Računarski praktikum 2 - Vježbe 11


Uvod u Mathematicu

Crtanje i animacija

Zadatak 0:
Naredba Plot
Pogledajte Help za naredbu Plot.
Zadatak 1:
Nacrtajte graf funkcije sinus na intervalu [0,2p].

Broj pi se može unijeti iz palete (BasicInput) ili kao Pi.
Zadatak 2:
Opcije Plota
Kad Mathematica crta graf mora odlučiti o boji, debljini linija, skali na osima i slično. Ako želite svaku od tih opcija možete sami postaviti. Popis tih opcija možete dobiti unosom naredbe Options[Plot]

O svakoj od tih opcija možete više saznati u helpu (dok je kursor na imenu ili vrijednosti opcije stisnite F1).
Zadatak 3:
Upotreba opcija
Nakon naziva opcije unesite znakove '->' (bez navodnika) i zatim željenu vrijednost opcije.

Zadatak 4:
Crtanje grafova više funkcija

Ukoliko želite različite postavke za grafove različitih funkcija, upišite ih unutar zagrada {} i odvojite zarezom.
Ukoliko više postavki odgovara istoj opciji, postavke unesite unutar zagrada {} (npr. PlotStyle->{RGB[1,0,0],Thickness[0.03]})
Zadatak 5:
Ubacivanje grafičkih objekata-naredba Epilog
Pogledajte help za naredbu Epilog. Listu osnovnih grafičkih oblika i opcija možete vidjeti unosom Graphics u help.

Postavljanjem AspectRatio->Automatic smo odredili omjer visine i širine na grafu. Za bilo koji drugi omjer naša kružnica (sa središtem u (0,1) i radijusom 1) bila bi "nacrtana kao elipsa".
Oznake na osima zadane su na dva načina: u određenom intervalu sa zadanim korakom (Range[0,2,0.5]) i nabrajanjem ({0.2,.0.6,1.8}).
Zadatak 6:
Korištenje grafičkog polja

Zbog opcije DisplayFunction->Identity Mathematica ne iscrtava graf.
Zbog znaka ';' nakon prve naredbe Mathematica ne ispisuje nikakav out, a naredbu izvrši (varijabli slika1 pridruži graf s desne strane).
GraphicsArray omogućava crtanje više grafova u polju. Grafove iscrtavamo naredbom Show.

Primjetite da Mathematica može crtati i grafove funkcija koje imaju imaju vertikalne asimptote (Tg(pi)= ¥).

Show[GraphicsArray[{slika1,slika2,...}]] crtanje nekoliko grafova u nizu
Show[GraphicsArray[{{slika1},{slika2},...}]] crtanje stupca grafova
Show[GraphicsArray[{{slika1,slika2},...}]] crtanje pravokutnog polja grafova
Zadatak 7:
Za one koji žele znati više
Kako Mathematica crta? Unesite naredbu InputForm[slika1]. Mathematica ispisuje niz (jako kratkih) linija pomoću kojih crta graf i pripadne opcije.
Zadatak 8:
Uklanjanje pridruženih vrijednosti

Zadatak 9:
Crtanje neevauliranih funkcija-naredba Evaluate
Kad Mathematica crta graf funkcije f, ona odabere niz vrijednosti argumenata i odredi vrijednosti funkcije u tim točkama. Međutim, ponekad to nije moguće; Mathematica prvo mora odrediti funkciju f, a tek onda odabrati niz argumenata potrebnih za crtanje grafa. Tada koristimo funkciju Evaluate.

Zadatak 10:
Primjer korištenja paketa.
Već smo ranije spomenuli da je u Mathematicu ugrađen čitav niz funkcija. Ali ponekad, za neko specijalizirani područje, trebamo funkciju koju Mathematica ne zna. U tom slučaju treba potražiti paket koji sadrži traženu funkciju. Mathematica paketi su datoteke koje sadrže niz definicija. Iz tih definicija Mathematica "nauči" nešto više o određenom području..
Mi ćemo koristiti paket vezan uz dvodimenzionalno crtanje grafova. Općenito, paketi se učitavaju naredbom << ImePaketa

Nakon učitavanja ovog paketa možemo koristit naredbu PolarPlot. Pogledajte help za ovu naredbu. (Ne zaboravite da su plavom bojom ispisani linkovi!)

Unesite naredbu

Zadatak 11:
Animacija
Osim grafova funkcija, Mathematica može napraviti i animacije. Ideja je napraviti nekoliko grafova koji su dijelovi animacije

Nakon što Mathematica nacrta grafove označite jednog od njih i dvokliknite mišom.
Kućni uradak: Proučite help za naredbu Table.

Definiranje funkcija

Već smo vidjeli brojne funkcije ugrađene u Mathematica. Sada ćemo vidjeti kako dodati vlastite funkcije u Mathematicu.
Zadatak 1:
Definiranje funkcje
Funkciju f(x)=x definiramo na sljedeći način

Primjetite da se na lijevoj strani iza x nalazi '_'. Time označavamo da je x argument funkcije f.
Uvjerite se da inače ne definiramo funkciju

Napomena: Izbjegavajte funkcijama dodjeljivati imena koja počinju velikim slovom. U tom slučaju se ime funkcije može podudarati s imenom neke već definirane funkcije u Mathematici.
Napomena2: Novo definirana funkcije nije ugrađena u Mathematicu. Možete ju koristiti samo do prvog zatvaranja programa Mathematica ili naredbe Clear[ImeFunkcije].

Zadatak 2:
Odgođena evaulacija
Definiramo naizgled dvije iste funkcije:

Funkcije, naravno, poprimaju iste vrijednosti za iste argumente, npr.

Naredbom ?ImeFunkcije prikazuje se defnicija funkcije.

Zbog znaka ':=' kod definiranje funkcije g, definicija je ostala nepromjenjena. U definiciji funkcije f Mathematica je izvršila naredbu Expand, tj. pojednostavnila je izraz.

Kućni uradak: Ponovite gornji postupak za funkcije f(x)=x-x i g(x):=x-x.
Zadatak 3:
Funkcije više varijabli
Funkcije u Mathematici mogu imati i više varijabli, a kodomene su im proizvoljne.
Proučite sljedeće primjere!

Argumenti funkcije mogu biti i funkcije:

I ne zaboravite
Zadatak 4:
Po dijelovima definirane funkcije
Funkcija se može definirati i po dijelovima domene.

Znak veći ili jednak unesete na način >=.
Funkcija za argumente x>=1 vraća vrijednost x-2, a za vrijednosti x<1 vraća x^2.
Provjerite vrijednosti funkcije g u točkama -3,1,3.

Zadatak 5:
Rekurzivno zadane funkcije
Definiramo funkciju f

Funkcija f se za prirodne brojeve podudara s faktorijelom, a za realne argunemete javlja grešku. Provjerite ove tvrdnje!