实验3:微积分实验
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《管理数学实验》实验报告班级姓名实验1:MATLAB的数值运算【实验目的】(1)掌握MATLAB变量的使用(2)掌握MATLAB数组的创建,(3)掌握MA TLAB数组和矩阵的运算。
(4)熟悉MATLAB多项式的运用【实验原理】矩阵运算和数组运算在MA TLAB中属于两种不同类型的运算,数组的运算是从数组元素出发,针对每个元素进行运算,矩阵的运算是从矩阵的整体出发,依照线性代数的运算规则进行。
【实验步骤】(1)使用冒号生成法和定数线性采样法生成一维数组。
(2)使用MA TLAB提供的库函数reshape,将一维数组转换为二维和三维数组。
(3)使用逐个元素输入法生成给定变量,并对变量进行指定的算术运算、关系运算、逻辑运算。
(4)使用MA TLAB绘制指定函数的曲线图,将所有输入的指令保存为M文件。
【实验内容】(1)在[0,2*pi]上产生50个等距采样数据的一维数组,用两种不同的指令实现。
0:(2*pi-0)/(50-1):2*pi 或linspace(0,2*pi,50)(2)将一维数组A=1:18,转换为2×9数组和2×3×3数组。
reshape(A,2,9)ans =Columns 1 through 71 3 5 7 9 11 132 4 6 8 10 12 14Columns 8 through 915 1716 18reshape(A,2,3,3)ans(:,:,1) =1 3 52 4 6ans(:,:,2) =7 9 118 10 12 ans(:,:,3) =13 15 17 14 16 18(3)A=[0 2 3 4 ;1 3 5 0],B=[1 0 5 3;1 5 0 5],计算数组A 、B 乘积,计算A&B,A|B,~A,A= =B,A>B 。
A.*Bans=0 0 15 121 15 0 0 A&Bans =0 0 1 11 1 0 0 A|Bans =1 1 1 11 1 1 1~Aans =1 0 0 00 0 0 1A==Bans =0 0 0 01 0 0 0A>=Bans =0 1 0 11 0 1 0(4)绘制y= 0.53t e -t*t*sin(t),t=[0,pi]并标注峰值和峰值时间,添加标题y= 0.53t e -t*t*sint ,将所有输入的指令保存为M 文件。
微分积分电路实验报告微分积分电路实验报告引言:微分积分电路是电子工程中常见的电路之一,它具有对信号进行微分和积分运算的功能。
在本实验中,我们将通过搭建微分积分电路并进行实验,来深入了解微分积分电路的原理和应用。
一、实验目的:本实验的目的是通过搭建微分积分电路,了解微分和积分运算的原理和特点,掌握微分积分电路的设计和调试方法。
二、实验原理:1. 微分运算:微分运算是对输入信号进行求导的操作,可以用来检测信号的变化率。
微分电路通常由一个电容和一个电阻组成。
当输入信号通过电容和电阻时,电容会对信号进行积分操作,而电阻则对积分后的信号进行微分操作,从而实现微分运算。
2. 积分运算:积分运算是对输入信号进行积分的操作,可以用来求解信号的面积或累计值。
积分电路通常由一个电阻和一个电容组成。
当输入信号通过电阻和电容时,电阻会对信号进行微分操作,而电容则对微分后的信号进行积分操作,从而实现积分运算。
三、实验器材和元件:1. 函数信号发生器:用于产生输入信号。
2. 示波器:用于观察输入信号和输出信号的波形。
3. 电阻、电容:用于搭建微分积分电路。
4. 万用表:用于测量电阻和电容的数值。
四、实验步骤:1. 搭建微分电路:a. 连接一个电容和一个电阻,将函数信号发生器的输出接到电容上。
b. 将示波器的探头分别接到函数信号发生器的输出端和电阻上。
c. 调节函数信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形变化。
2. 搭建积分电路:a. 连接一个电阻和一个电容,将函数信号发生器的输出接到电阻上。
b. 将示波器的探头分别接到函数信号发生器的输出端和电容上。
c. 调节函数信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形变化。
