跳轉到內容

Maple/在分析中使用 Maple

來自華夏公益教科書,開放的書籍,開放的世界

有許多不同的分析方法,其中只有很少一部分可以使用 Maple 來幫助。一種“可使用 Maple 的”分析方法是 **漸近分析**。在計算繁瑣表示式時,某些引數的較小值通常特別令人感興趣。可以計算導數,然後使用截斷的泰勒級數來近似函式。由於這些操作通常一起出現,因此有一個專門的服務叫做 **級數**。

級數示例

[編輯 | 編輯原始碼]
series(sin(x), x, 4)

返回

x-1/6*x^3+O(x^4)

因為 sin 函式的導數是已知的。如果函式未知,則導數將保留在一般形式中

s(0)+(D(s))(0)*x+1/2*((`@@`(D, 2))(s))(0)*x^2+1/6*((`@@`(D, 3))(s))(0)*x^3+O(x^4)

可以推測這個序列

`@@`(D, 2))(s))(0)

表示名為 s 的函式的二階導數。

一般來說,級數的引數可以是:表示式、被認為是小的變數以及該變數被捨棄的最小冪。

如果未發現表示式對變數的明顯依賴關係,則結果只是表示式

series(a, b)

返回僅僅

a

並非所有函式都可以表示為泰勒展開。然而,Maple 的級數功能會盡力而為,例如,

series((1+1/x^2)/(1+2/x+x*log(x)), x, 2)

返回

1/2/x-1/4+(5/8-1/4*ln(x))*x+O(x^2)

這在漸近分析中可能是有意義的。

編寫一個級數無法幫助的函式並不困難,例如,

series(exp(1/x^2), x, 3)

返回

Error, (in series/exp) unable to compute series

儘管很容易看出,至少對於實數引數值,所有在零處的導數都只是零。預設情況下,Maple 將所有變數都視為複數;在複數平面中,最後一個示例中函式的行為非常奇異,不可能進行簡單的展開。

華夏公益教科書