Mathematica學習(2)-mathematica命令


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Mathematica的內部常數  
            Pi , 或 π(從基本輸入工具欄輸入, 或“Esc”+“p”+“Esc”)圓周率 π
            E (從基本輸入工具欄輸入, 或“Esc”+“ee”+“Esc”)自然對數的底數e
            I (從基本輸入工具欄輸入, 或“Esc”+“ii”+“Esc”)虛數單位i
            Infinity, 或 ∞(從基本輸入工具欄輸入 , 或“Esc”+“inf”+“Esc”)無窮大 ∞
            Degree 或°(從基本輸入工具欄輸入,或“Esc”+“deg”+“Esc”)度
      Mathematica的常用內部數學函數  
            指數函數Exp[x]以e為底數
            對數函數Log[x]自然對數,即以e為底數的對數
            Log[a,x]以a為底數的x的對數
            開方函數Sqrt[x]表示x的算術平方根
            絕對值函數Abs[x]表示x的絕對值
            三角函數
            (自變量的單位為弧度)Sin[x]正弦函數
            Cos[x]余弦函數
            Tan[x]正切函數
            Cot[x]余切函數
            Sec[x]正割函數
            Csc[x]余割函數
            反三角函數ArcSin[x]反正弦函數
            ArcCos[x]反余弦函數
            ArcTan[x]反正切函數
            ArcCot[x]反余切函數
            ArcSec[x]反正割函數
            ArcCsc[x]反余割函數
            雙曲函數Sinh[x]雙曲正弦函數
            Cosh[x]雙曲余弦函數
            Tanh[x]雙曲正切函數
            Coth[x]雙曲余切函數
            Sech[x]雙曲正割函數
            Csch[x]雙曲余割函數
            反雙曲函數ArcSinh[x]反雙曲正弦函數
            ArcCosh[x]反雙曲余弦函數
            ArcTanh[x]反雙曲正切函數
            ArcCoth[x]反雙曲余切函數
            ArcSech[x]反雙曲正割函數
            ArcCsch[x]反雙曲余割函數
            求角度函數ArcTan[x,y]以坐標原點為頂點,x軸正半軸為始邊,從原點到點(x,y)的射線為終邊的角,其單位為弧度
            數論函數GCD[a,b,c,...]最大公約數函數
            LCM[a,b,c,...]最小公倍數函數
            Mod[m,n]求余函數(表示m除以n的余數)
            Quotient[m,n]求商函數(表示m除以n的商)
            Divisors[n]求所有可以整除n的整數
            FactorInteger[n]因數分解,即把整數分解成質數的乘積
            Prime[n]求第n個質數
            PrimeQ[n]判斷整數n是否為質數,若是,則結果為True,否則結果為False
            Random[Integer,{m,n}]隨機產生m到n之間的整數
            排列組合函數Factorial[n]或n!階乘函數,表示n的階乘
            復數函數Re[z]實部函數
            Im[z]虛部函數
            Arg(z)輻角函數
            Abs[z]求復數的模
            Conjugate[z]求復數的共軛復數
            Exp[z]復數指數函數
            求整函數與截尾函數Ceiling[x]表示大於或等於實數x的最小整數
            Floor[x]表示小於或等於實數x的最大整數
            Round[x]表示最接近x的整數
            IntegerPart[x]表示實數x的整數部分
            FractionalPart[x]表示實數x的小數部分
            分數與浮點數運算函數N[num]或num//N把精確數num化成浮點數(默認16位有效數字)
            N[num,n]把精確數num化成具有n個有效數字的浮點數
            NumberForm[num,n]以n個有效數字表示num
            Rationalize[float]將浮點數float轉換成與其相等的分數
            Rationalize[float,dx]將浮點數float轉換成與其近似相等的分數,誤差小於dx
            最大、最小函數Max[a,b,c,...]求最大數
            Min[a,b,c,...]求最小數
            符號函數Sign[x]
      Mathematica中的數學運算符
            a+b 加法
            a-b減法
            a*b (可用空格鍵代替*)乘法
            a/b (輸入方法為:“ Ctrl ” + “ / ” ) 除法
            a^b (輸入方法為:“ Ctrl ” + “ ^ ” )乘方
            -a 負號
      Mathematica的關系運算符 
            ==等於
            <小於
            >大於
            <=小於或等於
            >=大於或等於
            !=不等於
      注:上面的關系運算符也可從基本輸入工具欄輸入。
      如何用mathematica求多項式的最大公因式和最小公倍式  
            PolynomialGCD[p1,p2,...]求多項式p1,p2,...的最大公因式
            PolynomialLCM[p1,p2,...]求多項式p1,p2,...的最小公倍式
      如何用mathematica求整數的最大公約數和最小公倍數 
            GCD[p1,p2,...]求整數p1,p2,...的最大公約數
            LCM[p1,p2,...]求整數p1,p2,...的最小公倍數
      如何用mathematica進行整數的質因數分解   
            FactorInteger[n]把整數n分解成質數的乘積


