Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού. Ενότητα 4: Συμβολικοί υπολογισμοί. Νικόλαος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Σχετικά έγγραφα
Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

( ) ξî τέτοιο, + Ý åé ìßá ôïõëü éóôïí ñßæá óôï äéüóôçìá ( ) h x =,να δείξετε ότι υπάρχει ( α,β) x ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥΣ

Ιστορία της μετάφρασης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 16: Ολοκλήρωση Τριγωνομετρικών Συναρτήσεων, Γενικευμένα Ολοκληρώματα Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 7: Σειρές Taylor, Maclaurin. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

3.1 Íá âñåèåß ôï ðåäßï ïñéóìïý ôçò óõíüñôçóçò f: 4 x. (iv) f(x, y, z) = sin x 2 + y 2 + 3z Íá âñåèïýí ôá üñéá (áí õðüñ ïõí): lim

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Συντακτική ανάλυση. Μεταγλωττιστές. (μέρος 3ον) Νίκος Παπασπύου, Κωστής Σαγώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Παράκτια Τεχνικά Έργα

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Ιστορία της μετάφρασης

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 5: Το Θεώρημα του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

16. ÌåëÝôç ôùí óõíáñôþóåùí y=çìx, y=óõíx êáé ôùí ìåôáó çìáôéóìþí ôïõò.

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 2: Τριγωνομετρικές, Εκθετικές και Σύνθετες Συναρτήσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Ενότητα 6: Ακρότατα συναρτησιακών διανυσματικών συναρτήσεων. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΑΝΟΙΚΤΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γενικά Μαθηματικά Ι Ενότητα 11 : Ακολουθίες και Σειρές Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Διοικητική Λογιστική

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 7: Μορφές αγοράς και συγκέντρωση των ΜΜΕ

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Αξιολόγηση μεταφράσεων ιταλικής ελληνικής γλώσσας

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Γεωργική Εκπαίδευση Ενότητα 9

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 8: Εφαρμογές Σειρών Taylor. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Διπλωματική Ιστορία Ενότητα 2η:

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Λογισμός 4 Ενότητα 12

Οικονομετρία. Εξειδίκευση του υποδείγματος. Μορφή της συνάρτησης: Πολυωνυμική, αντίστροφη και αλληλεπίδραση μεταβλητών

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Φ 619 Προβλήματα Βιοηθικής

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Ιστορία των Μαθηματικών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Επιμέλεια μεταφράσεων και εκδοτικός χώρος

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Στρατηγικό Μάρκετινγκ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Ιστορία των Μαθηματικών

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Ευαγγελικές αφηγήσεις της Ανάστασης

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Ανώτερα Μαθηματικά ΙI

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Συμπεριφορά Καταναλωτή

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 9: Εταιρική διασπορά και στρατηγικές τιμολόγησης

Διοίκηση Επιχειρήσεων

Ιστορία των Μαθηματικών

Μαθηματικά Και Στατιστική Στη Βιολογία

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Ανώτερα Μαθηματικά ΙI

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 6: Εφαρμογές του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Φ 619 Προβλήματα Βιοηθικής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Λογισμός 4. Ενότητα 9: Παραδείγματα από άλλες αλλαγές. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Συμπεριφορά Καταναλωτή

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Χώρος και Διαδικασίες Αγωγής

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Λογισμός 4 Ενότητα 10

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Transcript:

Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού Ενότητα 4: Συμβολικοί υπολογισμοί Νικόλαος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Άδειες Χρήσης è Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. è Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 2

Χρηματοδότηση è Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. è Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. è Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 3

Περιεχόμενα 1. Διαφορά αριθμητικών και συμβολικών υπολογισμών. 2. Μετασχηματισμός αλγεβρικών εκφράσεων και απλοποίηση. 3. Πίνακες Γραμμικά συστήματα. 4. Συνάρτηση. 4.1. Όριο συνάρτησης. 4.2. Παράγωγος συνάρτησης. 4.3. Ολοκλήρωμα συνάρτησης. 5. Αθροίσματα Γινόμενα. 6. Επίλυση διαφορικών εξισώσεων. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 4

