主要内容

区分符号表达或功能

描述

例子

DF.= diff(FF关于所确定的符号变量Symvar(F,1)

例子

DF.= diff(FN计算N衍生物F关于所确定的符号变量Symvar.

例子

DF.= diff(Fvar.F关于差异化参数var.var.可以是符号标量变量,例如X,象征函数,如f(x)或衍生函数,例如差异(f(t),t)

例子

DF.= diff(Fvar.N计算N衍生物F关于var.

例子

DF.= diff(Fvar1,...,变华F关于参数var1,...,变华

例子

DF.= diff(FMvar.F关于符号矩阵变量Mvar.类型Symmatrix.(自R2021A以来)

例子

全部收缩

找到函数的衍生品罪(x ^ 2)

Syms.f(x)f (x) = sin (x ^ 2);Df = diff (f, x)
df(x)=
                      
                       
                        
                         
                          
                           2
                          
                          
                          
                           X
                          
                          
                          
                           
                            
                             COS.
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               
                                
                                 X
                               
                               
                                
                                 2
                               
                              
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         2 * x * cos(x ^ 2)
                       
                      

找到衍生物的值x = 2.将值转换为双倍。

df2 = df(2)
df2 =
                      
                       
                        
                         
                          
                           4.
                          
                          
                          
                           
                            
                             COS.
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               4.
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         符号(4)* cos(Sym(4))
                       
                      
双(df2)
ANS = -2.6146.

找到此表达式的第一个衍生。

Syms.XT.df = diff(sin(x * t ^ 2))
df =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             T.
                           
                           
                            
                             2
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             COS.
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   T.
                                 
                                 
                                  
                                   2
                                 
                                
                                
                                
                                
                                 X
                               
                              
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         t ^ 2 * cos(t ^ 2 * x)
                       
                      

因为您没有指定差异化变量,使用默认变量定义Symvar..对于此表达式,默认变量是X

var = symvar(sin(x * t ^ 2),1)
var =
                      
                       
                        
                         
                          X
                        
                        
                         X
                       
                      

现在,找到该表达式的导数相对于变量T.

df = diff(sin(x * t ^ 2),t)
df =
                      
                       
                        
                         
                          
                           2
                          
                          
                          
                           T.
                          
                          
                          
                           X
                          
                          
                          
                           
                            
                             COS.
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   T.
                                 
                                 
                                  
                                   2
                                 
                                
                                
                                
                                
                                 X
                               
                              
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         2 * t * x * cos(t ^ 2 * x)
                       
                      

找到第4,第5和第6个衍生品 T. 6.

Syms.T.d4 = diff(t ^ 6,4)
D4 =
                      
                       
                        
                         
                          
                           360.
                          
                          
                          
                           
                            
                             T.
                           
                           
                            
                             2
                           
                          
                         
                        
                        
                         360 * t ^ 2
                       
                      
d5 = diff(t ^ 6,5)
D5 =
                      
                       
                        
                         
                          
                           720.
                          
                          
                          
                           T.
                         
                        
                        
                         720 * t
                       
                      
d6 = diff(t ^ 6,6)
d6 =
                      
                       
                        
                         
                          720.
                        
                        
                         SYM(720)
                       
                      

找到该表达式的第二导数相对于变量y

Syms.Xydf = diff(x * cos(x * y),y,2)
df =
                      
                       
                        
                         
                          
                           -
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                             
                              
                               3.
                             
                            
                            
                            
                            
                             
                              
                               COS.
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         - x ^ 3 * cos (x * y)
                       
                      

计算表达式的第二个导数x * Y..如果未指定差异化变量,使用由此确定的变量Symvar..对于这个表达,Symvar(x * y,1)回报X.所以,计算第二衍生物x * Y.关于X

Syms.Xydf = diff(x * y,2)
df =
                      
                       
                        
                         
                          0.
                        
