学科教育论文-MATLAB符号计算引擎MuPAD的使用初探.doc

学科教育论文-MATLAB符号计算引擎MuPAD的使用初探论文关键词：MATLABMuPADnotebook符号运算论文摘要：探讨了MATLAB2009a中符号运算引擎MuPAD的使用，并通过实例说明其用法，该工具箱在数学建模，科学研究，工程设计和教学等方面都有很好的实用价值。1引言MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。在MATLAB中运行符号运算时，需要记住不少的MATLAB符号命令及格式，如极限limit，积分int，合并简化符号式simple和simplify等等很多。MuPAD是极佳数学及符号数值运算绘图软件，同时也作为MATLAB7.8的符号计算工具箱，是一具有人工智能的数学软件,非常适合科学家及工程师使用.更适合每一个人使用,使用的方法非常简单,只要输入方程式就立刻得到答案,可以求Symbolic符号解,多项式之根,求非线性方程式之根,矩阵及向量VectorandMatrices运算,代数Algebra运算,求积分之值,求微分之值Calculus微积分等。方程式可以处理复数计算.完美的绘图功能,图型输入,输出,轻松无比的绘图,可以输入多个2-D函数或极坐标函数或3-D函数,选择所要绘图参数,就可以完成图形，以及图形的动画制作也是非常方便。数值计算结果并不是MATLAB命令行窗口所得的类似代码形式，而是规范数学格式。并拥有一内建的程序语言，帮助文档以及文本操作，文本操作在一定程度上可以取代word.是一个超级的工程数学计算器.而在用MuPAD工具箱时，可以直接在命令条（CommandBar）窗口选择，所看及所得，所想即可用，而且生成的代码，图形，结果可以直接复制黏贴到MATLAB*.m文档，word文档及与MATLAB无缝连接的word文档M-book中，可以当做代码生成器。而目前国内关于MuPAD的工具箱介绍得很少，上google搜索几乎没有，而万方数据库也不存在相关论文，本文纯属抛砖引玉。2MuPAD使用详细2.1在MATLAB下启用MuPAD（1）通过MATLAB命令行输入：mphandle=mupad打开空白notebookmphandle=mupad(file)打开已经存在的notebook文档，可以形成与MATLAB主程序窗口的交互。（2）通过MATLAB主程序左下角Start-Toolboxes-More-SymbolicMath-MuPAD启动。图形界面如下图。2.2Notebook-MuPAD略讲2.21菜单栏选述（1）该文档的后缀名为.mn,不可以通过更改后缀名使其转变为word文档，文档会损坏。可以选择file-export将文档输出为网页文件格式（*.html,*.htm）,pdf文档格式（pdf），应用于Linux系统的notebook文档形式以及纯文本文件（.txt）和所有文件格式。其中只有网页文件格式和pdf可以保持完整数学表达式的形式。（2）Insert选项可以选择插入内容，Caculation选项表示要计算的内容，一行一算，语法格式下文会讲述；TextPargraph选项插入纯文本，不参与运算，相当于MATLAB代码中的注释。此外还可以加入图片，表格，文件链接等。（3）Format选项可以实现文本编辑，类似于word中的文字功能。（4）NoteBook选项功能运用于使用MuPAD内建的编程语言进行编程时的计算。(5)Help选项可以打开MuPAD独立帮助文档，文档内容包括MuPAD的介绍，使用语法以及其他目录内容，是学习MuPAD的很好途径。2.2.2命令条选述命令条窗口几乎包含所有可以使用的计算，GeneralMath内是对于表达式的操作，如简化（simple），因式分解（factor），展开（expand）等，Plotcommand内是画图命令，MATLAB主程序中的图形命令在这儿都能找到。2.2.3使用命令条（1）选择Insert-Caculation,文本编辑栏出现输入单元显示中括号；（2）选择CommandBar中相关命令，如，此时文本编辑窗口出现代码：。字体为红色，其中#及其后带部分即为可以替换的表达式，而关于命令的语法格式，例如diff，可以将鼠标位于