3. 进行微分积分运算:a. 将微分电路和积分电路连接在一起,形成一个微分积分电路。
b. 将函数信号发生器的输出接到微分积分电路的输入端。
c. 将示波器的探头接到微分积分电路的输出端。
d. 调节函数信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形变化。
小学生必做的个有趣的科学小实验小学生必做的个有趣的科学小实验科学实验可以帮助孩子们更好地理解科学知识,培养孩子们的探究精神和动手能力。
以下是小学生必做的十个有趣的科学小实验。
1.瓶中船用气球、瓶子和木棒做一艘小船,放在水里,然后把气球放到瓶口上,船就会动起来。
这个实验可以让孩子了解密度和浮力的概念。
2.气球火箭用气球和底座做出一个火箭,放气球,然后放开,火箭就会飞起来。
这个实验可以让孩子了解推力和空气动力学。
3.橡皮球震动器用一个橡皮球、一根木棒和一条线做出一个小震动器,放在桌子上,然后观察橡皮球的震动情况。
这个实验可以让孩子了解物理学中的“共振”的概念。
4.微积分跑道用一面墙、球和一支笔,制作一条简单的跑道,并让球在上面滚动。
这个实验可以让孩子了解概率和微积分的概念。
5.水上漂浮用苏打水和醋做一些气泡,然后将物品悬挂在气泡上面,会发现物品可以漂浮。
这个实验可以让孩子了解物质的密度和浮力的概念。
6.彩色火焰用一些盐和木炭,制作不同的火焰,并观察不同颜色的火焰。
这个实验可以让孩子了解原子和分子的构成,以及电子结构和能级的概念。
7.气泡用肥皂水和稻草,可以制作不同形状的气泡,并观察气泡的奇妙形态。
这个实验可以让孩子了解颜色和光的质量,以及气泡的物理特征。
8.简单机械用木块和弹簧,制作一个简单的机械装置,并通过拉动弹簧来驱动木块。
这个实验可以让孩子了解机械的基本原理和力的概念。
9.电路实验用电线和电池,制作一个简单的电路,让电路中的电流可以点亮灯泡。
这个实验可以让孩子了解电流和电压的概念,以及由它们构成的电路的基本原理。
10.烟雾圈用空气和烟雾,制作一个小的气泡环,并通过吹气来观察烟圈的形态。
这个实验可以让孩子了解气体的性质和动能的概念。
总结起来,以上十个实验既能让孩子们了解科学的基本概念,又充满趣味性,让孩子们在动手实践中更好地理解科学知识,并提高他们的探究精神和动手能力。
《高等数学实验》课程教学大纲开课单位(系、教研室、实验室):数学与统计学院高等数学教研室学分:1 总学时:16H课程类别:选修考核方式:考查课程负责人:赵振华课程编号:10801-2基本面向:全校性选修课一、本课程的目的、性质及任务本课程是将高等数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合,将高等数学的基本知识直观形象地演示出来的课程。
课程性质:高等数学实验是一门全校性选修课及0402,0405,0408专业的专业选修课程。
课程目的和任务:从高等数学的基本知识出发,借助计算机,让学生能直观理解高等数学的知识,充分调动学生学习的主动性。
培养学生的创新意识,使用计算机并利用数学软件理解高等数学基本知识的能力,最终达到提高学生数学素质和综合能力的目的。
本课程的基本任务是教师主要讲授一些MATLAB的基本知识及其MATLAB软件实现,包括函数图形画法,微分计算,积分计算,级数敛散性判别,矩阵计算,线性方组的解等。
二、本课程的基本要求本课程的教学要求分为三个层次。
凡属较高要求的内容,必须使学生熟练掌握;在教学要求上一般的内容必须使学生掌握;在教学上要求较低的内容要求学生了解(一)MATLAB简介1、了解MATLAB环境,MATLAB的基本使用方法2、熟练掌握MATLAB的基本元素及使用方法、程序语言的编写、函数及M文件(二)基本函数图形的绘制1、熟练掌握常用绘图函数、函数图形的绘制2、熟练掌握函数图形的绘制(三)微积分实验1、熟练掌握用MATLAB表示函数,求极限2、熟练掌握用MATLAB求导数,3、掌握用MATLAB求数值微分4、熟练掌握用MATLAB求一元函数的积分,了解多元函数的积分计算(四)无穷级数实验1、熟练掌握用Matlab判别数项级数的敛散性、2、熟练掌握用Matlab数项级数求和、3、掌握用Matlab求函数项级数的和函数、4、掌握用Matlab求函数()f