Σκοποί Ενότητας è Μελέτη των συμβολικών υπολογισμών που πραγματοποιούνται με το Mathematica. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 5

Διαφορά αριθμητικών και συμβολικών υπολογισμών (1) Áñéèìçôéêüò õðïëïãéóìüò 3 + 4-2 5 Óõìâïëéêüò õðïëïãéóìüò 3x+ 4x- 2 2 7x Ðñïóï Þ óôï êåíü ìåôáîý ôùí ìåôáâëçôþí áí èýëù íá ðáñáëåßøù ôï óýìâïëï ôïõ ðïëëáðëáóéáóìïý xy - 3xy xy 3xy Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 6

Διαφορά αριθμητικών και συμβολικών υπολογισμών (2) xy - 3xy 2 xy Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 7

Ανάθεση τιμής σε μεταβλητή ÁíÜèåóç ôéìþò óå ìåôáâëçôþ ìýóù êáíüíá (rule) x + 2y. xæ 1 1 2y 3z-2x. x Æ 1, z Æ 2 4 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 8

Ανάπτυξη Παραγοντοποίηση έκφρασης ÁíÜðôõîç ìéáò Ýêöñáóçò Expand x + 1 ^3 1 3x 3x 2 x 3 Expand x + y ^3+ y 3,x x 3 3x 2 y 3xy 2 2y 3 Ðáñáãïíôïðïßçóç Factor % x y 3 Factor x^2-2xy + y^2 x y 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 9

Απλοποίηση έκφρασης Áðëïðïßçóç åêöñüóåùí ìå ôçí åöáñìïãþ óôïé åéùäþí áëãåâñéêþí ìåôáó çìáôéóìþí Simplify x 2 + 2x+ 1 1 x 2 Þ ìå ôçí åöáñìïãþ áêüìá ìåãáëýôåñçò ãêüìáò áëãåâñéêþí ìåôáó çìáôéóìþí üôáí äåí äïõëåýåé åðáñêþò ç Simplify Simplify Log x - x 2 - Log x Log x Log 1 x x FullSimplify Log x - x 2 - Log x Log 1 x Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 10

Απλοποίηση μιγαδικών εκφράσεων ÁíÜðôõîç ìéãáäéêþí ðáñáóôüóåùí óôéò ïðïßåò äåí äïõëåýåé ç FullSimplify ãßíåôáé ìå ôçí ComplexExpand FullSimplify Sqrt 3 + I ^n+ Sqrt 3 - I ^n 3 n 3 n ComplexExpand Sqrt 3 + I ^n+ Sqrt 3 - I ^n 2 1 n Cos n π 6 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 11

Τριγωνομετρικές εκφράσεις (1) Óôéò ôñéãùíïìåôñéêýò óõíáñôþóåéò ñçóéìïðïéïýìå ôçí TrigExpand ãéá íá áíáðôýîïõìå ôñéãùíïìåôñéêýò åêöñüóåéò óå Üëëåò áðëïýóôåñåò ìå ïñßóìáôá ìéêñüôåñåò ãùíßåò, óå áíôßèåóç ìå ôçí TrigReduce ðïõ ðñïóðáèåß íá äçìéïõñãþóåé ôñéãùíïìåôñéêýò åêöñüóåéò ìå óýíèåóç ïñéóìüôùí. FullSimplify Cos á + â Cos á â TrigExpand Cos α + β Cos α Cos β Sin α Sin β TrigReduce % Cos α β Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 12

Τριγωνομετρικές εκφράσεις (2) ÔÝëïò ç TrigFactor ðñïóðáèåß íá ðáñáãïíôïðïéþóåé ôñéãùíïìåôñéêýò åêöñüóåéò ð.. TrigFactor Cos x ^2-1 2 Sin π 4 x Sin π 4 x Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 13

