分析绘图与符号数学工具箱

fplot家庭接受符号表达式和公式作为输入使得能够容易地分析绘图而不显式生成数字数据。

这个例子中有如下功能

  • fplot

  • fplot3

  • fsurf

  • fcontour

  • fmesh

  • fimplicit

  • fimplicit3

一个变量的交互情节功能

SYMSXfplot(SIN(EXP(X)))

fplot([的sin(x),COS(X),棕褐色(x)]的)

生成符号表达的隐含情节

SYMSXÿR = 1:10;fimplicit(X ^ 2 + Y ^ 2 == R)

参探索具有多种功能潜艇

SYMSX一个表达式= SIN(EXP(X / a))的
表达式=
                 
                  
                   
                    
                     
                    
                    
                     
                     
                      
                       
                        
                         
                          Ë
                        
                        
                         
                          
                           
                            X
                           
                            /
                           
                            一个
                          
                         
                        
                       
                      
                     
                     
                    
                   
                   
                    罪(EXP(X / a))的
                  
                 
fplot(潜艇(表达式中,a,[1,2,4]))保持传说显示

混合符号和数字技术来开发数学模型

探索样条逼近 F X = X * Ë X p - X * 小号 一世 ñ * X - 2

SYMSF(X)F(X)= X * EXP(-x)* SIN(5 * X)-2;XS = 0:1/3:3;YS =双(潜艇(F,XS));fplot(F,[0,3])保持图(XS,YS,'* K''显示名称''数据点')fplot(@(x)的花键(XS,YS,x)中,[0 3],'显示名称'“样条插值”)保持传说显示

探索吉布斯现象

SYMSXN = 5;约= cumsum(SIN((1:2:2 * N-1)* X)./(1:2:2 * N-1));fplot(约,'行宽',1)

绘制计算的结果

随着符号输入,我们可以进行计算,得出结果。

SYMS传真)假设(A> 0);F(A,X)= A * X ^ 2 + A ^ 2 * X + 2 * SQRT(a)中
F(A,X)=
                 
                  
                   
                    
                     
                      
                       
                        一个
                       
                       
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         
                          2
                        
                       
                      
                     
                     
                      +
                     
                      
                       
                        
                         
                          一个
                        
                        
                         
                          2
                        
                       
                       
                       
                       
                        X
                      
                     
                     
                      +
                     
                      
                       
                        2
                       
                       
                       
                        
                         
                          一个
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                   
                    一个* X ^ 2 + A ^ 2 * X + 2 * SQRT(a)中
                  
                 
x_min =解决(差异(F,X)中,x)
x_min =

- 一个 2 -a2

fplot(F(A,x_min),[0 5])xlabel'一个'标题“F的最小值取决于”

假设(一,'明确'

可视化系列和求和

SYMSXT6 =泰勒(COS(X)中,x,'订购',6)
T6 =

X 4 24 - X 2 2 + 1 的x ^24分之4 - X ^ 2/2 + 1

T8 =泰勒(COS(X)中,x,'订购',8)
T8 =

- X 6 720 + X 4 24 - X 2 2 + 1 - X ^七百二十○分之六+的x ^24分之4 - X ^ 2/2 + 1

fplot([COS(x)的T6 T8])XLIM([ -  4 4])ylim([ -  1.5,1.5])标题“第6和第8阶泰勒级数逼近COS(X)”传说显示

浏览功能与他们的积分和派生词

一些象征性的表达不能转换到MATLAB的功能。

SYMSXF = X ^ x的
F =
                 
                  
                   
                    
                     
                      
                       X
                     
                     
                      
                       X
                     
                    
                   
                   
                    X ^ X
                  
                 
INT(F,X)
ANS =

X X d X INT(X ^ X,X)

DIFF(F,X)
ANS =
                 
                  
                   
                    
                     
                      
                       
                        X
                       
                       
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         
                          
                           
                            X
                           
                            -
                           
                            1
                          
                         
                        
                       
                      
                     
                     
                      +
                     
                      
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         
                          X
                        
                       
                       
                       
                       
                        
                         
                          日志
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            X
                          
                         
                         
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                   
                    X * X ^(X  -  1)+ X ^ X *日志(x)的
                  
                 
fplot(并[f,INT(F,X),DIFF(F,X)],[O 2])说明显示

产生没有明确的数值数据参数曲线

曲线 X Ť ÿ Ť 要么 X Ť ÿ Ť ž Ť 可以通过绘制fplot要么fplot3(就像用情节要么plot3为数值数据):

SYMSŤfplot3(SIN(t)的-t / 2,COS(T),T ^ 3,' - ''行宽',2.5)视图([ -  45 45])