x的Taylor级数展开式及Fourier级数展开式(五)常微分方程实验1、熟练掌握用Matlab求常微分方程(组)的解析解2、熟练掌握用Matlab求常微分方程(组)初值问题的数值解(六)线性代数实验1、熟练掌握用MATLAB作矩阵的基本运算2、熟练掌握用MATLAB判断向量的相关性3、熟练掌握用MATLAB求线性方程组的解;4、熟练掌握用MATLAB求矩阵的特征值与特征向量5、掌握用MATLAB化二次型标准型(七)综合实验1、熟练掌握通过分析问题来建立数学模型,进而用MATLAB对模型的求解三、本课程与其它课程的关系1、本课程的先修课程:(1)高等数学极限,导数,积分、级数、微分方程等是高等数学实验课程所需要重要知识。
XX财经学院本科实验报告学院〔部〕管理学院实验室机房课程名称电工与电子技术根底学生姓名蔡建华学号1002320212专业工业工程教务处制2021年11月26日?电工与电子技术根底?实验报告开课实验室:机房2021年11月26日学院管理学院年级、专业、班工业工程1001 XX 蔡建华成绩课程名称电工与电子技术根底实验工程名称设计微积分电路指导教师王解法教师评语教师签名:年月日一、实验目的1、掌握Ewb软件绘制电路图的方法;2、掌握Ewb软件仿真电路的方法;3、掌握微积分电路的参数选择和分析方法;二、实验原理1.设计微分电路图1 微分电路2.设计积分电路图2 积分电路3.通过Ewb软件的仿真运行来模拟电路的工作过程。
三、使用仪器、材料计算机,Ewb软件系统四、实验步骤(1) 采用Ewb软件系统画出图1、图2所示的电路图。
(2〕采用示波器测量输入和输出电压波形〔3〕改变参数,再测量波形五、实验内容1.微分电路(1) 采用Ewb软件系统画出图1所示的电路图。
(2〕采用示波器测量输入和输出电压波形〔3〕改变参数,再测量波形32.积分电路(1) 采用Ewb软件系统画出图2所示的电路图。
(2〕采用示波器测量输入和输出电压波形。
〔3〕改变参数,再测量波形。
六、实验结果及分析微分电路与积分电路是矩形脉冲鼓励下的RC电路。
假设选取不同的时间常数,可构成输出电压波形与输入电压波形之间的特定〔微分或积分〕的关系。
一、微分电路输出信号与输入信号的微分成正比的电路,称为微分电路。
微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,此电路的输出波形只反映输入波形的突变局部,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。
微分电路可以用来取窄脉波,二、积分电路输出信号与输入信号的积分成正比的电路,称为积分电路。
积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。
积分电路可以用来取宽脉波。
由于波形发生器不可能产生理想的波形,所以实验有误差。
竭诚为您提供优质文档/双击可除积分电路和微分电路实验报告篇一:实验6积分与微分电路实验6积分与微分电路1.实验目的学习使用运放组成积分和微分电路。
2.实验仪器双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。
3.预习内容1)阅读op07的“数据手册”,了解op07的性能。
2)复习关于积分和微分电路的理论知识。
3)阅读本次实验的教材。
4.实验内容1)积分电路如图5.1。
在理想条件下,为零时,则dV(t)Vi(t)??co,当c两端的初始电压RdtVo(t)??1tVi(t)dtRc?o因此而得名为积分电路。
(1)取运放直流偏置为?12V,输入幅值Vi=-1V的阶跃电压,测量输出饱和电压和有效积分时间。
若输入为幅值Vi=-1V阶跃电压时,输出为Vo(t)??Vi1tVdt??t,(1)iRc?oRc这时输出电压将随时间增长而线性上升。
通常运放存在输入直流失调电压,图6.1所示电路运放直流开路,运放以开环放大倍数放大输入直流失调电压,往往使运放输出限幅,即输出电压接近直流电源电压,输出饱和,运放不能正常工作。
在op07的“数据手册”中,其输入直流失调电压的典型值为30μV;开环增益约为112db,即4×105。
据此可以估算,当Vi=0V时,Vo=30μV×4×105=12V。