Άσκηση 1 óêçóç. Íá ìåôáôñáðïýí ïé ðáñáêüôù åêöñüóåéò óå áðëïýóôåñåò. a Cos x 2 - Sin x 2 b 2 Sin x Cos x b z = 1 + i 3,z 2000 =? (Áóê.Á.6, óåë.110, Ìáè. Ã' Ëõêåßïõ, Èåô. Ôå. Êáô.) 2 n 1 + i c + 1 - i n Áóê.Â.2, óåë.111, Ìáè. Ã' Ëõêåßïõ, Èåô.. Ôå. Êáô. 2 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 14

Πίνακες (1) Ïñéóìüò ðßíáêá a = 1, 2, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 2 1, 2, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 2 b = IdentityMatrix 3 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1 Clear x, y, z c = x, y, z x, y, z Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 15

Πίνακες (2) Ðñüóèåóç-Áöáßñåóç ðéíüêùí a + b 2, 2, 3, 2, 4, 1, 3, 1, 3 a - b 0, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 1, 1 Ãéíüìåíï ðéíüêùí a.b 1, 2, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 16

Πίνακες (3) Ãéíüìåíï áñéèìïý ìå ðßíáêá 3*a 3, 6, 9, 6, 9, 3, 9, 3, 6 Áíôßóôñïöïò ðßíáêá Inverse a 5 18, 1 18, 7 18, 1 18, 7 18, 5 18, 7 18, 5 18, 1 18 Óõíåðþò áí Ý ù íá ëýóù ôçí Á =Â èá Ý ù =Inverse[A].b Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 17

Πίνακες (4) Äýíáìç ðßíáêá MatrixPower a, n Simplify 1 2 3 1 2 3 n 3 3 1 n 2 3 2 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 1 2 3 1 n 2 1 1 1 n 2 1 n 3 n 2, 1 2 3 1 3 n 2 3 3 1 n 3 1 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 1 2 3 1 n 2 1 1 1 n 2 1 n 3 n 2, 1 2 3 1 2 3 n 3 3 1 n 2 3 2 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 1 2 3 1 3 n 2 3 3 1 n 3 1 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 1 2 3 1 2 3 n 3 3 1 n 3 1 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 1 2 3 1 3 n 2 3 3 1 n 3 1 1 n 3 2 1 n 3 1 n 2, 3 1 n 2 1 1 n 2 n 3 n 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 18

óêçóç. Íá ëõèåß ôï óýóôçìá a 1 1 1 a 1 1 1 a x y z = 1 a a 2 Άσκηση 2 óêçóç. Íá âñåèåß á) ï Á^2 êáé â) ï áíôßóôñïöïò ôïõ ðßíáêá Á. Ïé åêöñüóåéò íá áðëïðïéçèïýí. ( óê. Â.6., óåë.35, Ìáè. Ã' Ëõê. Èåô. Ôå. Êáô.) Cos x -Sin x Á = Sin x Cos x óêçóç. Íá äåßîåôå üôé Á n = 0 A = 1 1 3 5 2 6-2 -1-3 óê. Â.8, óåë. 36, Ìáè. Ã' Ëõê., Èåô. Ôå. Êáô. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 19

Γραμμικά συστήματα (1) Åðßëõóç ãñáììéêïý óõóôþìáôïò Clear a A = a, 1, 1, 1, a, 1, 1, 1, a a, 1, 1, 1, a, 1, 1, 1, a X = x, y, z x, y, z B = 1, a, a^2 1, a, a 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 20

Γραμμικά συστήματα (2) Solve a*x + y + z ä 1, x + a*y + z == a, x + y + a*z == a^2, x, y, z x 1 a 2 a,y 1 1 a 2,z 2 a 2 a Þ ìå Üëëï ôñüðï Solve A.X ä B, x, y, z x 1 a 2 a,y 1 1 a 2,z 2 a 2 a Ðáñáôçñïýìå üìùò üôé äåí êüíåé ðëþñç äéåñåýíçóç ôïõ ðñïâëþìáôïò. ÐëÞñçò äéåñåýíçóç ìå üëåò ôéò ðéèáíýò ëýóåéò ìðïñåß íá ãßíåé ìå ôçí Reduce[]. Reduce a*x + y + z ä 1, x + a*y + z == a, x + y + a*z == a^2, x, y, z a 1&&z 1 x y 1 a 2 a 0&&x 1 a 2 a && y 1 x&&z 1 ax y Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 21

