python语言描述实数域的计算-初等函数问题
代数、初等函数、代数方程、解析几何与微分几何、矢量-张量与场论、抽象代数-空间及泛函分析、级数与变换、特殊函数、概率统计与随机过程、误差分析与实验数据处理、最优化方法、有限单元法、数论、离散量、集合论、拓扑学、组合数学、图结构、数理逻辑、……、都有自己的运算规则。
实数的运算法则在实数的范围内—实数计算结果仍然为实数称为实数域的运算是闭合的。可以加减乘除-连加连减连乘连除-四则混合运算!--不能随意开方。自然数、整数、实数的兼容-混合使用。
可这些规则,计算机处理的时候,怎样才能保证呢。也就是说在编程序讲给计算机听的时候,给计算机下指令的时候,在做程序算法分析的时候,需要考虑在哪些环节设置、控制、评价、监测,计算过程也需要监测吗。数值输入输出等环节,是否满足数学学科的规则。
语言和编译器提供的运算符号(加减乘除平方开方-幂运算,初等函数运算等)有没有自动遵循数学学科的规则,小括号、中括号有没有优先级。大括号肯定不能用(许多语言把它作为程序段-主函数、类、命名空间等的标记符)。
电脑可能没有人们想象的那么聪明。指令是由人的意志下达的,电脑只是个忠实的执行者而已。
有了数学学科的规定和规则,下来的工作就是用计算机语言描述而已。下面看一下实数域的加、减、乘、除、平方、初等函数的计算问题。
python语言的格式-模板-规定
#Realarithmetic.py
importmath
print("实数规则的计算程序测试。")
N=int(input("请输入整数N:"))
i=0
foriinrange(0,N):
……
if(ga=0):
……
……
i++
print("用户程序测试次数N=",i)
print("程序测试结束。\n")
python语言没有用大括号作为程序段的标记,而是用程序段的首行缩进,后续语句平齐续行表达语句及程序段的归属。
下面给出数学语言表达的实数计算例子
实数的加减乘除:算法为ans0=11.3-2*4.5/5+3/32*8+.78/32-5-0.78+
实数的加减乘除:算法为ans1=11.3-2*[(4.5/5+3)/32*8+.78/32]-5-0.78+
实数的初等函数:算法为ansS=ex+sin(xs)-cos(xc)*lg(ga)+tan(tadayu)/x5,其中xs、xc、ga、ta均要满足数学学科的要求。xs、xc、ta是用弧度还是度。度与弧度的转换用pi/。ga要满足大于0。
什么是算法。在数学语言中,就是运算规则。在计算机语言中呢?
python语言的描述:
实数的加减乘除:算法为ans0=11.3-2*4.5/5+3/32*8+.78/32-5-0.78+
实数的加减乘除:算法为ans1=11.3-2*((4.5/5+3)/32*8+.78/32)-5-0.78+
实数的初等函数:算法为ansS=math.exp(x)+math.sin(xs)-math.cos(xc)*math.log10(ga)+math.tan(ta)/x**5,其中xs、xc、ga、ta均要满足数学学科的要求。xs、xc、ta是用弧度还是度。度与弧度的转换用pi/。ga要满足大于0。
所有的数学规则必须遵守。如若没有获得遵守,要么编译器提示出错信息,最后就要在测试环节进行处理解决。反复核对与检测可能出现的各种BUG。
程序编写、调试、测试请阅读下面的程序,给出该程序的算法逻辑。
#Realarithmetic.py
importmath
print("实数规则的计算程序测试。")
ans0=11.3-2*4.5/5+3/32*8+.78/32-5-0.78+
ans1=11.3-2*((4.5/5+3)/32*8+.78/32)-5-0.78+
print("现在需要用户从键盘输入测试次数。")
N=int(input("请输入整数N:"))
i=0
foriinrange(0,N):
print("现在需要用户从键盘输入数据。")
a=int(input("请输入幂运算的指数-整数a:"))
xs=eval(input("请输入一个度数:"))
xs=math.pi*xs/
……
ga=eval(input("请输入一个大于0的数:"))
if(ga=0):
print("不能输入小于0的数")
print("重新输入一个大于0的数")
ga=eval(input(""))
……
ansS=math.exp(a)+math.sin(xs)-math.cos(xc)*math.log10(ga)+math.tan(ta)/a**5
print("sin=",Rsin)
……
print("ansS=",ansS)
i=i+1
print("用户程序测试次数N=",i)
print("程序测试结束。\n")
下面用python语言提供的运算符号表达以下运算。数学算法与python语言算法各自如何表达。
实数域问题与数学规则计算机如何处理实数:
MATLAB、python、Fortran、V6C、V6C++、VSC#、java、VB等等语言描述。