      如何用mathematica求整數的正約數 
            Divisors[n]求整數n的所有正約數
      如何用mathematica判斷一個整數是否為質數  
            PrimeQ[n]判斷整數n是否為質數,若是,則運算結果為True,否則結果為False
      如何用mathematica求第n個質數 
            Prime[n]求第n個質數
      如何用mathematica求階乘 
            Factorial[n]或n!求n的階乘
      如何用mathematica配方 
      Mathematica沒有提供專門的配方命令,但是我們可以非常輕松地自定義一個函數進行配方。
      如何用mathematica進行多項式運算 
            Collect[expr,x]將expr表示成x的多項式
            Collect[expr,x,func]將expr表示成x的多項式之后,再根據func處理各項系數
            Collect[expr,{x,y}]將expr表示成x的多項式,再把多項式的每一項系數表示成y的多項式
            FactorTerms[expr]提出expr中的數值因子
            FactorTerms[expr,x]提出expr中所有不包含x的因子
            FactorTerms[expr,{x,y,...}]提出expr中所有不包含x,y,...的因子
            PolynomialGCD[p1,p2,...]求多項式p1,p2,...的最大公因式
            PolynomialLCM[p1,p2,...]求多項式p1,p2,...的最小公倍式
            PolynomialQuotient[p1,p2,x]變量為x,求p1/p2 的商
            PolynomialRemainder[p1,p2,x]變量為x,求p1/p2 的余式
            PowerExpand[expr]將(xy)n分解成 xnyn 的形式


      如何用mathematica進行分式運算  
            Denominator[f]提取分式f的分母
            Numerator[f]提取分式f的分子
            ExpandDenominator[f]展開分式f的分母
            ExpandNumerator[f]展開分式f的分子
            Expand[f]把分式f的分子展開,分母不變且被看成單項。
            ExpandAll[f]把分式f的分母和分子全部展開
            ExpandAll[f, x]只展開分式f中與x匹配的項
            Together[f]把分式f的各項通分后再合並成一項
            Apart[f]把分式f拆分成多個分式的和的形式
            Apart[f, x]對指定的變量x(x以外的變量作為常數),把分式f拆分成多個分式的和的形式
            Cancel[f]把分式f的分子和分母約分
            Factor[f]把分式f的分母和分子因式分解
      如何用Mathematica進行因式分解  
            Factor[表達式]
      如何用Mathematica展開  
            Expand[表達式]
      如何用Mathematica進行化簡  
            Simplify[表達式]
            Simplify[表達式,假設條件]
            FullSimplify[表達式]
            FullSimplify[表達式,假設條件]

      如何用Mathematica合並同類項  
            Collect[表達式,指定的變量]
      如何用Mathematica進行數學式的轉換 
            TrigExpand[表達式] 將三角函數展開
            TrigFactor[表達式] 將三角函數組成的表達式因式分解
            TrigReduce[表達式] 將相乘或乘方的三角函數化成一次方的基本組合

            ExpToTrig[表達式] 將指數函數化成三角函數或雙曲函數
            TrigToExp[表達式] 將三角函數或雙曲函數化成指數函數

            ComplexExpand[表達式] 將表達式展開,假設所有的變量都是實數
            ComplexExpand[表達式,{x,y,…}] 將表達式展開,假設x,y,…等變量都是復數

      如何用Mathematica進行變量替換  
            表達式/.x->a
            表達式/.{x->a, y->b,…}
      如何用mathematica進行復數運算   
            a+b*I表示復數a+bI
            Conjugate[z]求復數z的共軛復數
            Exp[z]復數的指數函數,表示e^z
            Re[z]求復數z的實部
            Im[z]求復數z的虛部
            Abs[z]求復數z的模
            Arg[z]求復數z的輻角,
      如何在mathematica中表示集合  
      與數學中表示集合的方法相同,格式如下:
            {a, b, c,…}表示由a, b, c,…組成的集合 (注意:必須用大括號)