电路实际输出接近直流偏置电压,已无法正常工作。
建议用以下方法。
按图6.1接好电路后,将直流信号源输出端与此同时Vi相接,调整直流信号源,使其输出为-1V,将输出Vo接示波器输入,用示波器可观察到积分电路输出饱和。
保持电路状态,关闭直流偏置电源,示波器x轴扫描速度置0.2sec/div,Y轴输入电压灵敏度置2V/div,将扫描线移至示波器屏的下方。
等待至电容上的电荷放尽。
当扫描光点在示波器屏的左下方时,即时打开直流偏置电源,示波器屏上积分电路的输出为线性上升的直线,大约1秒后,积分电路输出由线性上升的直线变为水平直线,即积分电路已饱和,立即按下示波器的“stop”键。
数值计算方法实验报告一、实验目的本实验旨在通过Python语言编写数值计算方法程序,掌握常见数值计算方法的实现原理及应用。
具体包括:插值法、最小二乘法、数值微积分、数值解方程、数值解微分方程等。
二、实验环境Python编程语言、Jupyter Notebook环境三、实验内容1.插值法(1)代码实现:在Python中使用Scipy库中的Interpolate模块实现拉格朗日插值法和牛顿插值法,并通过数据可视化展示其效果。
(2)实验步骤:- 导入所需库,准备所需数据;- 定义拉格朗日插值法函数;- 定义牛顿插值法函数;- 测试函数并可视化结果。
(3)实验结果:2.最小二乘法(1)代码实现:在Python中使用Numpy库实现最小二乘法,并通过数据可视化展示其效果。
(2)实验步骤:- 导入所需库,准备所需数据;- 定义最小二乘法函数;- 测试函数并可视化结果。
(3)实验结果:3.数值微积分(1)代码实现:在Python中实现梯形法和辛普森法,并通过数据可视化展示其效果。
(2)实验步骤:- 导入所需库,准备所需数据;- 定义梯形法函数和辛普森法函数;- 测试函数并可视化结果。
(3)实验结果:4.数值解方程(1)代码实现:在Python中实现二分法、牛顿法和割线法,并通过数据可视化展示其效果。
(2)实验步骤:- 导入所需库,准备所需数据;- 定义二分法函数、牛顿法函数和割线法函数;- 测试函数并可视化结果。
(3)实验结果:5.数值解微分方程(1)代码实现:在Python中实现欧拉法和龙格-库塔法,并通过数据可视化展示其效果。
(2)实验步骤:- 导入所需库,准备所需数据;- 定义欧拉法函数和龙格-库塔法函数;- 测试函数并可视化结果。
(3)实验结果:四、实验总结通过本次实验,我学习了数值计算方法的常用算法和实现原理,掌握了Python 语言实现数值计算方法的方法,加深了对数值计算方法的理解和应用。
实验中遇到的问题,我通过查找资料和与同学的讨论得到了解决,也更加熟练地掌握了Python语言的使用。
实验报告
一、实验目的
复化求积公式计算定积分。
二、实验题目
1.用复化梯形公式、复化辛普森公式求下列定积分,要求绝对误差为3
10-=ε,并将计算结果与精确解进行比较: dx e x e x 232
143
2⎰= 三、实验原理
复化求积公式程序,复化辛普森公式程序。
四、实验内容及结果
五、实验结果分析
实验1中复化梯形公式和复化辛普森公式的比较:
运行复化梯形公式的时候,因为要去找区分精度,所以花的时间比较长,需要将区间分为365份时才能达到规定的误差范围。
而复化辛普森公式则只需要将区间分为12份即可。
说明复化辛普森比较好。
引言概述:高等数学数学实验报告(二)旨在对高等数学的相关实验进行探究与研究。
本次实验报告共分为五个大点,每个大点讨论了不同的实验内容。
在每个大点下,我们进一步细分了五到九个小点,对实验过程、数据收集、数据分析等进行了详细描述。
通过本次实验,我们可以更好地理解高等数学的概念和应用。
