РефератыИнформатика, программированиеРіРішення задач з елементарної математики в пакеті MAPLE-8

Рішення задач з елементарної математики в пакеті MAPLE-8

Міністерство освіти і науки України


Дніпропетровський національний університет








КОНТРОЛЬНА РОБОТА


з дисципліни „Інформатика”


Рішення задач з елементарної математики в пакеті MAPLE-8


(варіант №7)


Виконав студент групи____________________


______________________


До захисту__________________200 __року


Викладач_______________________________


Дніпропетровськ


2010


Зміст


Вихідні дані завдань варіанту №7


1. Завдання №1


1.1. Задача 1.1 (вар. №7)


1.2. Задача 1.2 (вар. №7)


2. Завдання №2


2.1. Задача 2.1 (вар. №7)


2.2. Задача 2.2 (вар. №7)


3. Завдання №3


3.1. Задача 3.1 (вар. №7)


3.2. Задача 3.2 (вар. №7)


4. Завдання №4


4.1. Задача 4.1 (вар. №7)


4.2. Задача 4.2 (вар. №7)


5. Завдання №5


5.1. Задача 5.1 (вар. №7)


5.2. Задача 5.2 (вар. №7)


6. Завдання №7


6.1. Задача 6.1 (вар. №7)


6.2. Задача 6.2 (вар. №7)


7. Завдання №7


7.1. Задача 7.1 (вар. №7)


7.2. Задача 7.2 (вар. №7)


8. Завдання №8


8.1. Задача 8.1 (вар. №7)


8.2. Задача 8.2 (вар. №7)


9. Завдання №9


9.1. Задача 9.1 (вар. №7)


9.2. Задача 9.2 (вар. №7)


10. Завдання №10


10.1. Задача 10.1 (вар. №7)


10.2. Задача 10.2 (вар. №7)


11. Завдання №11


Список використаної літератури


Вихідні дані завдань варіанту №7








1. Завдання №1



1.1 Задача 1.1 (вар. №7)


Спростити вираз



Розв’язання.


Алгебраїчні перетворення в Maple проводяться за допомогою вбудованих функцій елементарних перетворень таких як simplify - спростити, expand - розкрити дужки, factor -розкласти на множники, normal - привести до спільного знаменника, combine-перетворення ступеня, collect-привести подібні члени, rationalize – позбавитися від ірраціональності в знаменнику.


> (3*x^4-10*a*x^3+22*a^2*x^2-24*a^3+10*a^4)/(x^2-2*a*x+3*a^2);



Позначимо чисельник через u1


> u1:=3*x^4-10*a*x^3+22*a^2*x^2-24*a^3+10*a^4;



Позначимо знаменник через u2


> u2:=x^2-2*a*x+3*a^2;



Спрощуємо знаменник u2: збираємо повний квадрат


> with(student):completesquare(u2,x);



Спрощуємо чисельник u1


> simplify(u1);



Розкладаємо чисельник u1 на множники


> factor(u1);



Перетворюємо степені в чисельнику u1


> combine(u1);



Приводимо подібні члени в чисельнику u1 відносно a


> collect(u1,a);



Приводимо подібні члени в чисельнику u1 відносно x


> collect(u1,x);



Збираємо повний квадрат в числівнику u1


> with(student):completesquare(u1,x);



Відповідь: жодна функція елементарних перетворень simplify, factor, combine, collect, completesquare не працює, тому є всі підстави вважати, що в умову задачі вкралася помилка.



1.2 Задача 1.2 (вар. №7)


Спростити вираз



Розв’язання.


