2.2.1 极限和导数的符号计算
一、符号表达式求极限
MATLAB符号工具箱提供了limit函数来求解符号表达式的极限,其主要调用格式如下。
limit(expr,x,a); 求符号表达式expr当自变量x趋近于a时的极限。
limit(expr,a); 求符号表达式expr当默认自变量趋近于a时的极限。
limit(expr); 求符号表达式expr当默认自变量趋近于0时的极限。
limit(expr,x,a,'left'); 求符号表达式expr当默认自变量向左趋近于a时的左极限。
limit(expr,x,a,'right'); 求符号表达式expr当默认自变量向右趋近于a时的右极限。
例如,求极限。
程序如下。
syms x h
limit(sin(x)/x)
limit((sin(x+h)-sin(x))/h,h,0)
程序运行结果如下。
ans =
1
ans =
cos(x)
再例如,求极限。
程序如下。
syms x t
f=(1+2*t/x)^(3*x);
limit(f,x,inf)
程序运行结果如下。
ans =
exp(6*t)
二、符号表达式的导数计算
MATLAB 中提供了函数 diff 来求解导数和微分的计算,可以实现一元函数求导和多元函数求偏导数。若输入数据为离散数据时,则求的是差分。diff函数的调用格式主要有以下几种。
Y = diff(X); 计算 X 的导数。如果 X 是一个向量,那么返回的结果也是一个向量,求解的是向量X的差分,其返回值比X少一个值。
Y = diff(X,n); 返回X的n阶导数。
Y = diff(X,n,dim); 求解X沿着方向dim的n阶导数。
例如:
x=[1 2 3 4 5]
y=diff(x)
z=diff(x,2)
程序运行结果如下。
y =
1 1 1 1
z =
0 0 0
例如:
syms x
y=sin(x)
Y=diff(y)
程序运行结果如下。
Y =
cos(x)