正文内容:一、微分方程实验1.利用欧拉法求解微分方程a.介绍欧拉法的原理和步骤b.详细阐述欧拉法在实际问题中的应用c.给出具体的实例,展示欧拉法的计算步骤2.应用微分方程建立模型求解实际问题a.介绍微分方程模型的建立方法b.给出一个具体的实际问题,使用微分方程建立模型c.详细阐述模型求解步骤和结果分析3.使用MATLAB求解微分方程a.MATLAB求解微分方程的基本语法和函数b.给出一个具体的微分方程问题,在MATLAB中进行求解c.分析结果的准确性和稳定性二、级数实验1.了解级数的概念和性质a.简要介绍级数的定义和基本概念b.阐述级数收敛和发散的判别法c.讨论级数的性质和重要定理2.使用级数展开函数a.介绍级数展开函数的原理和步骤b.给出一个函数,使用级数展开进行近似计算c.分析级数近似计算的精确度和效果3.级数的收敛性与运算a.讨论级数收敛性的判别法b.介绍级数的运算性质和求和法则c.给出具体的例题,进行级数的运算和求和三、多元函数极值与最值实验1.多元函数的极值点求解a.介绍多元函数的极值点的定义和求解方法b.给出一个多元函数的实例,详细阐述求解过程c.分析极值点对应的函数值和意义2.多元函数的条件极值与最值a.讨论多元函数的条件极值的判定法b.给出一个具体的多元函数,求解其条件极值和最值c.分析条件极值和最值对应的函数值和意义3.利用MATLAB进行多元函数极值与最值的计算a.MATLAB求解多元函数极值与最值的基本语法和函数b.给出一个多元函数的具体问题,在MATLAB中进行求解c.分析结果的准确性和可行性四、曲线积分与曲面积分实验1.曲线积分的计算方法与应用a.介绍曲线积分的定义和计算方法b.给出一个具体的曲线积分问题,详细阐述计算过程c.分析曲线积分结果的几何意义2.曲线积分的应用举例a.讨论曲线积分在实际问题中的应用b.给出一个实际问题,使用曲线积分进行求解c.分析曲线积分结果的实际意义和应用价值3.曲面积分的计算方法与应用a.介绍曲面积分的定义和计算方法b.给出一个具体的曲面积分问题,详细阐述计算过程c.分析曲面积分结果的几何意义五、空间解析几何实验1.空间曲线的参数方程表示与性质a.介绍空间曲线的参数方程表示和性质b.给出一个具体的空间曲线,转化为参数方程表示c.分析参数方程对应的几何意义和性质2.平面与空间直线的位置关系a.讨论平面与空间直线的位置关系的判定方法b.给出一个具体的平面与空间直线的问题,判定其位置关系c.分析位置关系对应的几何意义和应用实例3.空间直线与平面的夹角和距离计算a.介绍空间直线与平面的夹角和距离的计算方法b.给出一个具体的空间直线和平面,计算其夹角和距离c.分析夹角和距离计算结果的几何意义总结:通过本次高等数学数学实验报告(二),我们深入了解了微分方程、级数、多元函数极值与最值、曲线积分、曲面积分以及空间解析几何的相关概念和应用。
利用微积分解决物理问题微积分是数学中的一门重要工具,被广泛应用于各个领域,尤其在物理学中有着重要的作用。
利用微积分的方法可以解决许多与物理相关的问题,本文将通过介绍几个具体的例子,来说明微积分在物理问题中的应用。
1. 物体的运动分析假设有一个物体在直线上做匀速运动,我们想知道在任意一时刻物体的位置。
根据微积分的思想,我们可以通过对速度函数进行积分,得到物体在不同时间的位置函数。
如果物体的速度函数是$v(t)$,其中$t$表示时间,那么物体的位置函数可表示为$s(t)=\int v(t)dt$。
通过计算速度函数积分的结果,我们可以准确地描述物体的位置随时间的变化规律。
2. 弹簧振子的运动弹簧振子是物理学中常见的系统之一。
我们可以用微积分来分析弹簧振子的运动情况。
假设有一个弹簧振子,其位移函数为$x(t)$,其中$t$表示时间。
根据牛顿第二定律,我们可以得到$x(t)$满足的微分方程$m\frac{d^2x}{dt^2}+kx=0$,其中$m$是质量,$k$是弹簧的劲度系数。
通过求解这个微分方程,我们可以得到弹簧振子的位移随时间的变化规律。
3. 计算物体的质量在一些实验中,我们需要知道物体的质量。
我们可以利用微积分中积分的思想来解决这个问题。
假设我们测得一个物体在不同时间下的速度函数为$v(t)$,我们可以通过对速度函数进行积分,来得到物体在不同时间下的位移函数$x(t)$。
假设物体在时间$t_1$到$t_2$之间的位移为$\Delta x$,那么根据牛顿第二定律,物体所受合外力的大小等于物体质量乘以加速度,即$F=ma$。
根据牛顿第二定律可以得到力函数$F(t)$和加速度函数$a(t)$之间的关系$F(t)=ma(t)$。
利用最终的位移函数$x(t)$,我们可以求解出物体所受外力的大小。
4. 计算物体的密度物体的密度是物理学中的一个重要概念,用以描述物体单位体积内的质量。
对于一个具有均匀密度的物体,通过微积分的方法可以计算出其密度。
