主要内容

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简化

説明

年代=简化(expr.)は,expr.の代数的な単純化を行います。expr.がシンボリックベクトルまたはシンボリック行列である场合,この关键expr.のの各要素を単纯単纯しし

年代=简化(expr.,名称,值)は1つ以上の名称,值のペアの引数で指定された追加オプションを使用して,expr.の代数的な単純化を行います。

式の単純化

次のシンボリック式を単純化します。

syms x a b c S = simplify(sin(x)²+ cos(x)²)S = simplify(exp(c*log(sqrt(a+b)))))
S = (a + b)^(c/2)

行列要素の単純化

このシンボリック行列に対して简化ををます。入力分数がベクトル行行为である料,简化は,そのベクトルまたは行列の各要素を単純化した形式を求めます。

信谊x M = [(x ^ 2 + 5 * x + 6) / (x + 2), sin (x) * sin (2 * x) + cos (x) * cos (2 * x);(exp(-x*i)*i)/2 - (exp(x*i)*i)/2,√(16));S =简化(M)
S = [x + 3, cos(x)] [sin(x), 4]

対数とべき乗の結果の単純化

既定ではますではは。简化でべき数と対数が結合されることはありません。これは,この結合が一般的な複素数値に有効でないためです。

信谊x expr =(日志(x ^ 2 + 2 * x + 1) -日志(x + 1)) * sqrt (x ^ 2);S =简化(expr)
s =  - (log(x + 1) -  log((x + 1)^ 2))*(x ^ 2)^(1/2)

単純化ルールを適用して関数简化でべき乗と対数を結合できるようにするには,“IgnoreAnalyticConstraints”真的に設定します。

S = simplify(expr, 'IgnoreAnalyticConstraints', true)
S = x*log(x + 1)

更なる単純化ステップによる結果の単純化

次の次の式を単纯単纯し。

信谊x expr = ((exp(我)- x * *我)——(exp (x *) * i)) / (exp (- x *我)+ exp (x *我));S =简化(expr)
S = -(exp(x*2i)*1i - 1i)/(exp(x*2i) + 1)

既定では,简化は内部単純化ステップを1つ使用します。単純化ステップの数を増やすことで、さまざまな単純化の結果をより簡潔な形式で取得できます。

S10 =简化(expr,'步骤',10)s30 =简化(expr,'步骤',30)s50 =简化(expr,'步骤',50)
我S10 = 2 / (exp (x * 2) + 1) - 1我S30 = ((cos (x) - sin (x) * 1 i) * 1 i) / cos (x) - 1我S50 = tan (x)

目的の結果を返せない場合,代わりの単純化関数を試してください。関数を選択して式を再編するを参照してください。

シンボリック式の等価な結果の取得

“所有”の値を真的に設定することで,シンボリック式の等価な結果を取得します。

syms x expr = cos(x)^2 - sin(x)^2;S =简化(expr,‘所有’,真的)
S = cos(2*x) cos(x)²- sin(x)²

単純化ステップ数を10まで増やします。同じ式に対するその他の等価な結果を求めます。

S =简化(expr,“步骤”,“所有”,真的)
s = cos(2 * x)1  -  2 * sin(x)^ 2 2 * cos(x)^ 2  -  1 cos(x)^ 2  -  sin(x)^ 2 cot(2 * x)* sin(2 * x)exp(-x * 2i)/ 2 + exp(x * 2i)/ 2

実数部と虚数部の分離

“标准”の値を“preferReal”に設定することで,式の実数部と虚数部を分離します。

信谊x f = (exp (x + exp (- x *我)/ 2 - exp (x *) / 2) *我)/ 2 -…(exp(- x - exp(-x*i)/2 + exp(x*i)/2)*i)/2;S = simplify(f, 'Criterion','preferReal', 'Steps', 100)
S = sin(sin(x))*cosh(x) + cos(sin(x))*sinh(x)*1i

“标准”“preferReal”に設定されない場合,简化はより短いが,実数部とと部が离さいない结果返します。

S =简化(f,“步骤”,100年)
S = sin(sin(x) + x*1i)

“标准”“preferReal”に設定した場合,単純化関数によって,複素数値が部分式内に表示される形式の式の優先度が低くなります。入れ子になっている部分式の場合,複素数値が表示される式の階層が深くなるほど,その形式を取る式の優先度は低くなります。

