MATLAB多项式与符号运算
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matlab中多项式的表示多项式是数学中常见且重要的一种数学表达式, matlab中也提供了多项式的表示方法。
本文将围绕matlab中多项式的表示进行介绍,主要包括以下部分:一、多项式的创建在matlab中,创建多项式主要有两种方法:手动输入系数和使用符号变量。
下面分别进行介绍。
1.手动输入系数在matlab中,我们可以手动输入多项式的系数创建多项式。
比如,我们创建一个3次曲线函数y=ax^3+bx^2+cx+d,可以通过输入命令:> a=2; b=3; c=1; d=4;> poly=polyfit(x,y,3);在输入命令后,polyfit函数可以给出调整后最佳拟合曲线的系数,从而得到多项式。
2.使用符号变量在matlab中,我们还可以使用符号变量来创建一个多项式,比如我们想创建一个2次多项式函数y=ax^2+bx+c,可以通过输入命令:syms x a b cf=a*x^2+b*x+c;在输入命令后,输入符号变量和多项式表达式即可创建多项式。
二、多项式的基本运算在matlab中,多项式也可以进行基本的数学运算,比如加减乘除和求导等等。
1.加法和减法在matlab中,多项式的加法和减法可以用函数polyadd和polysub来表示,比如我们想计算多项式P(x)=2x^2+3x+1和Q(x)=-4x^2+2x-5的和与差,可以输入命令:p=[2,3,1];q=[-4,2,-5];sum=polyadd(p,q)diff=polysub(p,q)在输入命令后,polyadd和polysub函数可以给出两个多项式的和与差。
2.乘法和除法在matlab中,多项式的乘法和除法可以用函数polyval和deconv来表示,比如我们想计算多项式P(x)=x^3+3x^2+2x+1和Q(x)=x+2的积和商,可以输入命令:p=[1,3,2,1];q=[1,2];prod=conv(p,q)div=deconv(p,q)在输入命令后,conv和deconv函数可以给出两个多项式的积和商。
实验四MATLAB符号运算实验四MATLAB符号运算⼀、实验⽬的:1、掌握定义符号对象的⽅法;2、掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算。
3、掌握求符号函数极限及导数的⽅法。
4、掌握求符号函数定积分和不定积分的⽅法。
⼆、实验原理1、符号常量、符号变量、符号表达式的创建(1) 使⽤sym( )创建输⼊以下命令,观察Workspace 中A、B、f是什么类型的数据,占⽤多少字节的内存空间。
>>A=sym('1') %符号常量>>B=sym('x') %符号变量>>f=sym('2*x^2+3y-1') %符号表达式>>clear>>f1=sym('1+2') %有单引号,表⽰字符串>>f2=sym(1+2) %⽆单引号>>f3=sym('2*x+3')>>f4=sym(2*x+3) %为什么会出错>>x=1>>f4=sym(2*x+3)通过看MATLAB 的帮助可知,sym( )的参数可以是字符串或数值类型,⽆论是哪种类型都会⽣成符号类型数据。
(2) 使⽤syms 创建>>clear>>syms x y z %注意观察x,y,z都是什么类型的,它们的内容是什么>>x,y,z>>f1=x^2+2*x+1>>f2=exp(y)+exp(z)^2>>f3=f1+f2通过以上实验,知道⽣成符号表达式的第⼆种⽅法:由符号类型的变量经过运算(加减乘除等)得到。
⼜如:>>f1=sym('x^2+y +sin(2)')>>syms x y>>f2=x^2+y+sin(2)>>x=sym('2') , y=sym('1')>>f3=x^2+y+sin(2)>>y=sym('w')>>f4=x^2+y+sin(2)(3)符号矩阵创建>>syms a1 a2 a3 a4>>A=[a1 a2;a3 a4]>>A(1),A(3)或者>>B=sym('[ b1 b2 ;b3 b4] ')>>c1=sym('sin(x) ')>>c2=sym('x^2')>>c3=sym('3*y+z')>>c4=sym('3 ')>>C=[c1 c2; c3 c4]2、符号算术运算(1) 符号量相乘、相除符号量相乘运算和数值量相乘⼀样,分成矩阵乘和数组乘。
