Mathematica 入门教程
Mathematica 是一个功能强大且灵活的计算机代数系统,它提供了 rộngranging 的数学功能和工具,能够帮助用户快速地解决复杂的数学问题。本文将对 Mathematica 的基本语法特征进行详细的介绍,以帮助初学者快速入门。
变量和函数
在 Mathematica 中,变量和函数的名称是区分大小写的,如 Name、name、NAME 等是不同的变量名或函数名。系统所提供的功能大部分以系统函数的形式给出,内部函数一般写全称,而且一定是以大写英文字母开头,如 Sin[x],Conjugate[z] 等。用户可以自定义变量名称,但变量名称不能以数字开头。
基本运算符
Mathematica 支持多种基本运算符,如加、减、乘、除、乘幂等。乘法可以用 * 或空格表示,如 2 3 = 2*3 = 6;x y,2 Sin[x] 等;乘幂可以用“^”表示,如 x^0.5,Tan[x]^y。
括号的用法
Mathematica 中有四种括号,它们的用法分别是:
* 圆括号 ():表示项的结合顺序,如 (x+(y^x+1/(2x)))
* 方括号 []:表示函数,如 Log[x],BesselJ[x,1]
* 大括号 {}:表示一个“表”(一组数字、任意表达式、函数等的集合),如 {2x,Sin[12 Pi],{1+A,y*x}}
* 双方括号 [[]]:表示“表”或“表达式”的下标,如 a[[2,3]]、{1,2,3}[[1]]=1
语句书写
Mathematica 的语句书写十分方便,一个语句可以分为多行写,同一行可以写多个语句(但要以分号间隔)。当语句以分号结束时,语句计算后不做输出(输出语句除外),否则将输出计算的结果。
数的表示及计算
Mathematica 中你不必考虑数的精确度,因为除非你指定输出精度,Mathematica 总会以绝对精确的形式输出结果。例如:你输入 In[1]:=378/123,系统会输出 Out[1]:=126/41,如果想得到近似解,则应输入 In[2]:=N[378/123,5],即求其 5 位有效数字的数值解,系统会输出 Out[2]:=3.0732。
“表”及其用法
“表”是 Mathematica 中一个相当有用的数据类型,它即可以作为数组,又可以作为矩阵;除此以外,你可以把任意一组表达式用一个或一组{}括起来,进行运算、存储。可以说表是任意对象的一个集合。它可以动态地分配内存,可以方便地进行插入、删除、排序、翻转等等几乎所有可以想象到的操作。
例如,如果你建立了一个表,你可以通过下表操作符[[]](双方括号)来访问它的每一个元素,如我们定义 table={2,Pi,Sin[x],{aaa,A*I}}为一个表,那么 table[[1]]就为 2,table[[2]]就是 Pi,而 table[[3,1]]表示嵌套在 table 中的子表{aaa,A*I}的第一个元素即 aaa,table[[3,2]]表示{aaa,A*I}第二个元素即 A*I。
你可以通过 Append[表,表达式]或 Prepend[表,表达式]把表达式添加到表的最前面或最后面,如 Append[{1,2,3},a]表示{1,2,3,a}。你还可以通过 Union[表 1,表 2,......],Jion[表 1,表2,......]来把几个表合并为一个表,二者不同在于 Union 在合并时删除了各表中重复的元素,而后者仅是简单的合并;你还可以使用 Flatten[表]把表中所有子表"抹平"合并成一个表,而Patition[表,整数 n]把表按每 n 个元素分段作为子表,集合成的表。
Mathematica 是一个功能强大且灵活的计算机代数系统,它提供了 rộngranging 的数学功能和工具,能够帮助用户快速地解决复杂的数学问题。