Встроенные математические функции
Функция может вызываться с одним или двумя аргументами. Если у функции один аргумент (массив) и функция вызывается в формате pow2(x), то в качестве результата возвращается массив степеней двойки, показатели степени определяются массивом x. Если функция вызывается с двумя аргументами в формате pow2 (x, y), то результатом является x.*2.^y. У функции два аргумента (например, atan (y, x)). В качестве… Читать ещё >
Встроенные математические функции (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В Matlab по умолчанию доступно достаточно большое количество встроенных функций. Ядро их составляют математические функции, которые на практике используются сравнительно часто. Некоторые из них перечислены в таблице 5.
Таблица 5 Некоторые математические функции Matlab.
Функция. | Описание. | |
abs (). | Модуль числа (в том числе и комплексного), указанного аргументом функции. | |
acos (). | Арккосинус для числа, указанного аргументом функции. | |
acosd (). | Арккосинус аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
acot (). | Арккотангенс числа, указанного аргументом функции. | |
acotd (). | Арккотангенс аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
acsc (). | Арккосеканс числа, указанного аргументом функции. | |
acscd (). | Арккосеканс аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
asec (). | Арксеканс числа, указанного аргументом функции. | |
asecd (). | Арксеканс аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
asech (). | Арксеканс гиперболический от числа, указанного аргументом функции. | |
asin (). | Арксинус от числа, указанного аргументом функции. | |
asind (). | Арксинус аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
asinh (). | Арксинус гиперболический от числа, указанного аргументом функции. | |
atan (). | Арктангенс от числа, переданного аргументом функции. | |
atan2 (). | У функции два аргумента (например, atan (y, x)). В качестве результата возвращается направление (угол в диапазоне значений отр до р) на точку с соответствующими координатами (в данном случае, точка с координатами (y, x)). Если аргументы комплексные, их мнимые части игнорируются. | |
atand (). | Арктангенс аргумента функции. Результат представлен в градусах. | |
atanh (). | Арктангенс гиперболический от числа, переданного аргументом функции. | |
ceil (). | Функция округления аргумента в направлении плюс бесконечности — округление выполняется до целого значения, которое не меньше, чем аргумент. | |
cos (). | Косинус от числа, переданного аргументом функции. | |
cosd (). | Косинус аргумента функции, указанного в градусах. | |
cosh (). | Косинус гиперболический от числа, переданного аргументом функции. | |
cot (). | Котангенс от числа, переданного аргументом функции. | |
cotd (). | Котангенс аргумента функции, указанного в градусах. | |
coth (). | Котангенс гиперболический от числа, переданного аргументом функции. | |
csc (). | Косеканс от числа, переданного аргументом функции. | |
cscd (). | Косеканс аргумента функции, указанного в градусах. | |
csch (). | Косеканс гиперболический от числа, переданного аргументом функции. | |
exp (). | Экспонента: показательная функция с основанием-константой Эйлера и показателем степени, определяемым аргументом функции. | |
expm1 (). | Командой вида expm1(x) с повышенной точностью вычисляется значение exp (x); | |
factor (). | Функцией возвращается вектор-строка с простыми множителями числа (с учетом их кратности), указанного аргументом функции. | |
factorial (). | Функция для вычисления факториала числа, указанного аргументом функции. | |
fix (). | Функция округления в направлении нуля. Результатом является число, получающееся округлением аргумента функции до ближайшего целого значения в направлении нуля. | |
floor (). | Функция округления аргумента до ближайшего целого значения, которое не превышает аргумент, — округление в направлении минус бесконечности. | |
gcd (). | Функцией возвращается наибольший общий делитель целых чисел или целочисленных массивов — аргументов функции. | |
hypot (). | Корень квадратный из суммы квадратов модулей аргументов, переданных функции. | |
idivide (). | У функции два аргумента. Результатом является целая часть отделения первого аргумента на второй. Можно также указать опцию — в одинарных скобках имя функции, с помощью которой выполняется округление. | |
lcm (). | Функцией в качестве результата возвращается наименьшее общее кратное для целых чисел или целочисленных массивов — аргументов функции. | |
log (). | Натуральный логарифм от числа, указанного аргументом функции. | |
log10 (). | Логарифм по основанию 10 от числа, указанного аргументом функции. | |
log1p (). | Командой вида log1p (x) с повышенной точностью вычисляется значение log (1+x). | |
log2 (). | Логарифм по основанию 2 от числа, указанного аргументом функции. | |
mod (). | Функцией возвращается остаток от деления значения первого аргумента функции на значение второго аргумента. Целая часть отделения определяется функцией froor (). | |
nchoosek (). | Функцией в качестве значения возвращаются биномиальные коэффициенты. Если функция вызвана в формате nchoosek (n, k), то в качестве результата возвращается значение: ,. | |
nextpow2 (). | Функцией в качестве значения возвращается ближайшее целое число — степень двойки, которое не меньше модуля аргумента функции. | |
nthroot (). | Командой nthroot (x, n) в качестве значения возвращается корень порядка n (второй аргумент) из действительного числа или элементов действительного массива x (первый аргумент). | |