> (sqrt(a)+(b-sqrt(a)*sqrt(b))/(sqrt(a)+sqrt(b)))/(a/ (sqrt(a)* sqrt(b)+b) + b/(sqrt(a)*sqrt(b)-a)-(a+b)/(sqrt(a)*sqrt(b)));



Чисельник дробу позначимо через w1


> w1:=sqrt(a)+(b-sqrt(a)*sqrt(b))/(sqrt(a)+sqrt(b));



Позбавляємося від ірраціональності в чисельнику w1


> w1:=rationalize(w1);



Знаменник дробу позначимо через w2


> w2:=a/(sqrt(a)*sqrt(b)+b)+b/(sqrt(a)*sqrt(b)-a)-(a+b)/a^(1/2)/ b^(1/2);



Позбавляємося від ірраціональності в знаменнику w2


> w2:=rationalize(w2);



Скорочуємо дріб: ділимо чисельник w1 на знаменник w2


> w3:=w1/w2;



Спрощуємо останній вираз і дістаємо відповідь


> simplify(w3);



Відповідь:


2. Завдання №2



2.1 Задача 2.1 (вар. №7)


Спростити вираз, а потім знайти чисельне значення цього виразу при a=1/16,b=1/81



Розв’язання.


> (a-b)/(a^(3/4)+sqrt(a)*b^(1/4))-(a^(1/2)-b^(1/2))/(a^(1/4)+b^(1/4));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменниках


>rationalize((-b+a)/(a^(3/4)+sqrt(a)*b^(1/4)))-rationalize((-sqrt(b)+sqrt(a))/(a^(1/4)+b^(1/4))) ;



Приводимо дробі до спільного знаменника (останній результат Maple зберігає під ім’ям %)


> normal(%);



Спрощуємо вираз


> simplify(%);



Підставляємо а=1/16, b=1/81 в останній вираз


> subs(a=1/16,b=1/81,%);



Спрощуємо вираз


> simplify(%);



Відповідь: 2/27.



2.2 Задача 2.2 (вар. №7)


Спростити вираз, а потім знайти чисельне значення цього виразу при x=1/2



Розв’язання.


> (sqrt(2)/(1-x^2)^(-1)+2^(3/2)/x^(-2))/(x^(-2)/(1+x^(-2)));



Спрощуємо останній вираз


> simplify(%);



Підставляємо x=1/2 в останній вираз


> subs(x=1/2,%);



Відповідь:



3. Завдання №3



3.1 Задача 3.1 (вар. №7)



Скоротити наступну дріб



Розв’язання.


>(a^2+6*a-91)/(a^2+8*a-105);



Позначимо чисельник дробу через а1


> a1:=a^2+6*a-91;



Розкладаємо чисельник на множники


> a1:=factor(a1);



Позначимо знаменник дробу через а2


> a2:=a^2+8*a-105;



Розкладаємо знаменник на множники


> a2:=factor(a2);



> a3:=a1/a2;



Відповідь:



3.2 Задача 3.2 (вар. №7)


Скоротити наступну дріб



Розв’язання.


>(x*sqrt(y)-y*sqrt(x))/(sqrt(x)-sqrt(y))/(sqrt(x)*sqrt(y));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменнику


> rationalize(%);



Розкриваємо дужки


> expand(%);



Спрощуємо вираз


> simplify(%);



Відповідь: 1.


4. Завдання №4



4.1 Задача 4.1 (вар. №7)


Розв’язати рівняння 1-й степені



Вбудована функція, призначена для розв'язань рівнянь і нерівностей, має вигляд: >solve(рівняння або нерівність, змінна);


Розв’язання.


>(7*x+4)/5-x=abs((3*x-5)/2);



Позначимо рівняння через eq


>eq:=(7*x+4)/5-x-sqrt(((3*x-5)/2)^2)=0;



Розв’язуємо рівняння відносно змінної x


>solve(eq,{x});



Зробимо перевірку: підставляємо в рівняння eq розв'язок x=3


>subs(x=3,eq);



Підставляємо в рівняння eq розв'язок

x=17/19


>subs(x=17/19,eq);



Обчислюємо останній вираз


>evalf(%);



Відповідь: 3; 17/19.



4.2 Задача 4.2 (вар. №7)


Розв’язати рівняння 1-й степені



Розв’язання.


