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基于matlab的物理应用,matlab在数学分析中的应用

时间:2023-05-06 08:19:10 阅读:215527 作者:1255

“数学物理方法”是我院物理系物理专业重要基础课程之一。本课程对培养学生的数学思想,数学工具的应用能力以及对后续课程的学习都起到了重要的作用。虽然说,数学物理方法是与实际问题联系比较紧密,内容比较生动丰富的一门课,学生应该比较感兴趣,但是在数学物理方法的教学过程中,学生的兴趣却常常为繁琐、单调、冗长的计算所淹没,教师怕教,学生怕学。随着社会的不断发展,计算机技术的不断更新,数学与计算机技术两者的结合,能够方便快速高效地解决各种实际问题,在各个领域发挥着越来越重要的作用。MATLAB语言是基于最流行的C语言基础上的,因此与C语言比较相似,但是使用起来比C语言要简单很多,新手能很快的掌握它的使用方法。本文从实例出发,主要论述了MATLAB软件在数学物理方法教学中的重要作用,从而提高对MATLAB软件的认识和学习数学物理方法的效率,进而提高学生解决实际问题的能力。1MATLAB简介MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一,MATLAB最初作为矩阵实验室,主要向用户提供一套非常完整的矩阵运算命令[1]。随着数值运算的演变,它逐渐发展成为各种系统仿真、数字信号处理、科学可视化的通用标准语言。它以强大的科学计算与可视化功能、简单易用、开放式可扩展环境,特别是所附带的30多种面向不同领域的工具箱支持,使得它在许多科学领域中成为计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。MATLAB主要具有如下的优势和特点:(1)友好的工作平台和编程环境:一般的Windows程序就可以使用。(2)简单易用的程序语言:MATLAB语言是基于最流行的C语言基础上的,因此与C语言比较相似,但是使用起来比C语言要简单很多,新手会很快的掌握它的使用方法。(3)强大的计算能力和数据处理能力:MATLAB能够实现复变函数中的导数、极限、积分、留数、级数展开等的运算,使我们的工作量大大减小,同时也减少了我们在计算过程当中的错误率。(4)形象的图像处理功能。在复变函数的学习当中,我们经常会碰到很多抽象的东西,这往往使我们不能理解,感到学习的枯燥。但是,通过使用MATLAB软件可以将抽象的含义转变为更加形象的图像,可以使我们更加容易、简单的学习复变函数。MATLAB可以说是一款相当强大的计算、绘图工具,它被称为三大数学软件之一,它的使用,可以使我们在学习数学物理方法的过程当中变得更加的简单、形象。2MATLAB在数学物理方法中的应用2.1MATLAB在计算中的应用对于学生来说传统的复变函数教学,是枯燥、冗长、抽象的。但是如果课堂上使用MATLAB软件,来实现一些复变函数中的导数、留数、级数展开等的运算[2-6],可以提高学生的学习兴趣,同时,提高他们学习复变函数的效率。2.1.1复数的实部和虚部使用MATLAB我们可以快速的计算复数的实部、虚部、共轭复数、辐角。【例1】求复数的实部、虚部、共轭复数、模、以及辐角。分析:这是复变函数中十分普通的一个例子,虽然计算简单,但是用MATLAB可以使我们很快的计算出结果,下面我们运行程序。解:>>A=4i/(1+2i)A=1.6000+0.8000i>>real(A)%复数A的实部ans=1.6000>>imag(A)%复数A的虚部ans=0.8000>>conj(A)%复数A的共轭复数ans=1.6000-0.8000i>>abs(A)%复数A的模ans=1.7889>>angle(A)%复数A的辐角ans=0.4636从上面的例子可以看出,MATLAB完全代替了我们的ComputerCDSoftwareandApplications84

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