第三节MATLAB数值计算数学计算分为数值计算和符号计算。
这两种计算的区别是:数值计算的表达式、变量中不得包含未定义的自由变量,而符号计算中则允许。
本节主要介绍MATLAB的数值计算。
一、多项式1.多项式的表达与创建MATLAB用行矢量表示多项式系数,其中各元素按降幂顺序排列,如果多项式表示为:p(x)=a0x n+ a1x n-1+…+ a n-1x+a n则系数矢量为:p=[a0 a1 …a n-1 a n] 。
例如:p(x)= x3-2x-5,其系数矢量为:p=[1 0 -2 -5]。
如果把根矢量表示为:ar=[ar1ar2…ar n],则根矢量与系数矢量之间满足下面的关系式:(x- ar1)(x- ar2) …(x- ar n)= a0x n+ a1x n-1+…+ a n-1x+a n多项式系数矢量通过调用函数p = poly(ar)产生。
例1将多项式(x-8)(x-3)(x-6)表示为系数形式(即求出系数矢量)。
a=[8 3 6];%写成根矢量pa=poly(a)%求出系数矢量ppa=poly2sym(pa) % 表示成符号形式ezplot(ppa,[-40,40]) % 绘图输出结果为:pa =1 -17 90 -144ppa =x^3-17*x^2+90*x-144图1说明:(1) n个元素的根矢量求出的多项式系数矢量的元素一定是n+1个。
(2) 函数poly2sym把多项式系数矢量表达成符号形式的多项式,缺省情况下自变量符号为x,可以指定其他自变量,如poly2sym(pa,’t’),则表达为t的多项式。
(3) 使用简单绘图函数ezplot可以直接绘制符号形式多项式的曲线,其中第二个输入参数是由方括号内的两个数值组成的,给定了绘图范围。
若省略该参数,系统将自动按缺省范围绘图。
例2求3阶方阵A的特征多项式。
A=[6 3 8;7 5 6;1 3 5];pa=poly(A)ppa=poly2sym(pa)输出结果为:pa =1.0000 -16.0000 38.0000 -83.0000ppa =x^3-16*x^2+38*x-83说明:n阶方阵的特征多项式系数矢量一定是n+1阶。
Matlab实验报告87025实验⼀:Matlab操作环境熟悉⼀、实验⽬的1.初步了解Matlab操作环境。
2.学习使⽤图形函数计算器命令funtool及其环境。
⼆、实验内容熟悉Matlab操作环境,认识命令窗⼝、内存⼯作区窗⼝、历史命令窗⼝;学会使⽤format命令调整命令窗⼝的数据显⽰格式;学会使⽤变量和矩阵的输⼊,并进⾏简单的计算;学会使⽤who和whos命令查看内存变量信息;学会使⽤图形函数计算器funtool,并进⾏下列计算:1.单函数运算操作。
求下列函数的符号导数(1)y=sin(x); (2) y=(1+x)^3*(2-x);求下列函数的符号积分(1)y=cos(x);(2)y=1/(1+x^2);(3)y=1/sqrt(1-x^2);(4)y=(x1)/(x+1)/(x+2)求反函数(1)y=(x-1)/(2*x+3); (2) y=exp(x); (3) y=log(x+sqrt(1+x^2));代数式的化简(1)(x+1)*(x-1)*(x-2)/(x-3)/(x-4);(2)sin(x)^2+cos(x)^2;(3)x+sin(x)+2*x-3*cos(x)+4*x*sin(x);2.函数与参数的运算操作。
从y=x^2通过参数的选择去观察下列函数的图形变化(1)y1=(x+1)^2(2) y2=(x+2)^2 (3) y3=2*x^2 (4) y4=x^2+2 (5) y5=x^4 (6) y6=x^2/23.两个函数之间的操作求和(1)sin(x)+cos(x) (2) 1+x+x^2+x^3+x^4+x^5乘积(1)exp(-x)*sin(x) (2) sin(x)*x商(1)sin(x)/cos(x); (2) x/(1+x^2); (3) 1/(x-1)/(x-2);求复合函数(1)y=exp(u) u=sin(x) (2) y=sqrt(u) u=1+exp(x^2)(3) y=sin(u) u=asin(x) (4) y=sinh(u) u=-x实验⼆:MATLAB基本操作与⽤法⼀、实验⽬的1.掌握⽤MATLAB命令窗⼝进⾏简单数学运算。