                        
                         SYM(0)
                       
                      

如果您使用嵌套调用并不指定差异化变量,确定每个呼叫的差异化变量。例如,区分表达式x * Y.通过致电用两次。

df = diff(diff(x * y))
df =
                      
                       
                        
                         
                          1
                        
                        
                         符号(1)
                       
                      

在第一个电话,x * Y.关于X和回报y.在第二个电话中,y关于y和回报1

因此,差异(x * y,2)相当于diff(x * y,x,x), 和差异(diff(x * y))相当于diff(x * y,x,y)

将这种表达与变量区分开来Xy

Syms.Xydf = diff(x * sin(x * y),x,y)
df =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             2
                            
                            
                            
                             X
                            
                            
                            
                             
                              
                               COS.
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                          
                           -
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                             
                              
                               2
                             
                            
                            
                            
                            
                             y
                            
                            
                            
                             
                              
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         2 * x * cos(x * y) -  x ^ 2 * y * sin(x * y)
                       
                      

您还可以通过提供所有差异变量来计算混合的高阶导数。

Syms.Xydf = diff(x * sin(x * y),x,x,x,y)
df =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                             
                              
                               2
                             
                            
                            
                            
                            
                             
                              
                               y
                             
                             
                              
                               3.
                             
                            
                            
                            
                            
                             
                              
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                          
                           -
                          
                           
                            
                             6.
                            
                            
                            
                             X
                            
                            
                            
                             
                              
                               y
                             
                             
                              
                               2
                             
                            
                            
                            
                            
                             
                              
                               COS.
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                          
                           -
                          
                           
                            
                             6.
                            
                            
                            
                             y
                            
                            
                            
                             
                              
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                  
                                  
                                  
                                   y
                                 
                                
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         x ^ 2 * y ^ 3 * sin(x * y) -  6 * x * y ^ 2 * cos(x * y) -  6 * y * sin(x * y)
                       
                      

找到函数的衍生品 y = F X 2 D. F D. X 关于 F X

Syms.f(x)yY = F(x)^ 2 * diff(f(x),x);dy = diff(y,f(x))
Dy =

2 F X X F X 2 * f (x) *差异(f (x), x)

找到该函数的第二衍生物 y = F X 2 D. F D. X 关于 F X

DY2 =差异(y,f(x),2)
DY2 =

2 X F X 2 * diff(f(x),x)

找到功能的混合导数 y = F X 2 D. F D. X 关于 F X D. F D. X

DY3 =差异(y,f(x),diff(f(x))))
DY3 =
                      
                       
                        
                         
                          
                           2
                          
                          
                          
                           
                            
                             F
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               X
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         2 * f(x)
                       
                      

找出描述质量-弹簧系统运动的欧拉-拉格朗日方程。定义系统的动能和势能。

Syms.x(t)mK.t = m / 2 * diff(x(t),t)^ 2;v = k / 2 * x(t)^ 2;

定义拉格朗日。

l = t  -  v
l =

m T. X T. 2 2 - K. X T. 2 2 (m *(差异(x(t),t))^ 2)/ 2 - (k * x(t)^ 2)/ 2

euler-lagrange方程是给出的

0. = D. D. T. L. T. X X ˙ X ˙ - L. T. X X ˙ X

评估术语 L. / X ˙

d1 = diff(l,diff(x(t),t)))
D1 =

m T. X T. m * diff(x(t),t)

评估第二个术语 L. / X

d2 = diff(l,x)
D2(t)=
                      
                       
                        
                         
                          
                           -
                          
                           
                            
                             K.
                            
                            
                            
                             
                              
                               X
                             
                             
                              
                              
                               
                                
                                 T.
                               
                              
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         -k * x(t)
                       
                      

找到群众弹簧系统运动的Euler-Lagrange方程。

差异(d1,t) -  d2 == 0
ans(t)=

m 2 T. 2 X T. + K. X T. = 0. m * diff(x(t),t,2)+ k * x(t)== 0

自R2021A以来

要评估关于vectors的衍生产品,您可以使用符号矩阵变量。例如,找到衍生品 α / X α / y 对于表达式 α = y T. 一种 X , 在哪里 y 是3×1的矢量, 一种 是一个3×4矩阵,和 X 是一个4×1的矢量。

创建三个符号矩阵变量Xy, 和一种,适当的大小,并使用它们来定义α

Syms.X[4 1]矩阵Syms.y[3 1]矩阵Syms.一种[3 4]矩阵α= y。”* * x
alpha =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               y
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             一种
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             X
                           
                          
                         
                        
                        
                         转置(Symmatrix('y',[3 1]))* symmatrix('a',[3 4])* symmatrix('x',[4 1])
                       
