14。 匿名函数
Matlab7。0以上版本开始引入匿名函数,它可以实现内联函数所有功能,而且代码更简捷高效。
匿名函数的主要功能:
(1)可以代替“将函数编写为单独的m—文件”;
(2)可以实现符号函数的赋值运算;
(3)很方便地对含参变量函数进行操作.
(一)基本语法
f=@(参数1, 参数2, …) 函数表达式
其中,f为函数句柄,即调用匿名函数时使用的名字。
例如,f=@(x, y) x^2+y^2;
f(1, 2)
输出结果:ans=5
输入参数也可以是向量,例如,
f=@(x, y) x。^2+y.^2;
a=1:1:10;
b=10:—1:1;
matlab定义函数表达式f(a,b)
输出结果:ans=101 85 73 65 61 61 65 73 85 101
二重匿名函数:例如,
f=@(a, b) @(x) a*x+b;
其中,“a, b”是外层变量,“x”是内层变量。
这样理解:每个“@”符号后面括号里的变量的作用域一直到表达式的结尾。例如对于“a=2, b=3", f(2, 3)是以x为变量的匿名函数:
(f(2, 3))(x)=2*x+3
类似的可以定义多重匿名函数。
(二)应用实例
一、符号函数的赋值运算
例1 求下面函数的三阶导数在x=0.5的值,并绘制其在[0, 1]上的图像:
分析:先用符号运算得到三阶导数的解析表达式,再转化为匿名函数,再求值和绘图.
代码:
syms x
f=(x+tan(x))^(sin(x));
c=diff(f,3);
f3=eval(['@(x)’ vectorize(c)]);
% vectorize函数的功能是使内联函数适合数组运算的法则
f3(0。5)
x=linspace(0,1,100);
plot(x,f3(x),’linewidth’,2)
title('y=[x+tan(x)]\^(sin(x))三阶导数图像’)
xlabel('x')
ylabel(’y')
运行结果:
ans = 4.3158
二、求解方程与参数方程
Matlab中求解连续函数f(x)=0的根的命令是:
fzero(f, x0)
其中,x0为寻根的初始值。
例2 求下面方程的根:
代码:
f=@(x) exp(x) + x^2 + x^(sqrt(x))—100;
format long % 设置更高的精度
x0=fzero(f,3)
f(x0) % 验证根
运行结果:
x0 = 4。163549956946139
ans = 2。842170943040401e-014
例3 若例2中的方程带有参数a,
要求针对a在[0,2]上的不同取值求解方程,并绘制方程的解x与a的关系的图像。
代码:
f=@(a) @(x) exp(x)+x^a+x^(sqrt(x))-100;
% 相当于(f(a))(x)=exp(x)+x^a+x^(sqrt(x))—100
format long
fzero(f(1),4) % a=1时,求解方程的根x,初始值为4
A=0:0.01:2;
x=@(a) fzero(f(a),4); % 带着参数a求解方程的根x,得到x=x(a)
X=@(A) arrayfun(@(a) x(a),A);
% x(a)只能接受标量a,处理成能接受向量A
Y=X(A);
plot(A,Y,’*—’)
xlabel(’$a$','interpreter',’latex’,'fontsize’,15)
ylabel(’$x$','interpreter','latex’,’fontsize’,15)
title(’$\mathrm{e}^{x}+x^{\sqrt{x}}+x^a—100$',’interpreter','latex’,'fontsize',15)
% 用latex格式输入要显示的公式
运行结果:
ans = 4.315274301739397
三、“显式”表示隐函数
隐函数一般无法给出显式表达式,但借助匿名函数可以实现“已知隐函数表达式,对于给定的自变量x,可以通过数值方法求出因变量y”。
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