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數(shù)學(xué)繪圖軟件 GraphicMathV1.4Beta

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ID:127437 發(fā)表于 2016-6-20 23:05 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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GraphicMathV1.4Beta.rar (85.11 KB, 下載次數(shù): 5)
更新日志:
2013-01-12
V1.0
1.實(shí)現(xiàn)了繪圖和數(shù)值解方程。


2013-01-18
V1.1
1.加快了繪圖速度,改進(jìn)了繪圖過(guò)慢的問(wèn)題;
2.解決了解方程不正確的重大BUG
3.加入了導(dǎo)數(shù)圖像繪制功能,使用方法:在函數(shù)前面添加 d/dx   ,如 d/dx sin(x)

V1.2
2013-01-25
1.加入了極坐標(biāo)
2.加入了參數(shù)方程
3.數(shù)值解微分方程功能(Euler折線(xiàn)法)
4.繪制斜率場(chǎng)功能
5.加入了坐標(biāo)顯示
6.加強(qiáng)了圖形解方程功能,標(biāo)出交點(diǎn)

V1.3
2013-02-03
1.增加了命令功能,目前支持8個(gè)基本命令:Plot Calc View Solve DSolve Cls RePlot Redo
2.改進(jìn)了一些小問(wèn)題
3.在Cyycoish的幫助下,改進(jìn)了界面。感謝網(wǎng)友Cyycoish。
4.增加了二階微分方程的功能(仍然Euler線(xiàn)法,可能有一定誤差,可視情況減小步長(zhǎng)以減小誤差
5.改進(jìn)了關(guān)于顏色的問(wèn)題。
6.增加了保存圖片功能。
7.增加了泰勒級(jí)數(shù)的計(jì)算。【注:目前算法不太完善,建議不要超過(guò)三階,超過(guò)了三階誤差非常大!

V1.4
1.使用RK4算法替代Euler折線(xiàn)法,精確度大大提高。

【快捷鍵】:
Ctrl+方向鍵移動(dòng)視野
Ctrl+Del清屏
Ctrl+I放大
Ctrl+O縮小
Ctrl+A自動(dòng)高度
Ctrl+N恢復(fù)默認(rèn)視野



【命令及語(yǔ)法】:
目前有8個(gè)命令:Plot, Calc, View, Solve, DSolve, Cls, RePlot, Redo
語(yǔ)法幫助:輸入 “命令 ?”(不含引號(hào))然后回車(chē)即可詢(xún)問(wèn)語(yǔ)法。

Plot y1[; y2 ;y3; ...]
繪制函數(shù)圖像。y1:函數(shù)解析式。用分號(hào)分隔。支持 y = 和 r = 。當(dāng)沒(méi)有指定 y或r時(shí)默認(rèn)為 y =

Calc Expr
計(jì)算表達(dá)式。Expr:數(shù)值表達(dá)式。

View [XMin, XMax, YMin, YMax]
調(diào)整視野范圍。不加參數(shù)則視為調(diào)整為初始大小。

Solve Equation [,X0]
數(shù)值解方程。Equation:方程式,未知數(shù)為x。X0:初始值,若沒(méi)有指定則默認(rèn)為1。

DSolve y'=... , X0, Y0 [, Step]
數(shù)值求解一階微分方程。X0:初始x值。Y0:初始y值。Step:步長(zhǎng)。若沒(méi)有指定則默認(rèn)0.001

DSolve y''=... , X0, Y0, YP0 [, Step]
數(shù)值求解二階微分方程。X0:初始x值。Y0:初始y值。YP0:初始的y'的值。Step:步長(zhǎng)。若沒(méi)有指定則默認(rèn)0.001

Cls
清除屏幕。

RePlot y1[; y2 ;y3; ...]
清屏后再繪制函數(shù)圖像,語(yǔ)法與Plot相同

Redo [n]
執(zhí)行前n次的命令。不指定n則默認(rèn)n=1.n不可超過(guò)5.


新界面與新功能:
新版本風(fēng)采



算法已經(jīng)更新為RK4算法:

有圖為證:



步長(zhǎng)為0.01,y''+y=0     IVP{y(0)=1,y'(0)=0}  誤差幾乎沒(méi)有(藍(lán)色曲線(xiàn)是真實(shí)解)


相比V1.3版本:



(以下內(nèi)容皆為V1.3版本)












sinx和sinx的導(dǎo)數(shù):




支持多種坐標(biāo)系:




斜率場(chǎng)線(xiàn)素的數(shù)量增加了一點(diǎn):



微分方程 y'=y(紅色曲線(xiàn))和真實(shí)解e^x (綠色曲線(xiàn))
可以看到,兩者吻合的還是比較好的。






二階微分方程 y''=-y-y'/10 (初始條件y(0)=1,y'(0)=0)
(有阻尼振動(dòng))(處于欠阻尼狀態(tài))



用微分方程研究共振現(xiàn)象:



共振2:



泰勒級(jí)數(shù):




自由振動(dòng)方程:y''+y=0 (初始條件y(0)=1,y'(0)=0)
(歐拉折線(xiàn)法是紅色曲線(xiàn)) 真實(shí)解為cos(x) (藍(lán)色曲線(xiàn))
這里步長(zhǎng)為0.001



現(xiàn)在說(shuō)明一下誤差問(wèn)題:【歐拉折線(xiàn)法具有一定誤差,尤其是較快的振動(dòng)或所謂的“剛性方程”】,而且步長(zhǎng)越小誤差也越小,只是計(jì)算量更大。
在版本(V1.4Beta)中,我們已經(jīng)使用【龍格庫(kù)塔方法】取代【歐拉折線(xiàn)法】。【龍格庫(kù)塔方法】兼具有更高的精確度和比較不錯(cuò)的速度。







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