龙格现象matlab代码 计算化学是不是特别难?
计算化学是不是特别难?
计算化学的确学着挺难,但考试就像不会太难。
现在计算出化学学习一般除了两个方面:MATLAB的应用及一些与数值分析或者的计算公式,如解线性关系正确的最小二乘法,解微分方程正确的龙格库塔和欧拉公式。不过计算出化学是研究生实用价值的最的课程之一。但笔试偏与记公式,少见简单。
近几年,我国科学届对计算化学非常重视,以后必将最为最重要。
matlab 教程?
前言:matlab只不过个软件,为了能完成机械的计算,而如何去安排这些可以计算,必须用户掌握最基本的数学概念。这篇将推荐工程数学中常用的数学概念,与matlab似乎却不是相关,但表面上看起来是matlab的基础。
1.数值与符号
要是给工程数学问题分类,比较大的两类肯定是数值问题和符号问题,填写matlab的数值运算和符号除法运算。简言之,数值运算那是所有的变量的值三角形的三边,求解的都是一些详细的值;符号运算则只相反,不要求所有的变量都试求,求解的结果也不是变量具体一点的值,只不过是变量之间的关系。一个简单的例子是
①数值问题:求解一元二次方程,ax2bxc0,其中abc1,所求得的结果肯定会是x几点几几点几i,是个复数,是个具体的数值。
②符号问题:求解释一元二次方程,ax2bxc0,所求的的结果肯定会是x求根公式,是abc的函数,是个关系
可以说,一个问题是数值问题肯定符号问题,很小程度上判断于结果需要求解的是数值应该关系。肯定两个问题也也可以相互转化,诸如数值问题的一元二次方程,我们就像会先转化成符号问题,把abcx3求根公式,求出来变量x的具体详细数值。但实际中,象我们并不推荐推荐这样的做,原因是matlab的数值和符号是几乎有所不同的两套系统,相互转化不但是需要多余的数值符号转换语言,更肯定带来查错的不便。
2.典型数值问题
以下是常见的数值问题,文中提到的解法较多在数值计算、科学计算、数值算法这类书中找到。
2.1代数方程
代数方程又分为线性方程和非线性方程,线性方程就像是可以转变为矩阵形式AXb,对A求逆即可。求逆的数值解法好象有高斯赛德尔迭代,超变得松弛迭代等。非线性方程好象转化为f(x)zeros其中x是个向量,右侧的zeros来表示f是个多作为输出函数,数值解法一般是迭代,最常见的有牛顿迭代,最速梯度,点斜式等。
2.2常微分方程
常微分方程象转化成为Dyf(y,t),且y(0)y0是初始条件,其中y和Dy都是向量,f也是个多输出函数,数值解法有欧拉法,龙格库塔法。
2.3偏微分方程
偏微分方程比较好急切,matlab处理偏微分方程也不专业,我也全都用不着matlab处理这类问题。但工程数学上,偏微分方程的解法有两类,差分法和有限元法。差分信号法需要常规中心差分,迎风差分等。应力分析要算出刚度矩阵等。
2.4插值和曲线拟合
插值和拟合是几乎有所不同的两个数学概念,可是大部分事情很多人都混淆不清了。两者的描述都也可以归罪于为:试求函数上的点(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn),求一个已知的x,对应的y的数值。插值广泛的多项式插值,三次样条插值。拟合的本质是一个最优化问题,其中最常用的一种曲线拟合是线性拟合,求高人方法是最小二乘法。
2.5分与合周期傅里叶变换
不是很严说来,这并不能不能算一个数学问题,只是因为一种运算,就以前加减乘除一般。特殊性只是相对而言这种跳跃是对于一个向量通过,且运算后的结果却是个向量。这里提出来是就是为了特别强调这种傅里叶变换的限定,没有要求是离散化方法周期,这又是数值方法能处理的真正一种傅里叶变换。
2.6最优化问题
最优化问题也很涉及面,一般可以不归结到为求目标函数f(x)的比较大或者最小值,其中f是一个单输出的函数,x是一个向量。其中x是需要不满足线性约束条件、离散时间约束条件、上下界。具体看的解法有最速梯度,遗传,蚁群,退火等算法。
2.7数值积分
.设函数上的点(x1,y1),(x2,y2),...(xn,yn),求函数在x1到xn的定积分。最常见算法有三角形公式,梯形公式,辛普森公式。类似的问题还有一个数值求导。
3.是是符号问题
以下是最常见的一种的符号问题,要而且提道的是,a0问题。数值问题中也有一部分无解问题,但大多数工程中是碰将近的。而符号问题恰巧反过来,绝大部分我们遇到的符号问题都是就没解的,或则清楚的说,没有解析解。比如求一元五次方程,我们知道x和这些系数存在地关系,但不能写出显式的表达式,也就是说没有解析解。
3.1递推转通项
这个问题也可以归结到为:己知xn1f(xn),求xn,最常见的一种于数列的推导。
3.2代数方程
区别于数值问题中的代数方程,这里的代数方程问题可以描述为:f(x,c)0,求xx(c),这里不需要求解释的其实是x和c的关系。
3.3常微分方程
区别于数值问题中的常微分数方程,这里的代数方程问题可以不描述为:Dyf(y,t,c),求yx(t,c),象无需初值条件。