      下列命令可以生成特殊的集合:
            Table[f,{n}]生成包含n個元素f的集合
            Table[f[n],{n,nmax}]n從1到nmax,間隔為1,生成集合{f[1], f[2], f[3],…, f[nmax]}
            Table[f[n],{n,nmin, nmax}]n從nmin到nmax,間隔為1,生成集合{f[nmin], f[nmin+1],
            f[nmin+2],…, f[nmax]}
            Table[f[n],{n,nmin, nmax, dn}]n從nmin到nmax,間隔為dn,生成集合{f[nmin],
            f[nmin+dn], f[nmin+2*dn],…, f[nmax]}

            Range[n]生成集合{1, 2, 3 ,…, n}
            Range[imin, imax]生成集合{imin,imin+1,imin+2,…,imax}
            Range[imin, imax, di]生成集合{imin,imin+di,imin+2*di,… } (最大不超過imax)
      如何用Mathematica求集合的交集、並集、差集和補集 
            Union[A,B,C,…] 求集合A,B,C,…的並集
            A~Union~B~Union~C~Union~… 求集合A,B,C,…的並集
            A∪B∪C∪… 求集合A,B,C,…的並集
            Intersection[A,B,C,…] 求集合A,B,C,…的交集
            A~ Intersection ~B~ Intersection ~C~ Intersection ~… 求集合A,B,C,…的交集
            A∩B∩C∩… 求集合A,B,C,…的交集
            Complement [A,B,C,…] 求差集
            A~ Complement ~B~ Complement ~C~ Complement ~… 求差集
            Complement [全集I,A] 求集合A關於全集I的補集
            全集I ~ Complement ~A 求集合A關於全集I的補集


            如何mathematica用排序  

                  Sort[v]將數組或向量v的元素從小到大排列(升序排列)
                  Reverse[v]將數組或向量v的元素按照與原來相反的順序重新排列(續排列)
                  RotateLeft[v]將數組或向量v中的每一個元素向左移一個位置
                  RotateRight[v]將數組或向量v中的每一個元素向右移一個位置
                  RotateLeft[v,n]將數組或向量v中的每一個元素向左移n個位置
                  RotateRight[v,n]將數組或向量v中的每一個元素向右移n個位置

      如何在Mathematica中解方程
            Solve[方程,變元]
      注:方程的等號必須用: = =
      如何在Mathematica中解方程組
      Solve[{方程組},{變元組}]
      注:方程的等號必須用: = =
      如何在Mathematica中解不等式
      先加載:Algebra`InequalitySolve` ,加載方法為:<<Algebra`InequalitySolve`
      然后執行解不等式的命令InequalitySolve,此命令的使用格式如下:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            InequalitySolve[不等式,變元]
            <--mstheme-->
      如何在Mathematica中解不等式組 
      先加載:Algebra`InequalitySolve` ,加載方法為:<<Algebra`InequalitySolve`
      然后執行解不等式組的命令InequalitySolve,此命令的使用格式如下:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            InequalitySolve[{不等式組},{變元組}] (我的研究成果)
            InequalitySolve[And[不等式組],{變元組}]
            InequalitySolve[不等式1&&不等式2&&…&&不等式n,{變元組}]
            <--mstheme-->
      如何在Mathematica中解不等式組 
      先加載:Algebra`InequalitySolve` ,加載方法為:<<Algebra`InequalitySolve`
      然后執行解不等式組的命令InequalitySolve,此命令的使用格式如下:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            InequalitySolve[{不等式組},{變元組}] (我的研究成果)
            InequalitySolve[And[不等式組],{變元組}]
            InequalitySolve[不等式1&&不等式2&&…&&不等式n,{變元組}]

      如何用mathematica表示分段函數 
            lhs:=rhs/;condition當condition成立時,lhs才會被定義成rhs
            If[test,then,else]如果test為True,則執行then,否則執行 else
            If[test,then,else,unknown]如果test為True,則執行then,為False時,則執行
            else,無法判斷test是True或False時則執行unknown
            Which[test1,value1,test2,value2,...]如果test1為True,則執行value1,test2為True,則執行value2,依次類推。

      如何用mathematica求反函數 
            InverseFunction[f]求f的反函數
      對系統內部的函數生效,但對自定義的函數不起任何作用,也許是方法不對。
      如何用Mathematica畫圖
      <--mstheme-->
            Plot[表達式,{變量,下限,上限},可選項]
      如何用mathematica繪制2D隱函數圖象  
      首先要加載Graphics`ImplicitPlot`函數庫,加載方法為:<<Graphics`ImplicitPlot`
            ImplicitPlot[eqn,{x,xmin,xmax}]先用Solve命令求解,再在指定的范圍內繪制隱函數圖形。
            ImplicitPlot[eqn,{x, xmin, m1, m2, …, xmax}]避開m1, m2, …點繪圖
            ImplicitPlot[eqn,{x,xmin,xmax},{y, ymin , ymax}]用ContourPlot的方法繪圖
            ImplicitPlot[{eqn1,eqn2,…}, ranges, options]同時繪制多個隱函數圖