多元函数及其微积分实验总结一、实验目的本次实验主要目的是通过对多元函数及其微积分的探究,深化学生对于多元函数及其微积分的理解,提高学生的实验操作能力和数据处理能力。
二、实验内容1. 多元函数的定义和性质:介绍多元函数的定义、定义域、值域等基本概念,并讲解多元函数的性质,如连续性、可微性等。
2. 偏导数与全微分:通过实验探究偏导数与全微分的概念及其计算方法,并了解偏导数与全微分在物理和工程学中的应用。
3. 隐函数与参数方程:通过实验了解隐函数和参数方程在多元函数中的应用,并学习求解隐函数和参数方程的方法。
4. 二重积分:介绍二重积分概念及其计算方法,并通过实验掌握二重积分在物理和工程学中的应用。
5. 三重积分:介绍三重积分概念及其计算方法,并通过实验掌握三重积分在物理和工程学中的应用。
三、实验步骤1. 实验前准备:准备好所需仪器设备,如计算器、笔记本电脑、多元函数微积分软件等。
2. 实验操作:按照实验指导书的要求进行实验操作,包括多元函数的定义和性质、偏导数与全微分、隐函数与参数方程、二重积分和三重积分等内容。
3. 数据处理:将实验数据进行整理和处理,计算出相应的结果,并进行数据分析。
4. 实验报告:根据实验数据及其处理结果撰写实验报告,包括实验目的、原理、步骤、数据处理及结果分析等内容。
四、实验结果通过本次多元函数及其微积分实验,学生深入了解了多元函数的定义和性质,掌握了偏导数与全微分的计算方法,并了解了隐函数和参数方程在多元函数中的应用。
同时,学生还掌握了二重积分和三重积分的概念及其计算方法,并在物理和工程学中应用这些知识。
通过对实验数据进行整理和处理,学生计算出相应结果并进行了数据分析。
最终撰写出详细且精确的实验报告。
五、总结本次多元函数及其微积分实验是一次非常有意义且有效果的教学活动。
通过对多元函数及其微积分知识点的探究,学生深入了解了多元函数的定义和性质,掌握了偏导数与全微分的计算方法,并了解了隐函数和参数方程在多元函数中的应用。
多元函数及其微积分实验总结引言多元函数及其微积分是数学分析中的重要内容,研究多个变量之间的关系及其在空间中的表示。
微积分则是研究函数的变化、连续性以及变化率等概念的工具。
实验是学习和应用多元函数及其微积分知识的重要手段,通过实验可以深入理解多元函数的性质和微积分原理。
实验一:多元函数的图像和性质1. 实验目的通过绘制多元函数的图像,探究其性质和特点,加深对多元函数的理解。
2. 实验步骤1.选择一个多元函数,如f(x,y)=x2+y2;2.绘制函数的三维图像,并观察图像的特点;3.分别在坐标平面上绘制函数在不同的切面上的二维图像;4.分析函数的图像及其性质。
3. 实验结果与分析1.函数的三维图像呈现出一个抛物面,中心在原点,高度随着距离原点的距离增加而增加;2.在不同的切面上,二维图像形状相同,但大小和位置有所变化;3.函数具有对称性,关于坐标轴对称;4.函数无驻点和拐点,最小值为 0。
实验二:多元函数求导1. 实验目的学习多元函数的偏导数和全微分的概念,掌握多元函数求导的方法和技巧。
2. 实验步骤1.选择一个多元函数,如f(x,y)=3x2+2xy+y2;2.计算函数的偏导数和全微分;3.利用偏导数和全微分计算函数在某点处的变化率和切平面;4.分析函数在不同点的变化率和切平面的特点。
3. 实验结果与分析1.函数的偏导数分别为∂f∂x =6x+2y和∂f∂y=2x+2y;2.全微分为df=(6x+2y)dx+(2x+2y)dy;3.函数在某点处的变化率由偏导数给出,表示沿着x轴和y轴方向的变化率;4.切平面由全微分给出,表示函数在某点处的切线和切面。
实验三:多元函数的极值1. 实验目的学习多元函数的极值概念和求解方法,掌握求多元函数极值的技巧。
2. 实验步骤1.选择一个多元函数,如f(x,y)=x2+y2−xy;2.计算函数的偏导数,并解方程组找到驻点;3.利用二阶偏导数判别法判断驻点的类型;4.分析函数在不同区域的极值情况。
数值计算方法实验报告一、实验目的本实验旨在通过数值计算方法的实验操作,深入理解数值计算方法的原理与应用,掌握数值计算方法的相关技能,提高数值计算方法的实际应用能力。
二、实验内容1.数值微积分2.数值代数3.数值微分方程4.数值线性代数5.数值优化6.数值统计分析7.数值随机模拟8.数值傅立叶分析9.数值偏微分方程三、实验步骤1.数值微积分:通过不同的数值积分方法,计算给定函数的定积分值,并对不同数值积分方法的误差进行分析。
