Function 在matlab中求常数表达式_Function_Matlab

Function 在matlab中求常数表达式

function matlab

Function 在matlab中求常数表达式,function,matlab,Function,Matlab,我目前正在编写一个脚本，从用户那里获取函数和间隔，然后使用梯形方法计算积分。脚本还计算错误。为此，我需要使用输入函数的二阶导数。在二阶导数是常数或0的情况下，我得到了输入参数过多的错误。下面是代码的一小部分，以说明错误发生的位置： %integrate x^2 from 0 to 5 syms x func = x^2; deriv = diff(func,x,2); func = matlabFunction(func); deriv = matlabFunction(deriv); deri

我目前正在编写一个脚本，从用户那里获取函数和间隔，然后使用梯形方法计算积分。脚本还计算错误。为此，我需要使用输入函数的二阶导数。在二阶导数是常数或0的情况下，我得到了输入参数过多的错误。下面是代码的一小部分，以说明错误发生的位置：

%integrate x^2 from 0 to 5
syms x
func = x^2;
deriv = diff(func,x,2);
func = matlabFunction(func);
deriv = matlabFunction(deriv);
deriv(0:0.01:5); %<- error since deriv = 2, needed to compute the error on the trapezoid method.

%x^2从0集成到5
符号x
func=x^2；
deriv=diff（func，x，2）；
func=matlabFunction（func）；
deriv=matlabFunction（deriv）；
德里夫（0:0.01:5）；% 从听起来，逻辑结构应该足以解决这个问题。然而，开发it的挑战在于必须在三（3）种数据类型之间进行转换（double
、sym
和char
）。我找不到更简洁的方法，但这应该可以解决这个问题（请参阅下面的解释以了解更多信息）：
注意：从现在开始，x=sym（'x'）

假设用户定义了表达式f=3*x^3
，然后在其上调用diff
，作为der=diff（f，x）
应该输出der=9*x^2
。因为这是一个非零导数，所以您将继续使用梯形规则算法。但是，假设f=2
，调用此新f
的diff函数的结果将是der=0
小心：当diff
区分导致常数的表达式时，在sym
对象处考虑输出。在本例中，0
是一个sym
对象，而不是一个double
。要将其转换为double
，可以考虑将其转换为c=double（der）
。问题是，double（）
没有处理der
仍然是代数表达式的情况的功能（即，如果der=3*x
，则double（der）
返回错误）。但是，函数char（）
可以处理这个问题。事实上，它应该能够将任何sym
表达式转换为char
数组。这就允许使用str2num（）
函数，该函数有一个可选参数来确定字符串到双精度（或字符到双精度）的转换是否可行。语法是：[num，status]=str2num（char（der））
。如果der=3*x
，则char（der）='3*x'
，num=[]
，以及status=0
。然而，对于常数导数情况，假设der=3
，然后char（der）='3'
，然后num=3
，以及status=1
 我想我找到了一个可能的解决方案，但我希望人们确认，当函数不是常数时，这确实不会导致意外的后果。如果我做的是deriv=matlabFunction（deriv，'Vars'，x）
，那行吗？如果你使用符号数学，你应该使用符号数学来计算积分。符号数学只是推导函数，然后大部分计算都是通过代换值来完成的。如果我使用符号数学，将需要大量的sub，这将增加计算时间。在代码的某些部分，每次新的迭代似乎都要花费指数级的时间来计算，一次迭代几乎不花费时间，接下来的几秒钟和之后的几分钟（不知道为什么，但将其隔离到subs函数）。将它们转换为数值似乎是最好的做法，因为有些需要数千次迭代。还有一点我忘了提到，积分本身的值不是脚本的主要目的，而是专门应用梯形方法。这是我正在学习的一门关于数值方法的课程。因此，使用内置的积分函数可以克服计算时间过长的问题，但这似乎与您的问题无关，因为您根本不谈论计算时间，也不使用subs
。我仍然认为您需要跳过matlabFunction
。如果您不想使用vpaintegral
，因为您想手动进行数值积分，那么使用double（subs（deriv，0:0.01:5））
获取采样函数。对于你的例子，这只需要一小段时间。感谢你花时间回复，我会尝试一下你的方法，但我发现一些似乎有效的方法。我不知道它到底起什么作用，但它似乎起到了我想要的作用（我不知道在一些边缘病例中是否有副作用，也许你有？）。如果我在我的代码中将deriv=matlabFunction（deriv）

替换为

deriv=matlabFunction（deriv，'Vars'，x）

，我现在可以通过执行

deriv（0:0.01:5）来计算常量函数。这会导致任何问题吗？或者这是一个有效的解决方法吗？我刚刚运行了您的代码以及您在上一次评论中提出的修改。在我看来，deriv
作为1by1 double
返回，这意味着它不是行向量，而是标量。如果你需要一个2的行向量，那么在我看来至少这并不能解决问题。老实说，我对matlabFunction（）不太熟悉，因此我无法提供我希望的更多见解。非常感谢，您已经帮了我很多忙。我没有意识到函数返回了1x1双精度，但它仍然比错误好。我会考虑到这一点来解决问题。我在考虑创建一个与输入大小相同的向量，填充1，然后将向量中的每个元素乘以2。在matlabFunction（）不是常数的情况下，它将返回一个向量，并将该向量乘以1的向量将得到相同的向量；在matlabFunction（）是常数的情况下，它将创建一个新的常数向量。那行吗？原则上行。我在上面发布的答案中就是这么做的。找线<
syms x
func = x^2;
deriv = diff(func,x,2);
IN = *input vector*; %User-defined input vector.
N = length(IN); %Get length of input vector.
algebra = char(deriv); %Convert algebraic expression "deriv" to character array.
[num,status] = num2str(algebra); %Check to see if "deriv" is algebraically equivalent to a constant.
if status == 1 %If so
    deriv = num*ones(N,1) %Extract its value and copy it along a vector of the same length as the input
else %Run your code essentially.
    func = matlabFunction(func);
    deriv = matlabFunction(deriv);
    deriv(0:0.01:5);
end