      如何用mathematica進行2D參數繪圖  
            ParametricPlot [{x(t), y(t)},{t, tmin, tmax}]繪制二維曲線的參數圖
            ParametricPlot [{x(t), y(t)},{t, tmin,
            tmax},AspectRatio->Automatic]繪制二維曲線的參數圖,並保持曲線的“真正形狀”,即x,y坐標的比為1:1
            ParametricPlot [{{x1(t), y1(t)}, {x2(t), y2(t)},…}, {t, tmin,
            tmax}]同時繪制多個參數圖
      如何用mathematica進行極坐標繪圖  
      首先要加載Graphics`Graphics`函數庫,加載方法為:<< Graphics`Graphics`
            PolarPlot[r(θ),{θ,θ1,θ2}]在極坐標系中繪制r=r(θ)的圖形,角度θ從θ1到θ2
            PolarPlot[{r1(θ), r2(θ),…},{θ,θ1,θ2}]在同一個極坐標系中同時繪制多個圖形
      如何用mathematica繪制二維散點圖  
            ListPlot[{y1,y2,y3,…}]在二維平面上繪點{1,y1},{2,y2},…
            ListPlot[{{x1, y1},{x2, y2},{x3, y3},…}]在二維平面上繪點{x1,y1},{x2,y2},…
            ListPlot[list,PlotJoined->True]用線段連接繪制的點,其中list為數據點
      Mathematica的2D繪圖選項 
       
      選項必須放在最后面,其格式為:option->value
            選 項默 認 值說 明
            AspectRatio1/GoldenRatio圖形高與寬的比例。默認值為1/GoldenRatio,約為0.618
            AxesTrue是否繪制出坐標軸,設False,則不繪制任何坐標軸。設Axes->{False,True},則只繪制出y軸
            AxesLabelAutomatic為坐標軸做標記,設AxesLabel->{“ylabel”},則為y軸做標記。設AxesLabel->{“xlabel”
            ,“ylabel”},則為{x, y}軸做標記。
            AxesOriginAutomaticAxesOrigin->{x,y},設坐標軸相交點為{x,y}
            DisplayFunction$DisplayFunction定義圖形的顯示。設Identity將不顯示任何圖形
            FrameFalse是否給圖形加上外框
            FrameLabelFalse從x軸下方順時針方向給圖形加上外框標記
            FrameLabel->None定義無外框標記
            FrameLabel->{x,y}定義圖形下方與左邊的標記
            FrameLabel->{x1, y1 , x2, y2}從x軸下方順時針方向,定義圖形四邊的標記。
            FrameTicksAutomatic給外框加上刻度(如果Frame設為True); None
            則不加刻度。定義{xticks,yticks,…}則分別設置每一邊的刻度。
            GridLinesNone設Automatic則在主要刻度上加上網格線。
            GridLines->{xgrid,ygrid}定義x與y方向的網格數。
            PlotLabelNonePlotLabel->label定義整個圖形的名稱。
            PlotRangeAutomatic設PlotRange->All, 繪制所有圖形
            設PlotRange->{min, max}, 指定y方向的繪圖范圍
            設PlotRange->{{xmin, xmax}, {ymin,ymax}},分別指定x與y方向的繪圖范圍
            TicksAutomatic坐標軸的刻度
            設Ticks->None,則不顯示刻度記號
            設Ticks->{xticks,yticks},定義x與y方向刻度記號的位置。
            設Ticks->{{x1,label1},
            {x2,label2},…},在x1位置標注label1記號,在x2位置標注label2記號,…
            設Ticks->{{x1,label1,len1}, {x2,label2,len2},…},定義每一個刻度的長度
       