2.数值代数:通过使用线性代数方法,求解给定的线性方程组,并分析不同线性方程组求解方法的优劣。
3.数值微分方程:通过使用常微分方程数值解法,求解给定的微分方程,并比较不同求解方法的精度和稳定性。
4.数值线性代数:通过使用特征值分解方法,对给定的矩阵进行特征值分解,并分析不同特征值分解方法的优缺点。
5.数值优化:通过使用不同的优化方法,求解给定的优化问题,并比较不同的优化方法的效率和精度。
6.数值统计分析:通过使用不同的统计分析方法,对给定的数据进行统计分析,并分析不同的统计方法的优缺点。
7.数值随机模拟:通过使用随机模拟方法,模拟给定的概率分布,并分析不同随机模拟方法的效率和精度。
8.数值傅立叶分析:通过使用傅立叶分析方法,对给定的信号进行频谱分析,并分析不同的傅立叶分析方法的优缺点。
9.数值偏微分方程:通过使用偏微分方程数值解法,求解给定的偏微分方程,并比较不同求解方法的精度和稳定性。
四、实验结果与分析本实验中,通过对不同的数值计算方法的实验操作,我们可以更深入地理解数值计算方法的原理与应用,并掌握数值计算方法的相关技能,提高数值计算方法的实际应用能力。
同时,通过实验结果的分析,我们可以更好地比较不同数值计算方法的优缺点,为实际应用提供参考依据。
五、实验总结本实验旨在通过数值计算方法的实验操作,深入理解数值计算方法的原理与应用,掌握数值计算方法的相关技能,提高数值计算方法的实际应用能力。
2024年数学学习课实验室记录微积分在2024年的数学学习课上,我们进行了一次有关微积分的实验室记录。
本次实验室记录旨在帮助学生们深入理解微积分的概念和应用,提高他们的数学解题能力。
以下是本次实验室记录的详细内容。
一、实验目的本次实验的目的是探究微积分在实际问题中的应用,并通过实验进一步加深学生对微积分的理解。
二、实验材料1. 笔记本电脑和相关软件2. 数学学习课教材和参考书籍3. 实验数据记录表格4. 计算器三、实验过程1. 确定实验题目根据老师的指导,我们选择了一个实际问题作为研究对象。
题目是:一个长方形花坛的长度为12米,宽度为8米。
我们希望计算出花坛内植物的生长面积。
2. 建立数学模型我们首先分析了问题的要求和已知条件,并建立了相应的数学模型。
由于花坛为长方形,我们可以将其分割成许多小矩形,并计算每个小矩形的面积。
然后将所有小矩形的面积相加,即可得到花坛内植物的生长面积。
3. 计算过程与结果分析我们利用计算机和数学软件进行了计算,得到了每个小矩形的面积,并将其记录在实验数据记录表格中。
通过对所有小矩形的面积求和,我们得到了花坛内植物的生长面积。
进一步分析结果,我们发现该面积为96平方米。
4. 结果验证为了验证我们的计算结果,我们采取了另一种方法来计算花坛内植物的生长面积。
我们将花坛分为两个边长分别为6米和8米的小矩形,计算每个小矩形的面积,并将结果相加。
最终得到的面积也是96平方米,与之前的计算结果一致。
因此,我们可以得出结论,花坛内植物的生长面积为96平方米。
四、实验总结通过本次实验,我们对微积分的应用有了更深入的理解。
我们学会了如何利用微积分的思想和方法解决实际问题,并通过计算验证了我们的结果的准确性。
这次实验让我们更加熟悉了微积分的概念和应用,对我们今后的学习和研究具有重要意义。
综上所述,2024年的数学学习课实验室记录微积分的实验,帮助我们更好地理解了微积分的概念和应用。
通过建立数学模型、进行计算和结果验证,我们成功地解决了一个实际问题,并得出了准确的结果。
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实 验 全 过 程 记 录
实验
名称
微积分实验
时间
地点
813
姓 名 张强 学 号 1012010817
同实验者
学 号
一、实验目的
1、熟练掌握基本的微积分与微分方程的解析求解方法;
2、熟练掌握基本的微积分与微分方程的数值求解方法;
3、能利用MATLAB 较熟练地求解简单的微积分与微分方程的应用问题。
二、实验内容:
1、练习利用MATLAB 解析求解基本的微积分与微分方程问题;
2、练习利用MATLAB 数值求解基本的微积分与微分方程问题;