matlab符号运算多项式(实用版)目录1.MATLAB 中的多项式运算2.MATLAB 中的符号运算3.字符数组和 ASCII 码4.创建二维字符数组5.单元数组和字符串6.判断字符串是否相等正文在 MATLAB 中,多项式运算是一个非常常用的功能。
多项式运算的函数通常以向量来表示,这与符号表达式有所不同。
在 MATLAB 中,你可以使用符号运算来处理代数表达式,这种运算允许运算对象包含非数值的符号变量。
在 MATLAB 中,字符串可以用字符数组来表示,而字符数组则与ASCII 码相对应。
每个字符都有两个字节来构成。
你可以使用 whos 函数来查看字符数组。
如果想要将字符串转换为它的 ASCII 码,可以使用double 函数;如果想将 SACII 码转换为原来的字符,可以使用 char 函数。
当你需要创建二维的字符数组时,需要先确定数组的每一行字符的个数都必须相等。
例如,你可以使用 name 函数创建一个二维字符数组,如"Thomas R.Lee";"Sr.Developer"。
在 MATLAB 中,你可以通过利用单元数组来保存字符串的数据,这比字符串数组更加方便。
你可以使用 cellstr 函数将字符数组转换为单元数组。
当需要判断两个字符串是否相等时,MATLAB 提供了两个函数:strcmp 和 strncmp。
strcmp 函数用于比较两个输入字符串是否相等,而 strncmp 函数用于比较两个输入字符串的前几个字符是否相等。
总的来说,MATLAB 提供了强大的多项式运算和符号运算功能,同时它也提供了方便的字符数组和 ASCII 码转换功能,以及字符串的创建和比较功能。
matlab2022实验2参考答案报告名称:MATLAB试验二符号计算姓名:学号:专业:班级:MATLAB实验二MATLAB符号计算试验报告说明:1做试验前请先预习,并独立完成试验和试验报告。
2报告解答方式:将MATLAB执行命令和最后运行结果从命令窗口拷贝到每题的题目下面,请将报告解答部分的底纹设置为灰色,以便于批阅。
3在页眉上写清报告名称,学生姓名,学号,专业以及班级。
3报告以Word文档书写。
一目的和要求1熟练掌握MATLAB符号表达式的创建2熟练掌握符号表达式的代数运算3掌握符号表达式的化简和替换4熟练掌握符号微积分5熟练掌握符号方程的求解二试验内容1多项式运算(必做)1.1解方程:f(某)=某^4-10某某^3+34某某^2-50某某+25=0%采用数值方法:>>f=[1-1034-5025];>>root(f)%采用符号计算方法:f1=ym('某^4-10某某^3+34某某^2-50某某+25')olve(f1)1.2求有理分式R=(3某^3+某)(某^3+2)/((某^2+2某-2)(5某^3+2某^2+1))的商多项式和余多项式.a1=[3010];a2=[1002];a=conv(a1,a2);b1=[12-2];b2=[5201];b=conv(b1,b2);[p,r]=deconv(a,b);%注意:ab秩序不可颠倒。
%reidue用于实现多项式的部分分式展开,此处用deconv函数报告名称:MATLAB试验二符号计算姓名:学号:专业:班级:%%此题,有同学程序如下:某1=[3010],某2=[1002],某3=[12-2],某4=[5201]某5=conv(某1,某2)[y6,r]=deconv(某5,某3)R=deconv(y6,某4)%%这种方法较第一种解法缺点:在除法运算中,会产生误差,故此题应先将分母的多项式相乘后,再与分子部分的多项式进行运算。
matlab多项式写法在MATLAB中,多项式可以使用多种方式进行表示和操作。
下面我将从多个角度介绍MATLAB中的多项式写法。
1. 一维数组表示:最简单的方式是使用一维数组来表示多项式的系数。
数组的索引表示多项式的次数,对应的元素值表示该次数的系数。
例如,多项式 2x^3 3x + 1 可以表示为一个数组 [2, 0, -3, 1],其中索引 1 对应的元素值为 2,表示 x^3 的系数为 2。
2. polyval 函数:MATLAB提供了 polyval 函数,可以根据给定的多项式系数和自变量的值计算多项式的值。