                      

找到衍生物α关于载体 X y

dx = diff(alpha,x)
Dx =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               y
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             一种
                           
                          
                         
                        
                        
                         置(symmatrix (' y ', 1 [3])) * symmatrix (' A ', 4 [3])
                       
                      
dy = diff(alpha,y)
Dy =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             
                              
                               一种
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                         
                        
                        
                         转置(Symmatrix('x',[4 1]))*转置(Symmatrix('a',[3 4]))
                       
                      

自R2021A以来

要评估差异与矩阵,可以使用符号矩阵变量。例如,找到差异 y / 一种 对于表达式 y = X T. 一种 X , 在哪里 X 是一个3×1的矢量,和 一种 是一个3×3矩阵。这里, y 是一个标量是矢量的函数 X 和矩阵 一种

创建两个符号矩阵变量以表示 X 一种 .定义 y

Syms.X[3 1]矩阵Syms.一种[3]矩阵y = x。'* a * x
y =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             一种
                           
                          
                          
                          
                          
                           
                            
                             X
                           
                          
                         
                        
                        
                         转置(Symmatrix('x',[3 1]))* symmatrix('a',[3 3])* symmatrix('x',[3 1])
                       
                      

找到差异 y 关于矩阵 一种

d = diff(y,a)
d =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               X
                             
                            
                           
                           
                            
                             T.
                           
                          
                          
                          
                           
                            
                             X
                           
                          
                         
                        
                        
                         克隆亚麻(转置(symmatrix(“X”,[1]3)),symmatrix(“X”,[1]3))
                       
                      

结果是介于kronecker张量产品 X T. X ,这是一个3×3矩阵。

尺寸(d)
ans =.1×23 3.

输入参数

全部收缩

以区分,指定为的表达或功能

  • 象征性的表情

  • 一个象征性的函数

  • 符号表达式或函数的矢量或矩阵(符号矢量或符号矩阵)

  • 符号矩阵变量(自R2021A以来)

如果F是象征的矢量或矩阵,区分每个元素F并返回与相同尺寸的向量或矩阵F

数据类型:单身的|双倍的|轶事|Symfun.|Symmatrix.

差异化参数,指定为符号标量变量,符号函数或使用该符号函数或使用该域创建的衍生功能功能。

如果指定关于符号函数的差异var = f(x)或衍生功能var = diff(f(x),x),然后是第一个论点F不得包含其中任何一个:

  • 积分变换,如傅里叶iFourier拉普拉斯ilaplace.HTRANS.Ihtrans.Ztrans., 和IZTRANS.

  • 包含的未评估符号表达限制要么int

  • 在特定点评估的符号函数,例如F(3)要么g(0)

数据类型:单身的|双倍的|轶事|Symfun.

差分参数,指定为符号标量变量,符号函数或使用的衍生功能功能。

数据类型:单身的|双倍的|轶事|Symfun.

自R2021A以来

差异化参数,指定为符号矩阵变量。

功能目前不支持张量衍生物。金宝app如果衍生物是张量,或者衍生物是在张量方面的矩阵,那么函数将错误。如果F是一个可差异的标量函数,Mvar.可以是标量,矢量或矩阵。有关进一步的例子,请参阅鉴于载体与矩阵区分开

数据类型:Symmatrix.

微分顺序,指定为非负整数。

提示

  • 计算具有多个变量的混合高阶导数时,请勿使用N指定差异化秩序。相反,显式指定所有差异变量。

  • 提高性能,假设所有混合导数都是可交换的。例如,

    X y F X y = y X F X y

    这种假设足以满足大多数工程和科学问题。

  • 如果您有区分多变量表达或功能F如果没有指定差异变量,那么嵌套呼叫差异(f,n)可以退回不同的结果。这是因为在嵌套呼叫中,每个差异化步骤确定并使用其自己的差异变量。在呼叫中差异(f,n),差异化变量是由Symvar(F,1)并用于所有差异化步骤。

  • 如果对包含的表达式或函数求导ABS.要么符号,确保参数是真正的值。对于复杂的论点ABS.符号, 这功能正式计算衍生物,但此结果通常不适用于ABS.符号在复杂的数字上并不差异。

在R2006A之前介绍