表面生成 ž = F X ÿ 没有meshgrid

SYMSXÿfsurf(的sin(x)+ SIN(Y) - (X ^ 2 + Y ^ 2)/ 20,'ShowContours''上')设置(camlight,'颜色'[0.5 0.5 1]);集(camlight('剩下''颜色'[1 0.6 0.6]);集(camlight('剩下''颜色'[1 0.6 0.6]);集(camlight('对''颜色'[0.8 0.8 0.6]);材料闪亮视图(-19,56)

使用从分析衍生物数字流线meshgrid

SYMSXÿU = DIFF(差异(的sin(x ^ 2 + Y ^ 2)))
U =
                 
                  
                   
                    
                     
                      
                       
                        2
                       
                       
                       
                        
                         
                          COS
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                X
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                             
                              +
                             
                              
                               
                                ÿ
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      
                     
                     
                      -
                     
                      
                       
                        4
                       
                       
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         
                          2
                        
                       
                       
                       
                       
                        
                         
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                X
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                             
                              +
                             
                              
                               
                                ÿ
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                   
                    2 * COS(X ^ 2 + Y ^ 2) -  4 * X ^ 2 *的sin(x ^ 2 + Y ^ 2)
                  
                 
V = DIFF(差异(COS(X ^ 2 + Y ^ 2)))
v =
                 
                  
                   
                    
                     
                      -
                     
                      
                       
                        2
                       
                       
                       
                        
                         
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                X
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                             
                              +
                             
                              
                               
                                ÿ
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      
                     
                     
                      -
                     
                      
                       
                        4
                       
                       
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         
                          2
                        
                       
                       
                       
                       
                        
                         
                          COS
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                X
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                             
                              +
                             
                              
                               
                                ÿ
                              
                              
                               
                                2
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                   
                    -  2 *的sin(x ^ 2 + Y ^ 2) -  4 * X ^ 2个* COS(X ^ 2 + Y ^ 2)
                  
                 
[X,Y] = meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);U =潜艇(U,[X Y],{X,Y});V =潜艇(V,[X Y],{X,Y});运行startx = -3:0.1:3;starty =零(大小(startx的));H =流线形(X,Y,U,V,X,Y);对于I = 1:长度(H)-1 H(I)。颜色= [兰特()兰特()兰特()];结束

自适应可视化

喜欢fplotfsurf在需要的地方,以便更准确地示出弯曲的区域和渐近区域更密集地评估您的符号表达式。

fsurf(日志(X)+ EXP(y)时,[-2 2])

创建隐式曲面

画出隐式曲面 1 / X 2 - 1 / ÿ 2 + 1 / ž 2 = 0 。指定输出使fimplicit3返回剧情对象。

SYMSXÿžF = 1 / X ^ 2  -  1 / Y ^ 2 + 1 / Z ^ 2;fimplicit3(F)

可视化多元表面

不像象征性的功能(如INTDIFF解决fsurf不允许指定的变量顺序。要设置的顺序,使用符号功能:

SYMSF(T)X(U,V)Y(U,V)Z(U,V)F(T)= SIN(t)的* EXP(-t ^ 2/3)1.5;X(U,V)= U
X(U,V)=
                 
                  
                   
                    
                     ü
                   
                   
                    ü
                  
                 
Y(U,V)= F(U)* SIN(v)的
Y(U,V)=

v Ë - ü 2 3 ü + 3 2 罪(V)*(EXP(( - U ^ 2/3))* SIN(U)+符号(3/2))

Z(U,V)= F(U)* COS(v)的
Z(U,V)=

COS v Ë - ü 2 3 ü + 3 2 COS(V)*(EXP(( - U ^ 2/3))* SIN(U)+符号(3/2))

fsurf(X,Y,Z,[ -  5 5.1 0 2 *π)

采用fmesh三维网状图

绘制的参数化网格

X = [R * C Ø 小号 小号 * 小号 一世 ñ Ť ÿ = [R * 小号 一世 ñ 小号 * 小号 一世 ñ Ť ž = [R * C Ø 小号 Ť

哪里 [R = 8 + 小号 一世 ñ 7 * 小号 + * Ť

SYMS小号ŤR = 8 + SIN(7 * S + 5 * T);X = R * cos(秒)* SIN(T);Y = R * SIN(秒)* SIN(T);Z = R * cos(T);fmesh(X,Y,Z,[0 2 * PI 0 PI]'行宽',2)轴等于

生成符号表达式或方程的等高线图

SYMSXÿ克(X,Y)克(X,Y)= X ^ 3-4 * X-Y ^ 2
克(X,Y)=
                 
                  
                   
                    
                     
                      
                       
                        X
                      
                      
                       
                        3
                      
                     
                     
                      -
                     
                      
                       
                        4
                       
                       
                       
                        X
                      
                     
                     
                      -
                     
                      
                       
                        ÿ
                      
                      
                       
                        2
                      
                     
                    
                   
                   
                    的x ^ 3  -  4 *说明X  -  Y ^ 2
                  
                 
fcontour(克,[ -  3 3 -4 4],'LevelList',-6:6)标题“有些椭圆曲线”