pow2 (). | Функция может вызываться с одним или двумя аргументами. Если у функции один аргумент (массив) и функция вызывается в формате pow2(x), то в качестве результата возвращается массив степеней двойки, показатели степени определяются массивом x. Если функция вызывается с двумя аргументами в формате pow2 (x, y), то результатом является x.*2.^y. | |
power (). | У функции два аргумента. Если аргументы скалярные, в качестве результата возвращается значение первого аргумента, возведенное в степень, определяемую вторым аргументом. В более общем случае в качестве результата выполнения команды power (A, B) возвращается 'A.^B'. | |
primes (). | Функцией генерируется список простых чисел. Количество чисел указывается аргументом функции. | |
rem (). | Функцией возвращается остаток от деления значения первого аргумента функции на значение второго аргумента. Целая часть отделения определяется функцией fix (). | |
round (). | Функция округления аргумента до ближайшего целого значения. | |
sec (). | Секанс от числа, указанного аргументом функции. | |
secd (). | Секанс аргумента функции, указанного в градусах. | |
sign (). | Знак числа, указанного аргументом функции (для положительных чисел — единица, для отрицательных чисел — минус единица, для нуля — ноль). | |
sin (). | Синус от числа, указанного аргументом функции. | |
sind (). | Синус аргумента функции, указанного в градусах. | |
sqrt (). | Корень квадратный из числа, указанного аргументом функции. | |
Функция. | Описание. | |
tan (). | Тангенс от числа, указанного аргументом функции. | |
tand (). | Тангенс аргумента функции, указанного в градусах. | |
Хотя большинство из представленных выше функций с математической точки зрения определены для скалярных величин, обычно они могут применяться и для аргументов-матриц. В этом случае действие функционального оператора применяется к каждому из элементов матрицы. Например, если переменная «A» является матрицей с элементами «A (i, j)», то в результате выполнения команды «exp (A)» получим матрицу того же ранга, а ее элементы вычисляются как «exp (A (i, j))». В некоторых случаях такой подход неприемлем. Существуют так называемые матричные функции, аргументами которых по определению являются матрицы (в основном квадратные). Результат этих функций вычисляется по алгоритмам, разработанным специально для матриц. Так, в Matlab есть встроенные матричные функции для экспоненты, логарифма и квадратного корня. Это соответственно функции «expm ()», «logm ()» и «sqrtm ()». Например, если «A» — квадратная матрица, то функцией «expm (A)» вычисляется матричная экспонента. По определению это ряд:
exp (A) =.
Результатом является матрица, которая вычисляется, как правило, на основе собственных чисел и собственных векторов матрицы «A». Матричный логарифм для аргумента-матрицы «A», вычисляемый инструкцией «logm (A)», представляет собой матрицу такую, что матричная экспонента от нее равна матрице «A». Другими словами, по определению если «B=logm (A)», то «expm (B)=A», и функция «logm ()» является обратной к функции «expm ()». Аналогично, в результате извлечения квадратного корня из матрицы «A» с помощью функции «sqrtm ()» получаем матрицу, которая, будучи возведенной в квадрат, дает матрицу «A». Например, если «B=sqrtm (A)», то «B*B=A».
В Matlab также широко представлены специальные функции, некоторые их них приведены в таблице 6.
Таблица 6. Некоторые специальные математические функции Matlab.
Функция. | Описание. | |
airy (). | Функция Эйри. | |
besselh (). | Функция Бесселя третьего рода (функция Ханкеля). | |
besseli (). | Командой besseli (n, x) возвращается модифицированная функция Бесселя первого рода (индекса n). | |
besselj (). | Командой besselj (n, x) возвращается функция Бесселя первого рода (индекса n), которая является одним из решений уравнения Бесселя. | |
besselk (). | Командой besselk (n, x) возвращается модифицированная функция Бесселя второго рода (индекса n), которая является одним из решений модифицированного уравнения Бесселя. Для целых индексов соответствующее выражение рассчитывается как лимит. | |
bessely (). | Командой besselj (n, x) возвращается функция Бесселя второго рода (индекса n), которая является одним из решений уравнения Бесселя. Для целых индексов соответствующее выражение рассчитывается как лимит. | |
beta (). | Бета-функция Эйлера. | |
betainc (). | Неполная бета-функция Эйлера. | |
betaln (). | Логарифм натуральный от бета-функции Эйлера. Аргументами передаются аргументы бета-функции. | |
ellipj (). | Эллиптическая функция Якоби. Если функция вызывается с двумя аргументами в формате ellipj (u, m), в качестве результата возвращаются значения (вектор) для функций sn(u), cn(u) и dn(u). | |
ellipke (). | Функция для вычисления полного эллиптического интеграла первого и второго рода (вектор значений). | |
erf (). | Функция ошибок. | |
erfc (). | Функция ошибок (остаточная). | |
erfcx (). | Функция ошибок (остаточная нормированная). | |
erfi nv (). | Обратная функция к функции ошибок erf (). | |
erfcinv (). | Обратная функция к функции ошибок erfc (). | |
expint (). | Интегральная экспонента. | |
gamma (). | Гамма-функция Эйлера. | |
gammainc (). | Неполная гамма-функция. | |
gammaln (). | Логарифм натуральный от гамма-функции Эйлера. Аргументом функции передается аргумент гамма-функции. | |
legendre (). | Функция для вычисления присоединенных полиномов Лежандра. В результате вызова функции в формате legendre (n, x) возвращается вектор-столбец значений присоединенных полиномов Лежандра m() Pn x для m= 0,1,2,…,n | |
psi (). | Пси-полигамная функция. | |
Как и в случае с базовыми математическими функциями, для большинства специальных функций аргументами могут указываться матрицы. В этом случае функция вычисляется для каждого из элементов матрицы.