      Automatic, None, All, True, False是Mathematica繪圖命令常用的選項,它們所代表的意義如下:
            Automatic使用Mathematica的默認值
            None不包含此項
            All包含每項
            True此項有效
            False此項無效
      下列選項可以格式化圖形里的文字:
            TextStyle->value定義整張圖形中所有文字的樣式
            “style” 將圖形文字的樣式定義為cell的樣式
            FontSize->n, 定義字體大小為n
            FontSlant->”Italic”, 定義字體為斜字體
            FontWeight->”Bold”, 定義字體為粗字體
            FontFamily->”name”, 定義字體,如”Times”
            FormatType->value定義為TraditionalForm則以標准的數學格式輸出
      下列選項可以定義繪圖的顏色與線條的粗細:
            Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},PlotStyle->{RGBColor[r1,g1,b1],
            RGBColor[r2,g2,b2],…}]分別用RGBColor[r1,g1,b1],
            RGBColor[r2,g2,b2],…給f1,f2,…上色
            Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},PlotStyle->{GrayLevel,
            GrayLevel[j],…}]分別用GrayLevel,
            GrayLevel[j],…給f1,f2,…上色
            Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},PlotStyle->{Thickness[r1],
            Thickness[r2],…}]分別用Thickness[r1],
            Thickness[r2],…定義f1,f2,…的粗細,其中r1,r2 為線條的粗細所占圖形寬度的比例。
      如何用mathematica繪制3D顯函數的圖形  
            Plot3D[f(x, y), {x, xmin, xmax}, {y, ymin, ymax}]x 從xmin到 xmax, y從
            ymin到 ymax,繪制函數 f(x,y)的圖形

      如何用mathematica繪制3D隱函數圖象 
      首先要加載Graphics`ContourPlot3D`函數庫,加載方法為:<<Graphics` ContourPlot3D `
            ContourPlot3D[f(x,y,z),{x, xmin, xmax},{y, ymin , ymax}, {z, zmin ,
            zmax}]在指定的范圍內畫出f(x,y,z)=0的三維立體圖

      如何用mathematica進行3D參數繪圖(空間曲線、曲面的參數繪圖)  
            ParametricPlot3D[{f(t), g(t), h(t)},{t, tmin, tmax}]繪制三維的空間曲線參數圖
            ParametricPlot3D[{f(u,v),g(u,v),h(u,v)},{u,umin,umax},{v,vmin,vmax}]繪制三維的空間曲面參數圖
            ParametricPlot3D[{{fx,fy,fz},{gx,gy,gz},…},…]同時繪制多個參數圖
            ParametricPlot3D[{fx,fy,fz,s},…]根據函數s上色

      如何用mathematica繪制三維散點圖   
            ScatterPlot3D[{{x1, y1, z1}, {x2, y2, z2},…}]在三維空間中繪制數據點{x1, y1,
            z1}, {x2, y2, z2},…
            。在使用前首先要加載Graphics`Graphics3D`繪圖函數庫,加載方法為:<<Graphics`Graphics3D`
            ScatterPlot3D[{{x1,y1,z1},{x2,y2,z2},…},
            PlotJoined->True]在三維空間中繪制數據點{x1, y1, z1}, {x2, y2,
            z2},…並用線段將點連接起來。在使用前首先要加載Graphics`Graphics3D`繪圖函數庫,加載方法為:<<Graphics`Graphics3D`

      mathematica的3D繪圖選項  
      基本格式:option->value
            選 項默 認 值說 明
            AxesTrue是否控制坐標軸
            AxesLabelNone坐標軸的名稱。{”xlabel”, ”ylabel”, ”zlabel”}分別為x、y、z軸的標注。
            BoxedTrue繪制外框。定義為False則不繪制外框
            ColorFunctionAutomatic上色的方式。Hue為彩色
            DisplayFunction$DisplayFunction顯示圖形的模式。定義為Identity則不顯示圖形
            FaceGridsNone表面網格。選All則在外框每面都加上網格
            HiddenSurfaceTrue是否去掉隱藏線
            LightingTrue是否用仿真光線(simulated lighting)上色
            MeshTrue是否在圖形表面加上網格線
            PlotRangeAutomaticZ方向的繪圖范圍
            ShadingTrue表面不上色或留白
            ViewPoint{-1.3, -2.4, 2}觀測點(眼睛觀測的位置)
            PlotPoints15在x和y方向取樣點
            CompiledTrue是否編譯成低級的機器碼
      ViewPoint 可以定義從不同的角度觀看三維的函數圖,下表提供了一些典型值:
            ViewPoint的值觀測點位置
            {-1.3, -2.4, 2}默認觀測點
            {0,-2,0}從前方看
            {0,0,2}從上往下看
            {0,-2,2}從前方上面往下看
            {0,-2,-2}從前方下面往上看
            {-2,-2,0}從左前方看
            {2,-2,0}從右前方看
      如果設Lighting為False,則函數圖形的上色是根據函數值的大小進行。另外,Mathematica還提供了另外一種方法,可以根據指定的顏色函數(color
      function)上色。
            Plot3D[{f(x,y),
            GrayLevel[s(x,y)]},{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}]繪制三維圖形,根據函數s(x,y)進行灰度上色
            Plot3D[{f(x,y),
            Hue[s(x,y)]},{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}]繪制三維圖形,根據函數s(x,y)上彩色


