學科教育論文-MATLAB符號計算引擎MuPAD的使用初探.doc

學科教育論文-MATLAB符號計算引擎MuPAD的使用初探論文關鍵詞：MATLABMuPADnotebook符號運算論文摘要：探討了MATLAB2009a中符號運算引擎MuPAD的使用，并通過實例說明其用法，該工具箱在數(shù)學建模，科學研究，工程設計和教學等方面都有很好的實用價值。1引言MATLAB是矩陣實驗室（MatrixLaboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB的應用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。附加的工具箱（單獨提供的專用MATLAB函數(shù)集）擴展了MATLAB環(huán)境，以解決這些應用領域內(nèi)特定類型的問題。在MATLAB中運行符號運算時，需要記住不少的MATLAB符號命令及格式，如極限limit，積分int，合并簡化符號式simple和simplify等等很多。MuPAD是極佳數(shù)學及符號數(shù)值運算繪圖軟件，同時也作為MATLAB7.8的符號計算工具箱，是一具有人工智能的數(shù)學軟件,非常適合科學家及工程師使用.更適合每一個人使用,使用的方法非常簡單,只要輸入方程式就立刻得到答案,可以求Symbolic符號解,多項式之根,求非線性方程式之根,矩陣及向量VectorandMatrices運算,代數(shù)Algebra運算,求積分之值,求微分之值Calculus微積分等。方程式可以處理復數(shù)計算.完美的繪圖功能,圖型輸入,輸出,輕松無比的繪圖,可以輸入多個2-D函數(shù)或極坐標函數(shù)或3-D函數(shù),選擇所要繪圖參數(shù),就可以完成圖形，以及圖形的動畫制作也是非常方便。數(shù)值計算結果并不是MATLAB命令行窗口所得的類似代碼形式，而是規(guī)范數(shù)學格式。并擁有一內(nèi)建的程序語言，幫助文檔以及文本操作，文本操作在一定程度上可以取代word.是一個超級的工程數(shù)學計算器.而在用MuPAD工具箱時，可以直接在命令條（CommandBar）窗口選擇，所看及所得，所想即可用，而且生成的代碼，圖形，結果可以直接復制黏貼到MATLAB*.m文檔，word文檔及與MATLAB無縫連接的word文檔M-book中，可以當做代碼生成器。而目前國內(nèi)關于MuPAD的工具箱介紹得很少，上google搜索幾乎沒有，而萬方數(shù)據(jù)庫也不存在相關論文，本文純屬拋磚引玉。2MuPAD使用詳細2.1在MATLAB下啟用MuPAD（1）通過MATLAB命令行輸入：mphandle=mupad打開空白notebookmphandle=mupad(file)打開已經(jīng)存在的notebook文檔，可以形成與MATLAB主程序窗口的交互。（2）通過MATLAB主程序左下角Start-Toolboxes-More-SymbolicMath-MuPAD啟動。圖形界面如下圖。2.2Notebook-MuPAD略講2.21菜單欄選述（1）該文檔的后綴名為.mn,不可以通過更改后綴名使其轉變?yōu)閣ord文檔，文檔會損壞?？梢赃x擇file-export將文檔輸出為網(wǎng)頁文件格式（*.html,*.htm）,pdf文檔格式（pdf），應用于Linux系統(tǒng)的notebook文檔形式以及純文本文件（.txt）和所有文件格式。其中只有網(wǎng)頁文件格式和pdf可以保持完整數(shù)學表達式的形式。（2）Insert選項可以選擇插入內(nèi)容，Caculation選項表示要計算的內(nèi)容，一行一算，語法格式下文會講述；TextPargraph選項插入純文本，不參與運算，相當于MATLAB代碼中的注釋。此外還可以加入圖片，表格，文件鏈接等。（3）Format選項可以實現(xiàn)文本編輯，類似于word中的文字功能。（4）NoteBook選項功能運用于使用MuPAD內(nèi)建的編程語言進行編程時的計算。(5)Help選項可以打開MuPAD獨立幫助文檔，文檔內(nèi)容包括MuPAD的介紹，使用語法以及其他目錄內(nèi)容，是學習MuPAD的很好途徑。2.2.2命令條選述命令條窗口幾乎包含所有可以使用的計算，GeneralMath內(nèi)是對于表達式的操作，如簡化（simple），因式分解（factor），展開（expand）等，Plotcommand內(nèi)是畫圖命令，MATLAB主程序中的圖形命令在這兒都能找到。2.2.3使用命令條（1）選擇Insert-Caculation,文本編輯欄出現(xiàn)輸入單元顯示中括號；（2）選擇CommandBar中相關命令，如，此時文本編輯窗口出現(xiàn)代碼：。字體為紅色，其中#及其后帶部分即為可以替換的表達式，而關于命令的語法格式，例如diff，可以將鼠標位于