Семинар "Mathematica в действии".
Создание презентаций, настройка стилей и подготовка электронных публикаций в Wolfram Mathematica

Роман ОСИПОВ
Сертифицированный инструктор, Wolfram Research, администратор сайтов и блогов Русскоязычной поддержки Wolfram Mathematica

Блог принадлежит “Русскоязычной поддержке Wolfram Mathematica"©
При любом использовании материалов блога, ссылка на блог обязательна.
Создано с помощью Wolfram Mathematica 9

Семинар "Mathematica в действии".
Поиск локальных минимумов (максимумов) в списке чисел и необычное использование функций Mathematica для решения этой задачи

Скачать презентацию

Роман ОСИПОВ
Сертифицированный инструктор, Wolfram Research, администратор сайтов и блогов Русскоязычной поддержки Wolfram Mathematica

Блог принадлежит “Русскоязычной поддержке Wolfram Mathematica"©
При любом использовании материалов блога, ссылка на блог обязательна.
Создано с помощью Wolfram Mathematica 9

Начинаются семинары Романа Осипова “Mathematica в действии”

Для того, чтобы принять участие на первом семинаре “Mathematica в действии”, который пройдет в субботу, 20 июля 2013 г., Вы должны перейти по ссылке

https://wolfram.adobeconnect.com/russiawebinars2013

и "войти в качестве гостя", указав в поле "имя" следующую конструкцию, созданную на основе вашей фамилии имени и e-mail:

familiya-imya-email

Пример:

osipov-roman-r.a.osipov@gmail.com

Заходить нужно в интервале между 9.50 и 10.00 утра по московскому времени.

Тема, которая будет рассмотрена на семинаре формулируется так:

"Поиск локальных минимумов (максимумов) в списке чисел и необычное использование функций Mathematica для решения этой задачи"

Смысл решения задачи:

например, поиск точек локальных максимумов в спектре химического вещества (правый рисунок), построение огибающих (левый рисунок), поиск начальных приближений для численного поиска точек локального минимума (максимума).

Блог принадлежит “Русскоязычной поддержке Wolfram Mathematica"©
При любом использовании материалов блога, ссылка на блог обязательна.
Создано с помощью Wolfram Mathematica 9

857 параметрически заданных кривых вымышленных персонажей, контуров объектов и реальных личностей в Wolfram|Alpha

Перейти к:
кривым образов вымышленных персонажей (614 кривых)
кривым очертаний объектов (56 кривых)
кривым образов реальных личностей (187 кривых)

В Wolfram|Alpha можно получить уравнения многих интересных кривых, скажем, кривой образа Стивена Вольфрама:

Создадим функцию, которая выводит кривую, с ее названием и ссылкой на уравнение:

Пример работы построенной функции:

Darth Vader

Посмотреть уравнение кривой ▸▸▸

Теперь отобразим всю имеющуюся на сегодняшний день (14 июня 2013 г.) коллекцию кривых.

Исследование произвольной функции методами математического анализа в системе Mathematica

Нажмите, чтобы скачать данный пост в виде ноутбука Mathematica...

