A0cC)bd&
ans= `&4L'1eF{
/lx\9S|
cos(a) *|Q'?ty(x
Y;p _ff
>>diff(S3) j =r`[Bm
*&+e2itmp
ans=-3*t^2/(1+t^4)-4*(1-t^3)/(1+t^4)^2*t^3 ]=2Ba<)m
)(9>r/bq
>>simplify(diff(S3)) 4Ucg<Z&%
vJ7I
[Z
ans= t^2*(-3+t^4-4*t)/(1+t^4)^2 BP,"vq $'+
Ps+0qqT*
2.2积分 L|qQZ=
Z2(z,pK
int函数用以演算一函数的积分项, 这个函数要找出一符号式 F 使得diff(F)=f。如果积 n%"q>
ixw3Z D(>+
分式的解析式 (analytical form, closed form) 不存在的话或是MATLAB无法找到,则int 传回原输入的符号式。相关的函数语法有下列 4个: G`8gI)$u
?5Wj y
int(f) 传回f对预设独立变数的积分值 wXMKQ)$(
93XTumpV
int(f,'t') 传回f对独立变数t的积分值 1LZ?!Lw
VtUe$ft
int(f,a,b) 传回f对预设独立变数的积分值,积分区间为[a,b],a和b为数值式 V'#dY~E-P
}BKEz[G(
int(f,'t',a,b) 传回f对独立变数t的积分值,积分区间为[a,b],a和b为数值式 }\:3}'S.$
|o6
h:g
int(f,'m','n') 传回f对预设变数的积分值,积分区间为[m,n],m和n为符号式 2BXpk^d5y
u01 'f-h
我们示范几个例子: =\B{)z7@6D
Y|_#yb
>>S1 = '6*x^3-4*x^2+b*x-5'; }tF/ca:XPQ
{UX?z?0T
>>S2 = 'sin(a)'; ah1d0eP
L@HPU;<
>>S3 = 'sqrt(x)'; n1 =B
U s86.@|
>>int(S1) 8*!<,k="9
8i!AJF9IQ}
ans= 3/2*x^4-4/3*x^3+1/2*b*x^2-5*x l
Q]&:%^\
V%8?f,
>>int(S2) V&;1n
9h>nP8
ans= -cos(a) HYyO/U9z|I
onRxe\?D(
>>int(S3) jl;_lcO
y >r7(qg
ans= 2/3*x^(3/2) K*&M:u6E
'iA#lKG
>>int(S3,'a','b') 5ppOG_
f.JZ[+
ans= 2/3*b^(3/2)- 2/3*a^(3/2) Zk4Hs%n
%@#+Xpa+
>>int(S3,0.5,0.6) n0F.Um
a
yn6k=F
ans= 2/25*15^(1/2)-1/6*2^(1/2) Xf!@uS6<X
XI:8_F;Q
>>numeric(int(S3,0.5,0.6)) % 使用numeric函数可以计算积分的数值 tvXoF;Yq
nwswy]e8/
ans= 0.0741 TP o%zZo
O4RNt,?l
2.3求解常微分方程式 :f%FM&b
(XA=d
4
MATLAB解常微分方程式的语法是dsolve('equation','condition'),其中equation代表常微分方程式即y'=g(x,y),且须以Dy代表一阶微分项y' D2y代表二阶微分项y'' , yTzP{I
e8g"QDc
condition则为初始条件。 uMVM- (g%
_a1 =?
假设有以下三个一阶常微分方程式和其初始条件 28FC@&'H
mAMi-9
y'=3x2, y(2)=0.5 Fd Ezt
x{{QS$6v
y'=2.x.cos(y)2, y(0)=0.25 i)9}+M5
i{[=N9U5o
y'=3y+exp(2x), y(0)=3 )OQhtxK
:W]?6=
对应上述常微分方程式的符号运算式为: VH[r@Pn
K*iy ^}
>>soln_1 = dsolve('Dy = 3*x^2','y(2)=0.5') :K.%^ag=j
9rXbv4{
ans= x^3-7.500000000000000 Z0&^U#]
88}+.-3t$
>>ezplot(soln_1,[2,4]) % 看看这个函数的长相 }/~%Ysl
I@Zd<