Γραμμικά συστήματα (3) Reduce A.X ä B, x, y, z a 1&&z 1 x y 1 a 2 a 0&&x 1 a 2 a && y 1 x&&z 1 ax y Ïé ßäéåò óõíáñôþóåéò éó ýïõí ãéá ïìïãåíþ óõóôþìáôá Solve A.X ä 0, 0, 0, x, y, z x 0, y 0, z 0 Reduce A.X ä 0, 0, 0, x, y, z a 1&&z x y a 2&&y x&&z 2x y 2 a a 2 0&&x 0&&y 0&&z y Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 22

Γραμμικά συστήματα ανισώσεων Áí èýëïõìå íá ëýóïõìå óýóôçìá áíéóþóåùí èá ðñýðåé íá êáëýóïõìå ôçí óõíüñôçóç InequalitySolve[ ] áðü ôï ðáêýôï <<Algebra`InequalitySolve` << Algebra`InequalitySolve` à $Failed Reduce 2*x + y + z 1, x + 2*y + z 2, x + y + 2*z 4, x, y, z, Reals x 3 4 && y 1 x&&z 2 x 2y 1 x y 2 3 x && z 1 2x y y 2 3 x && z 1 2 4 x y x 3 4 && y x 3 && z 2 x 2y y x 3 && z 1 2 4 x y Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 23

óêçóç. Íá ëõèåß ôï óýóôçìá a + 1 1 1 a+ 1 1 1 x y z = a + 1 1 2a+ 1 Άσκηση 3 Áóê. Â6, óåë.74, Ìáè. Ã' Ëõê, Èåô. Ôå.Êáô. óêçóç. Íá ëõèåß ôï óýóôçìá áíéóþóåùí x + y 2, -3x+ 4y> 3 Áóê. Â6, óåë.74, Ìáè. Ã' Ëõê, Èåô. Ôå.Êáô. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 24

Συνάρτηση (1) Ïñéóìüò óõíüñôçóçò f x_ := x^2+ 3 f 3 12 Óýíèåóç óõíüñôçóçò f f x 3 3 x 2 2 Composition f, f x 3 3 x 2 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 25

Συνάρτηση (2) 'Áëëïò ôñüðïò ïñéóìïý g:= 1^2+ 3& g 3 12 ëëïò ôñüðïò ïñéóìïý f:= Function x, x^2 + 3 f 3 12 Óõíäõáóìüò ôùí ðáñáðüíù Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 26

Συνάρτηση (3) Map 1^2+ 3&, x, y 3 x 2,3 y 2 Ç Map[f,expr] áíôéóôïé åß ôçí óõíüñôçóç f óå êüèå ìýëïò ôçò expr. Áíôßèåôá ç Apply[f,expr] õðïëïãßæåé ôçí f ìå ïñßóìáôá ðïõ ïñßæïíôáé óôçí expr. pow a_, n_integer := a^n pow 3, 2 9 pow 3, 3.1 pow 3, 3.1 Apply pow, 3, 2 9 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 27

Áíôßóôñïöç óõíüñôçóç Clear f, g f x_ := x + 3 g x_ := InverseFunction f x f g x Simplify x Αντίστροφη Συνάρτηση Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 28

Άσκηση 4 óêçóç. Íá äçìéïõñãþóåôå ìéá óõíüñôçóç a[n,m] ðïõ èá äý åôáé äýï áêýñáéïõò áñéèìïýò n,m êáé èá õðïëïãßæåé ôï n m = n! m! n - m! êáé óôç óõíý åéá íá õðïëïãßóåôå ôï a[5,2] êáé a[10,2]. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 29

Όριο συνάρτησης (1) ¼ñéï óõíüñôçóçò Limit Sin x x, x Æ 0 1 Limit Cos x - 1 x, x Æ 0 0 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 30

