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关键词:Matlab;高等数学;二维图形
中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)06-11677-01
1 引言
Matlab是将计算、可视化和编程功能集成在非常便于使用的环境中,是一个交互式的以矩阵计算为基础的科学和工程计算软件,它所具有的数值计算功能、以及可视化建模体现了其他同类软件难以比拟的优势,而它的图形功能更加彰显了Matlab的智能化和自动化的优越性。
高等数学是一门十分抽象的学科,对于一些抽象的函数,我们可以借助于几何图形来理解,但这类图形的绘制往往很复杂,仅凭手工绘制也难以达到精确的效果,这时如果使用Matlab来解决所遇到的图形问题,则能达到事半功倍的效果。在高等数学领域中有关图形方面的应用,无论是初等函数图形、还是极坐标图形、统计图,对于Matlab而言都是完全可以胜任的。
下面结合实例从几个方面来阐述Matlab在高等数学二维图形中的应用。
2 初等函数
例1Matlab中可以实现同一窗口的分割输出,下面就用同一窗口输出这三个函数的图形,用下面的语句就可以实现:
subplot(1,3,1),fplot('cos(1./x)',[0.01 0.1]);
subplot(1,3,2),x=linspace(0,10,50),y=cos(x).*exp(x/3),fill(x,y,'b');
subplot(1,3,3),ezplot('2*exp(0.5*x)*cos(2*pi*x)')
又如各种隐函数:
例2 F(x)=1/y - log(y)+log(y-1)+x-1=0F(x)=x3+y3+3xy=0, F(x)=x2-y2-1=
用下列语句即可实现:
subplot(1,3,1),ezplot('1/x-log(x)+log(x-1)+y-1')
subplot(1,3,2),ezplot('x^3+y^3-3*x*y',[-3,3])
subplot(1,3,3),ezplot('x^2-y^2-1')
3 绘制饱和非线性特性方程
例3 绘制出饱和非线性特性方程 的曲线。
可以用下面的语句绘制出分段函数的曲线:
x=[-2:0.02:2];
y=1.1*sign(x).*(abs(x)>1.1)+x.*(abs(x)
在这样的分段函数模型描述中,注意不要将某个区间重复表示。
4 绘制极坐标
例4 试用极坐标绘制函数polar()绘制ρ=5sin(4θ/3)和ρ=5sin(θ/3)的极坐标曲线。
求解:由极坐标方程的数学表达式可以立即得出结论,这两个函数的周期均为6π,所以若想绘制极坐标曲线,则应该先构造一个θ向量,然后求ρ向量,调用polar()函数就可以立即绘制出所需的极坐标曲线。
theta=0:0.01:6*pi;
rho=5*sin(4*theta/3);
polar(theta,rho)
figure;
rho=5*sin(theta/3);
polar(theta,rho)
结果如图:
5 绘制统计图
例5 下面是100名学生体重的频数表
在显著水平?坠=0.05下能否认为这些体重服从正态分布?绘出统计数据的直方图。
分析:H=LILLIEST(X,ALPHA) [H,P,LSTAT,CV] = LILLIEST(X,ALPHA)
命令lilliest()进行Lilliefors调整了的Kolmogorov-Smirnov测试,从而判定样本X所在随机变量在显著水平alhpa下是否服从正态分布,参数alpha的缺省值为0.05。返回值H是个布尔量,H=0表示接受假设的概率,如果p非常小,我们对原假设质疑。LSTAT为测试统计量值;CV为是否拒绝假设的临界值。
程序设计:
clear
M1=ones(1,8)*48.50;M2=ones(1,6)*51.50;M3=ones(1,8)*54.50;
M4= ones(1,21)*57.50; M5=ones(1,13)*60.50;M6=ones(1,19)*60.50;
M7=ones(1,11)*66.50; M8=ones(1,5)*69.50; M9=ones(1,4)*72.50;
M10=ones(1,5)*75.50;
M=[M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9,M10];
alpha=0.05;
[H,P,Lstat,CV]=lillietest(M,alpha)
运行结果如下:
H = 1
P = NaN
Lstat = 0.2342
CV = 0.0886
>> hist(M)
程序说明:H=1,说明检验结果拒绝了假设;另外测试统计值Lstat=0.2342大于临界值CV=0.0886。
6 其他的图形
例6采用模型画一组椭圆
程序如下:
th=[0:pi/50:2*pi]';
a=[0.5:.5:4.5];
X=cos(th)*a;
Y=sin(th)*sqrt(25-a.^2);
plot(X,Y),
axis('equal'),
图形如下:
7 peaks函数
为了方便测试立体绘图,Matlab提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含三个局部极大值点及三个局部极小值点,这在一定程度上方便了数学科研工作者对Matlab高层绘图的了解,此处亦稍作提及。
参考文献:
[1] 石博强, 滕贵法, 李海鹏, 郭立芳. Matlab数学计算范例教程[M]. 中国铁道出版社,北京:2004.