べき指数内の虚数項を回避する

“标准”“preferReal”に設定することで,べき指数内の虚数項を回避します。

“标准”“preferReal”に設定した場合としなかった場合とで複雑なシンボリック式を単純化して,この振る舞いを見ていきます。“标准”“preferReal”に設定されている場合,简化によって虚数项が指数の外に置かれます。

expr =符号(i) ^ (i + 1);withoutPreferReal =简化(expr“步骤”,100)
withoutPreferReal = (-1)^(1/2 + 1i/2)
vitepreferreal =简化(expr,'标准','preferreal','步骤',100)
withPreferReal = exp(-π/ 2)* 1

単位の単純化

简化を使用して,等しい次元のシンボリック単位を含む式を単純化します。

u = symunit;expr = 300 * u。厘米+ 40 * u。英寸+ 2 * u.m;S =简化(expr)
s =(3008/5)* [cm]

简化は書き換える単位を自動的に選択します。特定の単位を選ぶには,重写を使用します。

入力引数

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入力式。シンボリックな式,关联,ベクトルベクトル行为としてしし。

名前と値のペアの引数

引数名称,值のオプションのコンマ区切りペアを指定します。的名字は数名,价值は対応する値です。的名字は引用符で囲まなければなりません。name1,value1,...,namen,valuenのように,複数の名前と値のペアの引数を任意の順番で指定できます。

例:“秒”,60では,単纯化プロセスが60空间に制制さます。

等価な結果を返すオプション。“所有”と2つの逻辑値のいずれかで構成されるコンマ区切りのペアとして指定します。このオプションを使用する場合,入力引数expr.はスカラーでなければなりません。

既定のオプションオプション使て,単纯化の最终のみを返します。
真的 入力式に対する等価な結果の列ベクトルを返します。このオプションを'脚步'オプションと共に使用することで,単純化プロセスで代替式を取得できます。

単純化条件。“标准”

'默认' 既定の(内部)単純化条件を使用します。
“preferReal” 複素数値を含む形式より,実数値を含む形式の年代を優先します。いずれかの形式の年代に複素数が含まれている場合,単純化関数によって,複素数値が部分式内に表示される形式の式の優先度が低くなります。入れ子になっている部分式の場合,複素数値が表示される式の階層が深くなるほど,その形式を取る式の優先度は低くなります。

単純化ルール。“IgnoreAnalyticConstraints”および次の値のいずれかで構成されるコンマ区切りペアとして指定します。

厳格な単纯化ルールルール使ます。简化は常に,最初最初の式と的的等価な结果を返し返し返し等価等価な结果返し返し
真的 式に対して纯粋纯粋分数的なな化を适适ます。简化は,これを使用しないとより複雑な結果が返される入力式にも,単純な結果を返すことができます。Ignoreanalyticonstraints.真的に设定するする,最初の式​​と等価ではないが导かれるれるががあります。

単純化プロセスの制限時間。“秒”と秒単位で最大时间を表す正の値で构成される,コンマ区切りペアとして指定します。

単純化ステップの数。'脚步'と内部単純化ステップの最大数を表す正の値とで構成される,コンマ区切りペアとして指定します。単純化ステップの数を増やすと計算が遅くなる可能性があることに注意してください。

简化(expr“步骤”,n)简化(expr n)と等価であり,nはは化ステップステップ数。

ヒント

  • 数式の単純化は明確に定義されているわけではありません。どの形式の式が最も単純かに関しては,一般的な考え方はありません。ある問題については最も単純な数式の形式が,別の問題については複雑で不適切となる場合があります。

アルゴリズム

Ignoreanalyticonstraints.をを用する合成,简化は次のルールにますます。

  • 任意のaおよびbについて,log(a) + log(b) = log(a·b)が成り立つ。特点,a,b,cのすべてのに対してに対して,次の等式が有条。

    (a·b)c=一个cc

  • 任意のaおよびbについて,日志(b) = b·日志(一)が成り立つ。特点,a,b,cのすべてのに対してに対して,次の等式が有条。

    (一个b)c=一个b·c

  • fおよびgが標準的な数学関数,かつ任意の微小な正数についてf (g (x)) = xである場合,すべての複素数xに対してf (g (x)) = xが效であるであるするする。

    • 日志(E.x) = x

    • asin (sin (x)) = xACOS(COS(x))= xatan(tan(x))= x

    • 的作用(sinh (x)) = x作用(cosh (x)) = xatanh(双曲正切(x)) = x

    • ランベルトのW关关のすべての分享指标kに対して,Wk(x·ex) = x

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