Όριο συνάρτησης (2) ÐëåõñéêÜ üñéá (x->x0-) Limit 1 x- 2, xæ 2, Direction Æ 1 Limit 1 x, x Æ Infinity, Direction Æ 1 0 ÐëåõñéêÜ üñéá (x->x0+) Limit 1 x- 2, xæ 2, Direction Æ-1 Limit 1 x, x Æ Infinity, Direction Æ-1 0 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 31

Όριο συνάρτησης (3) ÐïëëáðëÞ óõíüñôçóç f x_ := If x 1, x^2, 5 x f -1 1 f 2 10 Ç ðáñáðüíù óõíüñôçóç åßíáé óõíå Þò üôáí õðüñ åé ôï üñéï óôï x=1. Limit f, x Æ 1, Direction Æ 1 == Limit f, x Æ 1, Direction Æ-1 True Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 32

óêçóç. Ïñßóôå ôçí ðïëëáðëþ óõíüñôçóç Άσκηση 5-2x x<-1 f x = x 2 + 1x -1 Åßíáé ç ðáñáðüíù óõíüñôçóç óõíå Þò ; (Áóê. Á.5, óåë.175, Ìáè. Ã' Ëõê, Èåô. Ôå. Êáô.) Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 33

ÐáñÜãùãïò óõíüñôçóçò f x_ := x^n+ 3 f' x nx 1 n D f x, x nx 1 n Παράγωγος συνάρτησης (1) Þ áðü ôçí èåùñßá Limit f x - f x0 x - x0, xæ x0. x0æ x nx 1 n Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 34

Παράγωγος συνάρτησης (2) f'' x 1 n nx 2 n D f x, x, 2 1 n nx 2 n Derivative 3 f x 2 n 1 n nx 3 n D f x, x, 3 2 n 1 n nx 3 n Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 35

Παράγωγος συνάρτησης (3) Derivative -1 f x 3x x1 n 1 n óêçóç. Íá âñåèïýí ïé ðáñüãùãïé ôùí óõíáñôþóåùí á x a, â 1 x, ã Cos x, ä Log x, å n n ex, óô x Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 36

Κανόνες Παραγώγισης αθροίσματος, γινομένου, πηλίκου, σύνθεσης συναρτήσεων Clear f, g D f x + g x, x f x g x D f x * g x, x g x f x f x g x D f x g x, x f x g x f x g x g x 2 D f g x, x f g x g x Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 37

Κανόνες Παραγώγισης (1) Èåþñçìá ìýóçò ôéìþò. Óõíå Þò óôï [0,2], ðáñáãùãßóéìç óôï (0,2) êáé óõíåðþò õðüñ åé î f'[î]=(f(2)-f(0))/(2-0). f x_ : x^3 3 x^2 3x 1 Solve f' a ä f 2 - f 0 2-0, a a 1 3 3 3, a 1 3 3 3 y x_ := f 0 + f 2 - f 0 2-0 * x - 0 y1 x_ := f 1 3 3-3 + f' 1 3 3-3 * x - 1 3 3-3 y2 x_ := f 1 3 3 + 3 + f' 1 3 3 + 3 * x - 1 3 3 + 3 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 38

Plot f x, y x, y1 x, y2 x, x, 0, 2 Κανόνες Παραγώγισης (2) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 39

f x_ := x^3-3*x^2+ 3x+ 1 f' x Simplify 3 1 x 2 Solve f' x ä 0, x x 1, x 1 f 1 2 << Algebra`InequalitySolve` Τοπικά ακρότατα συνάρτησης Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 40

Μονοτονία συνάρτησης Áýîïõóá ãéá ôá x åêåßíá ðïõ éêáíïéðïéïýí ôçí ó Ýóç Reduce f' x > 0, x x 1 x 1 Öèßíïõóá ãéá ôá x åêåßíá ðïõ éêáíïéðïéïýí ôçí ó Ýóç Reduce f' x < 0, x False Óõíåðþò äåí õðüñ åé ôïðéêü åëü éóôï. FindMinimum f x, x, 0.1 3.313358101672315 10 312, x 1.49081 10 104 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 41