3.4符号积分
区别于数值问题中的数值积分,这里的符号积分也可以请看为:己知函数关系yf(x),求y的不定积分。同时的问题也有符号求导。
matlab最视频教程(一):软件基本概念
前言:①要是你是一次建议使用matlab,个人建议阅读理解本教程。②以2017a版本为基础,区分于2014a及之后的版本,之前的版本未测试出来。③特点这两个月在坛子里解释的问题,整理好成教程,水平有限,感谢指正。
的界面
home标签下,能找到layout并且系统设置/复位,是可以设置各板块的显示与隐藏。其中有几个部分,请速速要显示
①CurrentFolder:中文像是英译中成工作路径,好象可以设置成一个自己组建的、有读写权限的文件夹,比如我的文档下组建一个matlab文件夹
②CommandWindow:字面意思是命令窗口,为了运行代码,所有的代码也是在这里然后输入
③Workspace:字面意思是工作空间,不过是临时贮存所有运行结果的地方,“暂”的具体详细含义是:关闭matlab后丢失
2.软件中的基本概念
2.1函数
matlab并不强大无比,那就是因为需要提供大量的函数,你也可以组建可以自定义函数,方法是:Home-gtNew-gtfunction。下拉菜单函数好象保存到在工作路径下。函数文件的特征是:扩展名m,内容的第一行以function开头,现内容是“输出变量函数名(再输入变量)”。且函数名和文件名相同。
每个函数在Command Window中运行,单独成功某种特定的计算任务,运行是键入“输出变量函数名(然后输入变量)”,然后把按回车。.例如有个系统那个软件的函数是用处求绝对值的,函数名abs,因为在Command Window里输入“aabs(-1)”,都会不显示运算结果为“a1”。且运算结果会在Workspace里会出现一个变量a,左键双击后可看见a的值是1。
2.2脚本
也可以明白为特珠的函数,这种函数内容的开头没有function那行,所以就没键入、作为输出变量,也没有函数名。文件扩展名和函数一般是m,也必须在Command Window里正常运行。脚本都是用户组建的,方法是:Home-gtNewScript。好象保存到在工作路径下。脚本的功能应该是结束用户不需要的、急切的计算任务,常见脚本里会全局函数很多函数。
2.3GUI
就像翻译成为界面,就是人机交互界面的意思。写脚本处理问题的方法有点儿各位,让人虽然更像是码农,所以我现在很多问题可以是从界面点点鼠标能解决。这时候就不需要打开界面,打开方法是:在APPS标签里可以不找到所有已按装的GUI工具,右键单击即可解决。再注意右边有个小三角可以不点开。和函数完全不一样,用户也也可以自己确立下拉菜单GUI,这部分少见急切,对新手而言稍微有点遥远的地方。
2.4toolbox
就像汉语翻译成工具箱,matlab将功能相近的或应用上自成体系的一组函数和GUI打包成一个toolbox。正版的matlab在购买时,几乎每一个toolbox是要另外收费的,所以才toolbox也可以理解为matlab产品的模块,一个工具箱就是一个产品/商品。
2.5simulink
象用matlab解决问题的过程是:用户自定义脚本,在Command Window里运行脚本。而脚本的运行逻辑是顺序想执行,和象的编程一样的。simulink则可以提供另一种思路,图形化编程,有些像labview,这种方法很合适于物理模型的仿真,所以老是用“matlab编程”和“simulink仿真”反诘。使用方法是在home标签下点击simulink。
3.获得帮助
广泛的完成任务好处有四种方法
①home标签里,有个Help标志,点开后也可以完成各工具箱/产品的完整帮助文档。新版本中默认在用免费,改用本地帮助的办法是在home标签里,Preferences下的matlab/Help里中,选择installedlocally
②官网上找到支持,后再可以不完成教程。这种方法完成的帮助文档和第一种方法一样。
③在Command Window里然后输入doc函数名来获得帮助。比如再输入#34docfft#34这个可以获得离散傅里叶变换函数fft的帮助和范例。这种方法获得的文档是前两种方法文档中的部分。当然了,前提就是你要明白函数名,才能找到帮助。这种方法合适于我得到系统自带函数的使用说明。
④建议使用GUI时,正常情况界面的角落里有Help,点开可以不获得帮助。这种方法额外的文档是第一和第二种方法文档中的部分。这种方法更适合于完成系统从网上下载GUI的使用说明。
这几种方法中,最为简单的是第三种,只需明白自己是需要的函数名,就也可以用这种完成任务只能证明和范例。而实际可以使用中,一般广泛的系统那个软件函数,也并也不是太多,至少几十个?真正是需要牢记使用方法的很有可能就几个,通常也是清楚函数名,要专用时候doc帮一下忙。
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