3、练习利用MATLAB 求解简单的微积分与微分方程的应用问题。
三、实验用仪器设备及材料
软件需求:
操作系统:Windows 2000或更新的版本 实用数学软件:MATLAB 6.0或更新的版本 硬件需求:
Pentium Ⅲ 450以上的CPU 处理器、64MB 以上的内存、500MB 的自由硬盘空间、 CD-ROM 驱动器、打印机、打印纸等。
四、实验原理:
高等数学、基本数值分析等相关理论
五、实验步骤:
1、符号求极限。
(1)3
01
lim 1cos sin x x e x x
+→---;
>> syms x;
>> y=(exp(x^3)-1)/(1-cos((x-sin(x))^(1/2))); >> limit(y,'x',0,’right ’) ans = 12
⑵ 22lim 1x
x x -⎛⎫
⎪+。
>> syms x
>> f=('(x-2)/(x+1)')^(2*x);
>> limit(f,x,inf) ans =
exp(-6)
2、设()cos 2x y e -=,求对x 的二阶导数,并求3
x y =''
;
syms x
y=cos(2*exp(-x)) dot2=diff(y,2) x=3
z=-4*cos(2*exp(-x))*exp(-x)^2-2*sin(2*exp(-x))*exp(-x)
3、给定1
1ln
2++=x x y ,利用int 函数求出其不定积分解析式;
>> syms x;
>> y=log(1/((x+(x^2+1)^(1/2))^(1/2))); >> int(y,'x') ans =
-1/2*log(x+(x^2+1)^(1/2))*x+1/2*(x^2+1)^(1/2)
4、解析求()1
ln 1x x
e dx e +⎰
;
>> syms x
>> y=log(exp(x)+1)/exp(x); >> int(y,'x',0,1) ans =
1-log(exp(1)+1)-log(exp(1)+1)*exp(-1)+2*log(2)
5、用int 计算2d 2
x
x
e x e +⎰,并用dif
f 验证。
>> syms x;
>> y=exp(2*x)/(exp(x)+2); >> int(y,x) ans =
exp(x)-2*log(exp(x)+2)
>> diff(exp(x)-2*log(exp(x)+2)) ans =
exp(x)-2*exp(x)/(exp(x)+2)
6、利用下列数据表求在0.6x =处的一阶导数(三种方法)。
x 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 ()f x 1.5836 1.7974 2.0446 2.3275 2.6511
7、要设计一张菜单栏的竖向张贴海报,其印刷面积为128dm 2,上下空白各2dm ,两边
空白各1dm ,如何确定海报尺寸可使四周空白面积最小? 8、用三种数值积分方法计算π的值,并给出误差估计。
(提示:π= 121
21d x x --⎰
)
9、用矩形、梯形、辛普森三种公式计算由下表数据给出的积分 1.50.3
()y x dx ⎰。
k 1 2 3 4 5 6 7 k x
0.3 0.5 0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
k y
0.3895
0.6598
0.9147 1.1611 1.3971 1.6212 1.8325 已知该表数据为函数sin 3
x
y x =+所产生,将近似计算值与精确值作比较。
矩形:
>> x=linspace(0.3,1.5,50); >> h=1:49; >> t(h)=x(h); >> y=x+sin(x/3);
>> T=cumsum(y)*1.5/(49); >> I=T(49) I =
1.7662 梯形:
>> x=linspace(0.3,1.5,50); >> format long
>> y=x+sin(x/3);T=trapz(x,y) T =
1.43226285394915 辛普森:
10、求cos x的泰勒级数展开。
>> taylor(cos(x))
ans =
1-1/2*x^2+1/24*x^4
成绩评定:指导教师:
年月日。