> 1-8/(x-4)-5/(3-x)-(8-x)/(x+2)=0;



Позначимо рівняння через eq


> eq:=1-8/(x-4)-5/(3-x)-(8-x)/(x+2)=0;



Розв'язуємо рівняння відносно змінної x


> solve(eq,{x});



Зробимо перевірку: підставляємо розв'язок x = 8 в рівняння eq


> subs(x=8,eq);



Підставляємо розв'язок x = 7/4+1/4*I*sqrt(15) в рівняння eq


> subs(x = 7/4+1/4*I*sqrt(15),eq);



Спрощуємо


> simplify(%);



Підставляємо розв'язок x = 7/4-1/4*I*sqrt(15) в рівняння eq


> subs(x = 7/4-1/4*I*sqrt(15),eq);



Спрощуємо


> simplify(%);



Відповідь: 8; 7/4+1/4*I*sqrt(15); 7/4-1/4*I*sqrt(15).



5. Завдання №5



5.1 Задача 5.1 (вар. №7)


Розв’язати систему рівнянь з двома невідомими



Розв’язання.


> abs(x-1)+abs(y-5)=1;abs(x-1)-abs(y-5)=0;




Позначимо систему рівнянь через sistema


> sistema:={sqrt((x-1)^2)+sqrt((y-5)^2)=1,sqrt((x-1)^2)-sqrt((y-5)^2)=0};



Розв'язуємо систему відносно змінних x, y


> s:=solve(sistema,{x,y});



Для перевірки розв'язання можна використати функцію map( ) разом з функцією subs( ), яка за одну операцію виконує перевірку всіх розв'язків


>map(subs,[s],sistema);



Відповідь: (3/2, 9/2), (1/2, 9/2), (3/2, 11/2), (1/2, 11/2).



5.2 Задача 5.2 (вар. №7)


Розв’язати систему рівнянь з двома невідомими



Розв’язання.


>(x^2+y+1)/(y^2+x+1)=3/2;x-y=1;




Позначимо систему рівнянь через sistema


>sistema:={(x^2+y+1)/(y^2+x+1)=3/2,x-y=1};



Розв'язуємо систему рівнянь відносно x,y


>s:=solve(sistema,{x,y});



Зробимо перевірку: підставляємо знайдені розв'язки в систему й одержуємо тотожності


>subs(s[1],sistema);subs(s[2],sistema);




Відповідь: (2,1), (3,2).



6. Завдання №7



6.1 Задача 6.1 (вар. №7)



Побудувати графік наступної функції



Розв’язання.


> f:=1/(x^2-2*x+2);



Будуємо графік функції f: обираємо проміжок для змінної x від -1 до 2, колір - синій, товщина лінії - 3


> plot(f,x=-1..2,color=blue,thickness=3);



6.2 Задача 6.2 (вар. №7)



Побудувати графік наступної функції



Розв’язання.


> 5-x^2-y^2-x*y+abs(3-x^2-y^2+x*y)=0;



Будуємо графік неявно заданої функції за допомогою пакету plots


> with(plots):implicitplot(5-x^2-y^2-x*y+sqrt((3-x^2-y^2+x*y)^2)=0,x=-2..2,y=-2..2, color= brown, thickness=2);



> implicitplot(5-x^2-y^2-x*y+sqrt((3-x^2-y^2+x*y)^2)=0,x=-2..2,y=-10..10, color=brown, thickness=2);



7. Завдання №7



7.1 Задача 7.1 (вар. №7)


Зобразити наступну геометричну фігуру. Використаємо пакет plottools – пакет для створення та роботи з графічними об’єктами. Команда curve([[x1,y1],[x2,y2],…,[xn,yn],options) задає криву координатами своїх точок. Крива відображається лінійними сегментами, що з’єднують сусідні точки. Команда display відображає вивід графічних команд на екран.


> with(plottools): w:=curve([[1,0],[1,1/2],[1/2,1],[0,1],[-1/2,1],[-1,1/2],[-1,0],[-1,-1/2 ], [-1/2,-1], [0,-1],[1/2,-1],[1,-1/2],[1,0]],color=black, linestyle=1, thickness=2): plots[display](w);




7.2 Задача 7.2 (вар. №7)


Зобразити наступну геометричну фігуру


> with(plottools): w:=curve([[0,2],[-2,2],[-1,1],[-2,0],[-1,-1],[-2,-2],[0,-2]], color= black, linestyle=1, thickness=2): plots[display](w);




8. Завдання №8



8.1 Задача 8.1 (вар. №7)


Розв’язати рівняння 2-ї степені



Розв’язання.