例如,使用上述的多项式系数数组[2, 0, -3, 1],可以通过 polyval([2, 0, -3, 1], x) 来计算多项式在自变量 x 处的值。
3. poly2sym 函数:除了使用数组表示多项式外,MATLAB还提供了 poly2sym函数,可以将多项式转换为符号表达式。
例如,使用 poly2sym([2, 0, -3, 1], 'x') 将得到符号表达式 2x^3 3x + 1。
4. sym 函数:MATLAB中的符号计算工具箱提供了 sym 函数,可以直接创建符号变量和符号表达式。
例如,使用 sym('x') 创建一个符号变量 x,然后可以使用这个符号变量进行多项式的运算和表示。
5. roots 函数:MATLAB中的 roots 函数可以用于求解多项式的根。
给定多项式的系数,roots 函数将返回一个列向量,其中包含多项式的所有根。
6. polyfit 函数:MATLAB中的 polyfit 函数可以用于拟合数据点的多项式。
给定一组数据点的 x 坐标和 y 坐标,polyfit 函数可以拟合出一个多项式,返回多项式的系数。
综上所述,以上是MATLAB中多项式的一些常见表示和操作方法。
通过使用数组、符号表达式、符号变量以及相关的函数,可以在MATLAB中灵活地处理和计算多项式。
matlab中多项式中符号运算
在Matlab中,可以使用符号工具箱进行多项式的符号运算。
以下是一些常见的多项式符号运算的示例:
1. 定义一个多项式:
```matlab
syms x;
p = x^2 + 2*x + 1;
```
2. 多项式求导:
```matlab
dp = diff(p, x);
```
3. 多项式积分:
```matlab
intp = int(p, x);
```
4. 多项式展开:
```matlab
expanded = expand(p);
```
5. 多项式因式分解:
```matlab
factored = factor(p);
```
6. 多项式代入:
```matlab
p2 = subs(p, x, 2);
```
7. 多项式求解:
```matlab
sol = solve(p, x);
```
这只是一些常见的多项式符号运算示例,还有更多的符号运算可以在Matlab中进行。
需要注意的是,符号工具箱在处理大
型多项式或高阶多项式时可能会变得缓慢或无法计算。
如果需要进行更复杂的符号运算,可以考虑使用专门的符号计算软件,如Mathematica或Maple。
matlab的符号计算符号数学工具箱是操作和解决符号表达式的符号数学工具箱(函数)集合,有复合、简化、微分、积分以及求解代数方程和微分方程的工具。
另外还有一些用于线性代数的工具,求解逆、行列式、正则型式的精确结果,找出符号矩阵的特征值而无由数值计算引入的误差。
工具箱还支持可变精度运算,即支持符号计算并能以指定的精度返回结果。
符号数学工具箱中的工具是建立在功能强大的称作Maple软件的基础上。
它最初是由加拿大的滑铁卢(Waterloo)大学开发的。
当要求MATLAB进行符号运算时,它就请求Maple去计算并将结果返回到MATLAB命令窗口。
因此,在MATLAB中的符号运算是MATLAB处理数字的自然扩展。
8.1 符号表达式符号表达式是代表数字、函数、算子和变量的MATLAB字符串,或字符串数组。
不要求变量有预先确定的值,符号方程式是含有等号的符号表达式。
符号算术是使用已知的规则和给定符号恒等式求解这些符号方程的实践,它与代数和微积分所学到的求解方法完全一样。
符号矩阵是数组,其元素是符号表达式。
MATLAB在内部把符号表达式表示成字符串,以与数字变量或运算相区别;否则,这些符号表达式几乎完全象基本的MATLAB命令。
下表列有几则符号表达式例子以及MATLAB等效表达式。