[2] 崔秋珍, 王淑玉. 几何图形在高等数学中的作用及在Matlab下的实现[J]. 洛阳师范学院学报,2003.
[3] 萧树铁. 数学实验[M]. 高等教育出版社,北京:1999.
[4] 张志涌. MATLAB教程[M]. 北京航空航天大学出版社,北京:2001.
该文主要通过高等数学教学过程对二元函数的极限的求解方法和技巧进行了初步的研究,并在某些具体求解方法中就其中要注意的细节和技巧做了说明,以便于我们更好地了解二元函数的各种极限以及对各类极限进行计算。
下面给出常见二元函数极限的求法。
1 若能够事先看出极限值,则可以用方法证明,直接写出二元函数的极限值
例1 求极限.
定义证明:,因为,
故要使,只要取,则,
故极限值为0。
2 利用初等函数的连续性和极限的四则运算性质 求二元函数的极限
例2 求二元函数的极限
解:有理函数在点连续,根据连续函数的性质,
所以。
3 利用夹逼法则求极限
例3 球二元函数极限
解:对于上述二元函数当时,分子、分母极限都是趋于零,故上述极限是型。
因为
.
令
,由夹逼法则知,=0。
4 先分子、分母有理化再化简求极限
例4 计算二元函数的极限
分析:对二元函数分母有理化并求极限得
。
5 利用变量代换法求极限
例5 求极限
解:设,因,故当时,,则
从适用的专业看:数学二主要针对农、林、地、矿、油等专业的考生;数学三的考试是适用于经济、管理类专业的考生,相对的,经管类的会比农、林类对数学的考察的更加深入。
从考察的范围来看:数学二考察高等数学和线性代数;数学三考察高等数学,概率论与数理统计以及线性代数。所以数学三要比数学二考察的面更广。
总之,数学三的整体难度高于数学二。
(来源:文章屋网 )
一、专升本考试科目
专升本考试科目:政治、英语、专业基础。
其中专业基础包括:大学语文、艺术概论、高等数学一、高等数学二、民法、教育理论、生态学基础、医学综合。考生根据报考类别只考一门。
二、高中起点升本科考试科目
高起本考生分文理科报考,考试科目分别是:
文科:语文、数学(文)、外语、史地
理科:语文、数学(理)、外语、理化。
三、高中起点升专科考试科目
高起专考生分文理科报考,考试科目分别是:
文科:语文、数学(文)、外语。
理科:语文、数学(理)、外语。
四、其它
一、专升本考试科目
专升本考试科目:政治、英语、专业基础。
其中专业基础包括:大学语文、艺术概论、高等数学一、高等数学二、民法、教育理论、生态学基础、医学综合。考生根据报考类别只考一门。
二、高中起点升本科考试科目
高起本考生分文理科报考,考试科目分别是:
文科:语文、数学(文)、外语、史地
理科:语文、数学(理)、外语、理化。
三、高中起点升专科考试科目
高起专考生分文理科报考,考试科目分别是:
文科:语文、数学(文)、外语。
理科:语文、数学(理)、外语。
四、其它