      如何用Mathematica求極限 
      (1) 極限:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            Limit[函數的表達式f(x),x->a]
            <--mstheme-->
      <--mstheme-->
      (2) 單側極限:
      左極限:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            Limit[函數的表達式f(x),x->a,Direction->1]
            <--mstheme-->
      <--mstheme-->
      右極限:
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            Limit[函數的表達式f(x),x->a, Direction-> -1]
      如何用Mathematica求導數 
            <--mstheme-->
            D[f(x),x]
      如何用Mathematica求高階導數

            <--mstheme-->
            D[f(x),{x,n}]<--mstheme-->
      在Mathematica中沒有直接求隱函數導數的命令,但是我們可以根據數學中求隱函數導數的方法,在Mathematica中一步一步地進行推導。也可以自己編一個求隱函數導數的小程序。
      在Mathematica中,沒有直接求參數方程確定的函數的導數的命令,只能根據參數方程確定的函數的求導公式
      一步一步地進行推導;或者,干脆自己編一個小程序,應用起來會更加方便。
      如何用Mathematica求不定積分 
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            Integrate[f(x),x] (或從工具欄輸入 )
      如何用Mathematica求定積分、廣義積分
      <--mstheme-->
            <--mstheme-->
            Integrate[f(x),{x,a,b}] (或從工具欄輸入  )
            <--mstheme-->
      如何用Mathematica對數列和級數進行求和   
            Sum[f(n),{n, a, b}] (或從工具欄輸入 )
            Sum[f(n),{n, a, b, dn}]
            Sum[f(n, m),{n, a, b},{m, c, d}]
            Sum[f(n, m),{n, a, b, dn},{m, c, d, dm}]
      如何用Mathematica進行連乘  
            Product[f(n),{n, a, b}] (或從工具欄輸入 )
            Product[f(n),{n, a, b, dn}]
            Product[f(n, m),{n, a, b},{m, c, d}]
            Product[f(n, m),{n, a, b, dn},{m, c, d, dm}]
      如何用Mathematica展開級數
            Series[f(x),{x ,a, n}]
      如何在Mathematica中進行積分變換  
            LaplaceTransform[ f(t), t, s ] 拉普拉斯變換
            InverseLaplaceTransform[ F(s), s, t ] 拉普拉斯變換的逆變換

            FourierTransform[ f(t), t, ω] 傅立葉變換
            InverseFourierTransform[ F(ω), ω, t ] 傅立葉變換的逆變換
       

            ZTransform[ f(n), n, z] Z變換
            InverseZTransform[ F(z), z, n ] Z變換的逆變換
       
       
            FourierSinTransform[ f(t), t, ω] 傅立葉正弦變換
            FourierCosTransform[ f(t), t, ω] 傅立葉余弦變換
            InverseFourierSinTransform[ F(ω), ω, t ] 傅立葉正弦變換的逆變換
            InverseFourierCosTransform[F(ω), ω, t] 傅立葉余弦變換的逆變換
      如何用Mathematica解微分方程
       
            DSolve[微分方程,y[x],x]
            DSolve[{微分方程,初始條件或邊界條件},y[x],x]
      如何用Mathematica解微分方程組  
            DSolve[{微分方程組},{y1 [x],y2[x],…}, x]
            DSolve[{微分方程組,初始條件或邊界條件},{y1[x],y2[x],…},x]
      如何用mathematica求多變量函數的極限 
      以兩個變量為例說明,多於兩個變量的函數極限可以依次類推。
            Limit[Limit[f(x,y),x->a],y->b]計算極限
      如何用mathematica求多元函數的偏導數 
            D[f,x1,x2,…, xn]求偏導數
      如何用mathematica求多變量函數的泰勒展開式
            Series[f,{x,x0,m},{y,y0,n},...]在x=x0,y=y0
            ,...處求函數f的泰勒展開式,其中m,n,...為展開的次數