> (3*x-1)*(x+2)=20;



Задаємо рівняння eq


> eq:=(3*x-1)*(x+2)-20=0;



Розв'язуємо рівняння відносно змінної x


> solve(eq,{x});



Зробимо перевірку: підставляємо розв'язок x=2 в рівняння eq


> subs(x=2,eq);



Підставляємо розв'язок x=-11/3 в рівняння eq


> subs(x=-11/3,eq);



Відповідь: 2; -11/3.



8.2 Задача 8.2 (вар. №7)


Розв’язати рівняння 2-ї степені



Розв’язання.


> 30/(x^2-1)-13/(x^2+x+1)=(7+18*x)/(x^3-1);



Задаємо рівняння eq


> eq:=30/(x^2-1)-13/(x^2+x+1)-(7+18*x)/(x^3-1)=0;



Розв'язуємо рівняння відносно змінної x


> solve(eq,{x});



Зробимо перевірку: підставляємо розв'язок x=-4 в рівняння eq


> subs(x=-4,eq);



Підставляємо розв'язок x=9 в рівняння eq


> subs(x=9,eq);



Відповідь: -4; 9.



9. Завдання №9



9.1 Задача 9.1 (вар. №7)


Привести наступний вираз до найпростішого виду



Розв’язання.


> sqrt(a)/(sqrt(a)-sqrt(b))-sqrt(b)/(sqrt(a)+sqrt(b));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменниках


> rationalize(a^(1/2)/(sqrt(a)-sqrt(b)))-rationalize(b^(1/2)/(sqrt(a)+sqrt(b)));



Розкриваємо дужки


> expand(%);



Спрощуємо


> simplify(%);



Відповідь:



9.2 Задача 9.2 (вар. №7)


Привести наступний вираз до найпростішого виду



Розв’язання.


> 1/(a+sqrt(a^2-b^2))+1/(a-sqrt(a^2-b^2));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменниках


> rationalize(1/(a+sqrt(a^2-b^2)))+rationalize(1/(a-sqrt(a^2-b^2)));



Спрощуємо вираз


> simplify(%);



Відповідь:


10. Завдання №10



10.1 Задача 10.1 (вар. №7)



Привести до раціональному виду наступний вираз



Розв’язання.


> n/(a^(1/3)-b^(1/3));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменнику


> rationalize(%);



Відповідь: .



10.2 Задача 10.2 (вар. №7)


Привести до раціональному виду наступний вираз



Розв’язання.


> a/(2+sqrt(2)+sqrt(3)+sqrt(6));



Позбавляємося від ірраціональності в знаменнику


> rationalize(%);



Розкладаємо на множники


> factor(%);



Відповідь:



11. Завдання №11



Скласти програму, яка видає на печать таблицю значень для


Розв’язання.


> for n from 1 to 50 do n^3 end do;







Список використаної літератури



1. Аладьев В.З., Богдявичюс М.А. Решение физико-технических и математических задач с пакетом Maple V. В.:Техника, 1999. – 686 с.


2. Васильев А.Н. Maple 8. СПб.:Диалектика, 2003. – 352 с.


3. Дьяконов В.П. Maple 9 в математике, физике и образовании. М.:СОЛОН-Пресс, 2004. – 688 с.


4. Дьяконов В.П. Maple 8 в математике, физике и образовании. М.:СОЛОН-Пресс, 2003. – 656 с.


5. Матросов А.В. Maple 6. Решение задач высшей математики и механики. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. – 528 с.


6. Сдвижков О.А. Математика на компьютере: Maple 8. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 176с.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Рішення задач з елементарної математики в пакеті MAPLE-8

Слов:1602
Символов:20119
Размер:39.29 Кб.