Σημεία καμπής και ασύμπτωτες συνάρτησης (1) Óçìåßï êáìðþò f'' x 6 6x Solve f'' x ä 0, x x 1 f 1 2 Êïßëç (êïßëá êüôù) Reduce f'' x < 0, x x 1 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 42

Σημεία καμπής και ασύμπτωτες συνάρτησης (2) ÊõñôÞ (êïßëá Üíù) Reduce f'' x > 0, x x 1 Áóýìðôùôåò (ïñéæüíôéá áóýìðôùôç y=a, Limit[f[x],xØInfinity]=a - êáôáêüñõöç áóýìðôùôç x=x0, Limit[f[x],xØx0]= ) Limit f x, xæ Infinity Áóýìðôùôåò (áóýìðôùôç y=lx+b, l=limit[f[x],x-> ], b=limit[f[x]-lx,x-> ]) Limit f x x, x Æ Infinity Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 43

Σημεία καμπής και ασύμπτωτες συνάρτησης (3) Plot f x, x, -2, 3 10 5-2 -1 1 2 3-5 -10-15 -20-25 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 44

Αόριστο ολοκλήρωμα Áüñéóôï ïëïêëþñùìá f x_ := x^2+ 3 Integrate f x, x 3x x3 3 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 45

ÏñéóìÝíï ïëïêëþñùìá Integrate f x, x, 1, 3 44 3 Sum f 1 + i n * 1 n, i, 0, 2*n 1 2n 1 22 n 3n 2 Limit %, næ 44 3 Ορισμένο ολοκλήρωμα (1) Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 46

Ορισμένο ολοκλήρωμα (2) Plot f x, x, 1, 3 12 10 8 6 4 1.5 2.0 2.5 3.0 Ãéá ôçí ðáñüóôáóç ôïõ ïëïêëçñþìáôïò ñçóéìïðïéïýìå [ESC] int [ESC] êáé ãéá ôï d óôï dx [ESC] dd [ESC] (ãéá ðáñüãùãï [ESC] pd [ESC] êáé ãéá ôïí äåßêôç x Ctrl+_) x^n x x 1 n 1 n Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 47

Ορισμένο ολοκλήρωμα (3) x x 2 + 3 2x Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 48

Αθροίσματα Γινόμενα (1) Sum n^2, n, 1, k 1 6 k 1 k 1 2k Sum n^3, n, 1, k 1 4 k2 1 k 2 Sum 1 n^2, n, 1, Infinity π 2 6 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 49

Sum 1 n^3, n, 1, Infinity Zeta 3 N % 1.20206 Product i, i, 1, k k Αθροίσματα Γινόμενα (2) Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 50

Επίλυση διαφορικών εξισώσεων Clear x, y, z DSolve y' x ä 2x,y x, x y x x 2 C 1 DSolve y' x + y x ä 0, y x, x y x x C 1 DSolve y' x ä 2y x, y x, x y x 2x C 1 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 51

Επίλυση συστήματος διαφορικών εξισώσεων Óýóôçìá äéáöïñéêþí åîéóþóåùí DSolve y' x + z' x ä 1, y' x - 2z' x ä 2, y x, z x, x y x 4x 3 C 1, z x x 3 C 2 óêçóç. Íá ëõèïýí ïé äéáöïñéêýò åîéóþóåéò a) 2y-xy'=0, b) x+yy'=0, c) 1 1 y ' + y = Cos x 2 Cos x 2 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 52

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Νικόλαος Καραμπετάκης. «Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού. Ενότητα 4: Συμβολικοί υπολογισμοί». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http: eclass.auth.gr courses OCRS430 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 53

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Παρόμοια Διανομή [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http: creativecommons.org licenses by sa 4.0 Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 54

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: è το Σημείωμα Αναφοράς è το Σημείωμα Αδειοδότησης è τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων è το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού 55

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Αναστασία Γ. Γρηγοριάδου Θεσσαλονίκη, Εαρινό εξάμηνο 2014-2015