      如何用mathematica求重積分 
            Integrate[f,{x,a,b},{y,c,d},...,{z,m,n}]求重積分
            NIntegrate[f,{x,a,b},{y,c,d},...,{z,m,n}]重積分的數值解
      也可利用工具欄上的積分符號的組合來完成
      如何用mathematica求梯度、散度、旋度 
      首先要加載Calculus`VectorAnalysis`函數庫,加載方法為:
      <<Calculus`VectorAnalysis`
      以直角坐標系和三元函數為例說明
            Grad[f, Cartesian[x,y,z] ]在直角坐標系中求純量函數f的梯度,其中x,y,z為坐標變量
            Div[f, Cartesian[x,y,z] ]在直角坐標系中求向量函數f={fx ,fy, fz}的散度,其中x,y,z為坐標變量
            Curl[f, Cartesian[x,y,z] ]在直角坐標系中求向量函數f={fx ,fy, fz}的旋度,其中x,y,z為坐標變量
      注:若把上面的Cartesian換為Cylindrical或Spherical,則表示在圓柱坐標系或球面坐標系中進行計算。
      如何用Mathematica求函數的最大值和最小值
            Maximize[f, {x, y, …}]求函數f關於變量x, y, …的最大值
            Maximize[{f, conds}, {x, y, …}]在條件conds下,求函數f關於變量x, y, …的最大值
            Minimize[f, {x, y, …}]求函數f關於變量x, y, …的最小值
            Minimize [{f, conds}, {x, y, …}]在條件conds下,求函數f關於變量x, y, …的最小值
      如何用mathematica表示向量 
            {a1,a2,...,an}表示由a1,a2,...,an 組成的向量(注意:必須用大括號)
      下列命令可以生成特殊的向量:
            Table[f,{n}]生成由n個f組成的向量{f,f,f,...,f}
            Table[f[n],{n,nmax}]n從1到nmax,間隔為1,生成向量{f[1], f[2], f[3],…, f[nmax]}
            Table[f[n],{n,nmin, nmax}]n從nmin到nmax,間隔為1,生成向量{f[nmin], f[nmin+1],
            f[nmin+2],…, f[nmax]}
            Table[f[n],{n,nmin, nmax, dn}]n從nmin到nmax,間隔為dn,生成向量{f[nmin],
            f[nmin+dn], f[nmin+2*dn],…, f[nmax]}

      如何用mathematica進行向量的加減運算及數乘運算
            A+B向量A與B的和
            A-B向量A與B的差
            k*A 或 A*k數k與向量A的數乘

      如何用mathematica求向量的點積 
            Dot[a,b] 或a.b求向量a與b的點積(在直角坐標系中)
            DotProduct[a,b]
            在當前坐標系中求向量a與b的點積。在使用前,首先要加載Calculus`VectorAnalysis`函數庫。加載方法為:
            <<Calculus`VectorAnalysis`
            加載后默認的坐標系是直角坐標系,可以根據需要設置坐標系,設置方法為:
            SetCoordinates[Cartesian] (直角坐標系)
            SetCoordinates[Cylindrical] (圓柱坐標系)
            SetCoordinates[Spherical] (球面坐標系)
            DotProduct[a,b,Cartesian]
            在直角坐標系中求向量a與b的點積。在使用前,首先要加載Calculus`VectorAnalysis`函數庫。加載方法為:
            <<Calculus`VectorAnalysis`
            若把Cartesian換為Cylindrical 或Spherical,則表示在圓柱坐標系或球面坐標系中求向量a與b的點積

      如何用mathematica求向量的叉積
            Cross[a, b]計算向量a與b的叉積(在直角坐標系中)
            CrossProduct[a,b]
            在當前坐標系中求向量a與b的叉積。在使用前,首先要加載Calculus`VectorAnalysis`函數庫。加載方法為:
            <<Calculus`VectorAnalysis`
            加載后默認的坐標系是直角坐標系,可以根據需要設置坐標系,設置方法為:
            SetCoordinates[Cartesian] (直角坐標系)
            SetCoordinates[Cylindrical] (圓柱坐標系)
            SetCoordinates[Spherical] (球面坐標系)
            CrossProduct[a,b,Cartesian]
            在直角坐標系中求向量a與b的叉積。在使用前,首先要加載Calculus`VectorAnalysis`函數庫。加載方法為:
            <<Calculus`VectorAnalysis`
            若把Cartesian換為Cylindrical 或Spherical,則表示在圓柱坐標系或球面坐標系中求向量a與b的叉積

      如何用mathematica求向量的模與夾角
      Mathematica 4沒有提供專門的命令求向量的模,但Mathematica 5 卻提供了專門的命令求向量的模。其格式如下:
            Norm[v]計算向量v的模
      mathematica沒有提供求兩個向量夾角的命令。不過根據向量的夾角公式我們可以自己編寫一個函數進行計算。
      