符号表达式 MATLAB表达式'1/(2*x^n)'y='1/sqrt(2*x)''cos(x^2)-sin(2*x)'M=sym('[a,b;c,d]')f=int('x^3/sqrt(1-x)','a','b')MATLAB符号函数使我们能用多种方法来操作符号表达式,比如,>>diff('cos(x)') %differentiate cos(x) with respect to xans=-sin(x)>>M=sym('[a,b;c,d]') %create a symbolic matrix MM=[a,b][c,d]>>determ(M) %find the determinant of the symbolic matrix Mans=a*d-b*c要注意的是,以上第一例的符号表达式是用单引号以隐含方式定义的。
matlab多项式10.1 根找出多项式的根,即多项式为零的值,可能是许多学科共同的问题,。
MA TLAB求解这个问题,并提供其它的多项式操作工具。
在MA TLAB里,多项式由一个行向量表示,它的系数是按降序排列。
例如,输入多项式x4-12x3+0x2+25x+116» p=[1-12025116]p =1-12025116注意,必须包括具有零系数的项。
除非特别地辨认,MA TLAB无法知道哪一项为零。
给出这种形式,用函数roots找出一个多项式的根。
» r=roots(p)r =11.74732.7028-1.2251 + 1.4672i-1.2251 - 1.4672i因为在MA TLAB中,无论是一个多项式,还是它的根,都是向量,MA TLAB按惯例规定,多项式是行向量,根是列向量。
给出一» pp=poly(r)pp =1.0e+002 *Columns 1 through 40.0100-0.12000.00000.2500Column 51.1600 + 0.0000i» pp=real(pp) %throw away spurious imaginary partpp =1.0000-12.00000.000025.0000116.0000因为MA TLAB无隙地处理复数,当用根重组多项式时,如果一些根有虚部,由于截断误差,则poly的结果有一些小的虚部,这是很普通的。
消除虚假的虚部,如上所示,只要使用函数real抽取实部。
10.2 乘法函数conv支持多项式乘法(执行两个数组的卷积)。
考虑两个多项式a(x)=x3+2x2+3x+4和b(x)= x3+4x2+9x+16的乘积:» a=[1234] ;b=[14916];» c=conv(a , b)c =162050758464结果是c(x)=x6+6x5+20x4+50x3+75x2+84x+64。
matlab符号运算多项式摘要:1.引言2.Matlab 符号运算介绍3.多项式在Matlab 中的表示与运算4.多项式求解与优化5.总结正文:Matlab 是一个广泛应用于科学计算和工程设计的软件,其中符号运算功能强大,可以方便地进行各种数学计算。
在本文中,我们将重点介绍Matlab 中多项式的表示、运算及求解方法。
首先,我们需要了解Matlab 符号运算的基本概念。
在Matlab 中,符号运算可以处理任意精度的数值和符号表达式,支持常见的数学运算、函数计算以及逻辑表达式处理等。
接下来,我们将重点关注多项式在Matlab 中的表示与运算。
多项式是数学中一种重要的表达形式,可以用于描述许多实际问题。
在Matlab 中,多项式可以表示为符号表达式或者数值表达式。
例如,可以使用poly 函数创建一个多项式,如:```matlabp = poly(x, 3); % 创建一个关于x 的三次多项式```在Matlab 中,我们可以使用符号运算对多项式进行加、减、乘、除等基本运算。
例如:```matlabq = poly(x, 2); % 创建一个关于x 的二次多项式r = p + q; % 多项式加法s = p * q; % 多项式乘法t = p / q; % 多项式除法```此外,Matlab 还提供了许多内置函数,可以方便地对多项式进行求解和优化。
例如,我们可以使用roots 函数求解多项式的根:```matlabroots(p) % 求解多项式p 的根```我们还可以使用polyfit 函数对数据进行拟合,得到一个多项式表达式:```matlabx = [1, 2, 3, 4, 5]; % 数据点y = [2, 4, 6, 8, 10]; % 对应的y 值p = polyfit(x, y, 2); % 使用二次多项式拟合数据```通过上述方法,我们可以利用Matlab 符号运算功能,方便地处理多项式问题。