Общее количество использованных в посте встроенных функций или символов: 139

Список имен используемых встроенных функций и символов в порядке их появления в коде:
SetDelayed (:=) | Pattern (:) | Blank (_) | Optional (:) | Function (&) | If | SameQ (===) | Head | Slot (#) | List ({...}) | ReplaceAll (/.) | Reduce | And (&&, ∧) | Element (∈) | Reals | Unequal (!=, ≠) | Denominator | Rule (->, ->) | Or (||, ∨) | Apply (@@) | Cases | FullForm | Flatten | Equal (==) | Alternatives (|) | Inequality | BlankNullSequence (___) | LessEqual (<=, ≤) | Less (<) | GreaterEqual (>=, ≥) | Greater (>) | Infinity | FullSimplify | Plus (+) | Times (*, ×) | GeneratedParameters | Subscript | N | Join | Quiet | Check | False | Limit | Block | CompoundExpression (;) | Set (=) | Map (/@) | Not (!, ¬) | Identity | RuleDelayed (:>, :->) | DeleteDuplicates | FreeQ | Part ([[…]]) | Direction | DirectedInfinity | Span (;;) | All | Symbol | Power (^) | NumericQ | Append | Length | Darker | Red | Thick | Dashed | Tooltip | Line | TraditionalForm | D (∂) | Pane | Alignment | Center | Scrollbars | True | ToRules | Panel | Grid | Style | Row | FontFamily | Bold | TextAlignment | TableForm | ItemStyle | Directive | Background | None | LightGray | White | ItemSize | Automatic | Plot | ImageSize | PlotStyle | ColorFunction | Orange | Blue | Green | PlotLegends | Placed | LineLegend | Wedge (∧) | DownArrow (↓) | Union (∪) | UpArrow (↑) | Intersection (∩) | Bottom | ColorFunctionScaling | Exclusions | PlotPoints | Epilog | AbsolutePointSize | Black | Point | Magenta | Simplify | Brown | String ("...") | Sequence | GridLines | GridLinesStyle | Gray | FrameTicksStyle | AxesStyle | Arrowheads | AxesLabel | Italic | ToString | Frame | LightOrange | Dividers | Rational | Sin | Cos | E (e) | ArcTan | Log | BesselJ

Задача полного исследования функции с помощью методов математического анализа является крайне важной и в целом весьма сложной задачей, так как она требует большого количества вычислений и знаний по работе с понятиями математического анализа (вычисление производных, пределов), решения уравнений, неравенств, сравнения между собой чисел и многое другое.

В данном посте я привожу созданные мной функции для поиска всех необходимых значений и свойств произвольной функции. Все функции, созданные для данного поста реализованы в системе Mathematica, что еще раз демонстрирует безграничную мощь, гибкость и простоту использования этого матического пакета.

Получение аналитического приближенного решения обыкновенного дифференциального уравнения в виде частичной суммы ряда Тейлора функции решения

Нажмите, чтобы скачать данный пост в виде ноутбука Mathematica...

Общее количество использованных в посте встроенных функций или символов: 82

Список имен используемых встроенных функций и символов в порядке их появления в коде:
DSolve | Equal (==) | Plus (+) | Derivative (') | Set (=) | List ({...}) | NDSolve | Panel | Grid | Plot | Evaluate | ReplaceAll (/.) | Rule (->, ->) | ImageSize | PlotStyle | Thick | PlotLabel | Style | FontFamily | Bold | TicksStyle | Directive | AxesStyle | Arrowheads | AxesLabel | Map (/@) | Function (&) | Slot (#) | Italic | Times (*, ×) | Log10 | Abs | PlotPoints | Frame | All | Manipulate | Power (^) | E (e) | Sum (∑) | Factorial (!) | PlotRange | AspectRatio | PlotLegends | Placed | Above | WorkingPrecision | Appearance | Infinity | Simplify | Out (%) | Part ([[…]]) | SetDelayed (:=) | Pattern (:) | Blank (_) | BlankSequence (__) | OptionsPattern | False | Block | CompoundExpression (;) | Max | Cases | FullForm | RuleDelayed (:>, :->) | Table | D (∂) | DeleteDuplicates | Join | Solve | If | OptionValue | Sort | True | Accumulate | Automatic | RGBColor | Length | Blue | Cos | Gray | AbsoluteThickness | Orange | Initialization

Рассмотрим некоторое обыкновенное дифференциальное уравнение (ОДУ), скажем y'+y=x. С помощью встроенной функции DSolve можно с легкостью найти его общее аналитическое решение:

закрыть

DSolve[y'[x] + y[x] == x, y, x]

или решение задачи Коши:

закрыть

exactSolution = DSolve[{y'[x] + y[x] == x, y[0] == 1}, y, x]

А с помощью функции NDSolve — численное решение задачи Коши:

закрыть

numericalSolution = NDSolve[{y'[x] + y[x] == x, y[0] == 1}, y, {x, 0, 2}]

Можно визуализировать полученные решения — аналитическое и численное, а также сравнить их:

закрыть

Panel@Grid[{{Plot[ Evaluate[{y[x] /. exactSolution, y[x] /. numericalSolution}], {x, 0, 2}, ImageSize -> 500, PlotStyle -> Thick, PlotLabel -> Style["\!\(\*SubscriptBox[\(y\), \(\(аналитич\)\(.\)\)]\) и \\!\(\*SubscriptBox[\(y\), \(\(числ\)\(.\)\)]\)", 20, FontFamily -> "Myriad Pro Cond", Bold], TicksStyle -> Directive[Bold, 14, FontFamily -> "Myriad Pro Cond"], AxesStyle -> Arrowheads[{0, 0.03}], AxesLabel -> (Style[#, Bold, 18, Italic, FontFamily -> "Myriad Pro Cond"] & /@ {"x", "y"})]}, {Plot[-Log10@ Abs@Evaluate[(y[x] /. exactSolution) - (y[x] /. numericalSolution)], {x, 0, 2}, ImageSize -> 500, PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> Thick, PlotLabel -> Style["-lg|\!\(\*SubscriptBox[\(y\), \\(\(аналитич\)\(.\)\)]\)-\!\(\*SubscriptBox[\(y\), \(\(числ\)\(.\)\)]\\)|", 20, FontFamily -> "Myriad Pro Cond", Bold], TicksStyle -> Directive[Bold, 14, FontFamily -> "Myriad Pro Cond"], AxesStyle -> Arrowheads[{0, 0.03}], AxesLabel -> (Style[#, Bold, 18, Italic, FontFamily -> "Myriad Pro Cond"] & /@ {"x", "y"})]}}, Frame -> All]

Анализ текста в Mathematica: выделение цитат, цветов и многое другое... на примере книги "Вспомнить все" Арнольда Шварценеггера

Нажмите, чтобы скачать данный пост в виде ноутбука Mathematica...

Общее количество использованных в посте встроенных функций или символов: 122

Список имен используемых встроенных функций и символов в порядке их появления в коде:
Short | Set (=) | Import | FileNameJoin | List ({...}) | NotebookDirectory | StringLength | Plus (+) | StringCount | Tally | Characters | StringReplace | Thread | Rule (->, ->) | CharacterRange | Sort | Function (&) | Less (<) | Part ([[…]]) | ToCharacterCode | Slot (#) | Panel | Rotate | BarChart | Span (;;) | All | ChartLabels | Placed | Map (/@) | Style | Bold | Axis | Times (*, ×) | Degree | ColorFunction | ColorData | ImageSize | GridLinesStyle | Dashed | PlotRangePadding | BarSpacing | Pi (π) | Power (^) | CompoundExpression (;) | Cases | Blank (_) | Condition (/;) | Pattern (:) | Greater (>) | ReplaceAll (/.) | FullForm | DeleteCases | StringSplit | RegularExpression | StringJoin (<>) | Length | ListLogPlot | Joined | True | PlotRange | AspectRatio | PlotStyle | Thick | Frame | FrameLabel | FontFamily | ListLogLogPlot | SetDelayed (:=) | Block | StringPosition | Alternatives (|) | StringTake | StringDrop | Select | Nearest | Grid | Transpose | Background | None | Orange | LightGray | ItemStyle | Directive | Alignment | Left | Dividers | White | Red | Green | Blue | Yellow | Black | Gray | Pink | Brown | Flatten | Partition | Riffle | Mean | Graphics | EdgeForm | Rectangle | Spacings | TextAlignment | Center | With | Increment (++) | Dynamic | Button | If | Equal (==) | Appearance | ItemSize | Pane | Image | RawArray | ColorSpace | Interleaving | Join | PlotLegends | LineLegend | Above

Некоторое время назад в Интернете на сайте журнала Esquire я встретил небольшую красивую статью о цветах, которые использовали авторы в своих произведениях. Ниже вы можете увидеть одну из созданных в статье интерактивных визуализаций. Саму статью можно увидеть перейдя по ссылке.

Само собой, у меня появилось желание создать программу в Mathematica, которая позволила бы создавать подобные (и не только) объекты для любых произведений, которые мне интересны.

В качестве интересующего меня произведения я возьму книгу Арнольда Шварценеггера (Arnold Schwarzenegger) “Вспомнить все” (Total Recall). Выбрал я ее по многим причинам, на которых я сейчас не буду останавливаться.