Записи с меткой «графов»

Арифметические вычисления с повышенной точностью

Арифметические вычисления с повышенной точностью
Важное достоинство систем символьной математики — выполнение арифметических вычислений с произвольными разрядностью и точностью. Хотя на деле они ограничены объемом ОЗУ, но для современных компьютеров с объемом ОЗУ в единицы и десятки мегабайт вряд ли можно столкнуться со случаем, когда ограничения по разрядности и точности становятся существенными.
Следующие две функции, Rationalize [х] и Rationalize [x, dx], дают приближение для числа х в виде рациональных чисел. Вторая из этих функций задает приближение с заданной точностью dx.
Mathematica может работать с большими числами и выполнять определенные операции с очень высокой точностью. Примеры, приведенные на рис. 3.3, иллюстрируют эти возможности.
Как видно из примеров представления рациональных чисел, результат приближения зависит от заданной погрешности. Чем она меньше, тем большие значения целых чисел в числителе и знаменателе результата разыскивает система. далее…

Размерные величины

Размерные величины
Mathematica позволяет оперировать с размерными величинами, которые широко используются в физических и химических расчетах. Размерные величины характеризуются не только численными значениями, но и единицами измерения, например Meter (метр), Second (секунда) и т. д. Последние могут стоять в числителе и в знаменателе выражений, представляющих размерные величины:
1 Meter
Meter
5Meter
5 Meter
0.5Second
0.5Second
Между значением размерной величины и единицей измерения знак умножения можно не ставить. Это видно из приведенных выше примеров.
Для облегчения ввода физических констант, представляющих собой размерные величины, в наборе файлов Mathematica можно найти файл PhysicalConstants.nb. При его загрузке появляется дополнительная палитра физических констант, показанная на рис. 3.2.
Для ввода констант достаточно активизировать соответствующую кнопку с нужной константой. Будут введено выражение, задающее константу. Ниже представлены примеры ввода первой и последней констант, содержащихся в палитре, представленных в стандартной форме:
2.99792458000000028’*^8 Meter/ Second
2.99792х108 Meter/ Second
6. 9599 x 108 Meter
6.9599xl08 Meter
Следует отметить, что без острой необходимости применять размерные величины не следует, поскольку они усложняют математические выражения и зачастую не позволяют выполнять с ними символьные преобразования. Рекомендуется нормировать выражения (формулы) так, чтобы результаты их вычисления имели безразмерный вид.
 
Переменные
Переменными в математике принято называть именованные объекты, которые могут принимать различные значения, находящиеся в определенном множестве допустимых значений. Подобно этому, переменными в системе Mathematica являются именованные объекты, способные в ходе выполнения документа неоднократно принимать различные значения — как численные, так и символьные. далее…

Объекты и идентификаторы

Объекты и идентификаторы
В общем случае система Mathematica оперирует с объектами. Под ними подразумеваются математические выражения (ехрг), символы (symbols), строки из символов (strings), упомянутые выше числа различного типа, константы, переменные, графические и звуковые объекты и т. д.
Каждый объект характеризуется своим именем — идентификатором. Это имя должно быть уникальным, то есть единственным. Существуют следующие правила задания имен:

  • sssss — имя объекта, заданного пользователем;
  • Sssss — имя объекта, входящего в ядро системы;
  • $Sssss — имя системного объекта.

Итак, все объекты (например функции), включенные в ядро, имеют имена (идентификаторы), начинающиеся с большой буквы (например Plus, Sin или Cos). Идентификаторы относящихся к системе объектов начинаются со знака $. Заданные пользователем объекты следует именовать строчными (малыми) буквами. Разумеется, под символами s…s подразумеваются любые буквы и цифры (но не специальные символы, такие как +, -, * и т. д.).
Объекты (чаще всего это функции), встроенные в систему, принято называть внутренними или встроенными. далее…

Работа с примерами

Работа с примерами
Практически по каждой функции приведен ряд примеров, которые открываются при активизации гиперссылки в виде треугольника с надписью Further Examples (вначале примеры скрыты). Примеры являются «живыми» в том смысле, что, не выходя из справочной системы, можно перенабрать содержимое любой ячейки ввода и тут же, вычислив ячейку, получить новый результат. К примеру, показано, как список синусов, заданный ранее строкой ввода In , заменен на построение графика функции Sin [х] (а строка ввода получила номер In ).
Можно также, выделив ячейки примеров, перенести их содержимое в буфер командой Сору и затем разместить в текущем документе командой Paste. Такой пример можно редактировать и использовать для решения своих, близких к нему по сути задач.
Работа с электронным учебником
Для демонстрации возможностей системы служит электронный учебник Getting Started/Demos. На показан пример работы с ним — иллюстрируется построение документов в формате Notebook.
Электронный учебник содержит множество полезных применений системы Mathematica 8. Однако в целом он рассчитан на начальный уровень знакомства с системой. Учебник представляет материал по контексту.
 
Справка по пакетам расширения
В систему Mathematics встроен ряд дополнительных пакетов расширения (Add-ons), содержащих массу полезных новых функций. далее…