      如何用mathematica建立矩陣 
            {{a11,a12,…,a1n},{a21,a22,…,a2n},…,{am1,am2,…amn}}建立m×n矩陣,其中aij為矩陣第i行的第j個元素(這種方法建立的矩陣不是手寫的形式)
            DiagonalMatrix[{a1,a2,...,an}]建立以a1,a2,...,an為對角線元素的對角矩陣(這種方法建立的矩陣不是手寫的形式)
            IdentityMatrix[n]生成一個n×n單位矩陣(這種方法建立的矩陣不是手寫的形式)
            Table[f,{i,m},{j,n}]生成m×n矩陣(這種方法建立的矩陣不是手寫的形式)
            Array[a,{m,n}]生成以am×n為元素的矩陣(這種方法建立的矩陣不是手寫的形式)
            MatrixForm[A]矩陣A的手寫形式
      如何用mathematica求行列式的值 
            Det[A]求矩陣A的行列式
      如何用mathematica求逆矩陣
            Inverse[A]求矩陣A的逆矩陣

      如何用mathematica求轉置矩陣
            Transpose[A]求矩陣A的轉置矩陣
      如何用mathematica求矩陣的秩 
      mathematica 4沒有提供這一命令,但mathematica 5 提供了這一命令,格式如下:
            MatrixRank[A]求矩陣A的秩

      如何用Mathematica求矩陣的跡
            Tr[A]求方陣A的跡

      如何用mathematica求特征值和特征向量
            Eigenvalues[A]求矩陣A的所有特征值
            Eigenvectors[A]求矩陣A的所有特征向量
            Eigensystem[A]求矩陣A的所有特征值和特征向量,輸出格式為{特征值,特征向量}

      如何用mathematica解線性方程組 
            Solve[{eqn1,eqn2,…},{x,y,z,…}]解由方程eqn1,eqn2,…組成的方程組。
            LinearSolve[M,B]解滿足矩陣方程MX=B的向量X
      如何用mathematica求平均值 
      首先要加載Statistics`DescriptiveStatistics`函數庫,加載方法為:
      << Statistics`DescriptiveStatistics`
      或者加載整個統計函數庫,加載方法為:
      <<Statistics`
            Mean[data]求數據data的算術平均數。數據data的格式為:{a1,a2,…}
            HarmonicMean[data]求數據data的調和平均數。數據data的格式為:{a1,a2,…}
            GeometricMean[data]求數據data的幾何平均數。數據data的格式為:{a1,a2,…}

      如何用mathematica求中位數  
      首先要加載Statistics`DescriptiveStatistics`函數庫,加載方法為:
      << Statistics`DescriptiveStatistics`
      或者加載整個統計函數庫,加載方法為:
      <<Statistics`
            Median[data]求數據data的中位數。數據data的格式為:{ a1,a2,…}
      如何用mathematica求眾數 
      首先要加載Statistics`DescriptiveStatistics`函數庫,加載方法為:
      << Statistics`DescriptiveStatistics`
      或者加載整個統計函數庫,加載方法為:
      <<Statistics`
            Mode[data]求數據data的眾數。數據data的格式為:{ a1,a2,…}

      如何用mathematica求方差和標准差
      首先要加載Statistics`DescriptiveStatistics`函數庫,加載方法為:
      << Statistics`DescriptiveStatistics`
      或者加載整個統計函數庫,加載方法為:
      <<Statistics`
            Variance[data]求數據data的樣本方差。數據data的格式為:{ a1,a2,…}
            VarianceMLE[data]求數據data的母體方差。數據data的格式為:{ a1,a2,…}
            StandardDeviation[data]求數據data的樣本標准差。數據data的格式為:{a1,a2,…}
            StandardDeviationMLE[data]求數據data的母體標准差。數據data的格式為:{ a1,a2,…}
      如何用mathematica求協方差和相關系數   
      首先要加載Statistics`MultiDescriptiveStatistics`函數庫,加載方法為:
      << Statistics`MultiDescriptiveStatistics`
      或者加載整個統計函數庫,加載方法為:
      <<Statistics`
            Covariance[data1,data2]求數據data1和data2的樣本協方差。數據的格式為:{a1,a2,…}
            CovarianceMLE[data1,data2]求數據data1和data2的母體協方差。數據的格式為:{a1,a2,…}
            Correlation[data1,data2]求數據data1和data2的線性相關系數。數據的格式為:{a1,a2,…}

      如何用mathematica進行曲線擬合 
            Fit[data,funs,vars]data表示待擬合的數據的集合,funs為變量vars的函數的集合,它們的格式如下:
            data={{x1,y1},{x2,y2},…} (也可以是三維或三維以上空間的數據點)
            data也可寫成{y1,y2,…}的形式,此時,數據點是{{1,y1},{2,y2},…}
            funs={f1,f2,f3,…}
            該函數返回funs的一個線性組合


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