Apprendre Maple Découverte des premières fonctionnalités

 
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Tous les ordres passés à l'ordinateur se font dans les zones précédées du signe > .

Ces zones sont des zones d'entrée ( input ).

Presser la touche Entrée pour transmettre l'ordre au logiciel.

Les lignes doivent impérativement se terminer par un point-virgule ; ou par deux points :

Noter la différence entre ces deux possibilités:

 

> 12+abs(4-3*sqrt(5));

8+3*sqrt(5)

 

Si la ligne se termine par un point-virgule, l'ordre est validé et le logiciel fournit une réponse
dans une zone de sortie
( output ) .

 

> 12+abs(4-3*sqrt(5)):

Si la ligne se termine par deux points, l'ordre est simplement validé sans réponse du logiciel.

 

Des messages d'erreur peuvent apparaître en cas de mauvaise saisie ou d'opérations illicites:

> 12+abs(4-3*sqrt(5);

Error, `;` unexpected

> 1/cos(Pi/2);

Error, numeric exception: division by zero

 

Obtenir de l'aide sur une fonction en utilisant ? ou help:

Ici on cherche de l'aide sur la fonction solve .

> ??solve;

> help(solve);

Voir aussi plus en détail pour les variantes ?? et ??? .


Faire des calculs simples:

> 15!; # ou factorial(15)

1307674368000

> (1-1/7)*(1+2/3)^2;

50/21

Affecter une valeur à une variable en utilisant :=

> p:=2.14;

p := 2.14

> expr:=p-ln(p);

expr := 1.379194171

Développer , factoriser , ou simplifier une expression:

> f:=(a+b)^6;

f := (a+b)^6

> expand(f);

a^6+6*a^5*b+15*a^4*b^2+20*a^3*b^3+15*a^2*b^4+6*a*b^...

> factor(%);

(a+b)^6

> %%;

a^6+6*a^5*b+15*a^4*b^2+20*a^3*b^3+15*a^2*b^4+6*a*b^...

 

% permet de rappeler la dernière expression calculée (% est le Ditto Operator )

%% permet de rappeler l'avant-dernière expression calculée.

%%% permet de rappeler l'avant-avant-dernière expression calculée.

 

> simplify(cos(x)^2+sin(x)^2);

1

 

Substituer en utilisant la fonction subs(variable=remplacement,expression)

> subs(a=c,f);

(c+b)^6

 

Calculer à une précision voulue: evalf(expression) ou evalf(expression,nbdécimales)

> evalf(sqrt(3)); # sqrt désigne la racine carrée

1.732050808

 

> evalf(sqrt(3),50);

1.7320508075688772935274463415058723669428052538104...

 

# permet de définir un commentaire dans une ligne (tout ce qui est après le signe # est ignoré)

 

Ecrire une expression avec print ou lprint ou printf

 

> f:=a-3/a+1/(a*a+1);

f := a-3/a+1/(a^2+1)

> print(f);

a-3/a+1/(a^2+1)

> lprint(f);

a-3/a+1/(a^2+1)

  

La fonction printf est celle du langage C, permettant l'affichage de données selon des formats préétablis et en utilisant des caractères de contrôle.

Exemple: %d : nombre entier, %f : nombre en virgule flottante simple précision, \n : passage à la ligne.
Voir également les fonctions:
fprintf , sprintf , et nprintf .

> printf("%d %f \n",123,1234/567);

123 2.176367

 

Définir une fonction à une ou plusieurs variables:

> f:=t->sin(t)-t;

f := proc (t) options operator, arrow; sin(t)-t end...

> f(3*x+2);

sin(3*x+2)-3*x-2

> g:=(u,v,w)->1/u+exp(u+v)+(u-v+w)^2;

g := proc (u, v, w) options operator, arrow; 1/u+ex...

> g(2*a,b,3*c);

1/2*1/a+exp(2*a+b)+(2*a-b+3*c)^2

 

Dériver une fonction à une ou plusieurs variables en utilisant la fonction diff:

> diff(f(t),t);

cos(t)-1

> diff(g(u,v,w),v);

exp(u+v)-2*u+2*v-2*w

 

Intégrer une fonction à une variable en utilisant la fonction int:

 

> int(f(t),t); # donne une primitive de f

-cos(t)-1/2*t^2

> Int(g(u,v,w),v)=int(g(u,v,w),v);

Int(1/u+exp(u+v)+(u-v+w)^2,v) = 1/u*v+exp(u+v)-1/3*...

> Int(f(t),t=0..Pi)=int(f(t),t=0..Pi);

Int(sin(t)-t,t = 0 .. Pi) = 2-1/2*Pi^2

Noter la forme inerte Int qui affiche l'intégrale et la forme int qui calcule l'intégrale.

 

Calcul de limites, de sommes, de produits:

> limit((2*t-3)/(3*t+4),t=infinity);

2/3

> limit((2*t-3)/(3*t+4),t=-4/3,right); #limite à droite  (left pour une limite à gauche)

-infinity

> Sum(i^2,i=1..10)=sum(i^2,i=1..10);

Sum(i^2,i = 1 .. 10) = 385

> Product(1/i,i=1..10)=product(1/i,i=1..10);

Product(1/i,i = 1 .. 10) = 1/3628800

Noter là aussi les formes inertes Sum et Product qui affichent respectivement les symboles sigma et pi .

 

Résoudre une équation à une inconnue en utilisant la fonction solve:

> solve(2*t+3=-t+6*sqrt(2));

-1+2*sqrt(2)

> solve(t-15/4*u=5/2*(u-t)+3,u);

14/25*t-12/25

Résoudre un système d'équations à plusieurs inconnues en utilisant la fonction solve:

> solve({a-b=2,a+3*b=7},{a,b});

{a = 13/4, b = 5/4}

Approcher les solutions d'une équation ou d'un système d'équations en utilisant la fonction fsolve:

> fsolve(cos(t)=t);

.7390851332

> fsolve({t^3+u=1,u-(t-1)^3=t},{t,u});

{t = .6941457205, u = .6655340191}

 

Représenter une fonction à une ou plusieurs variables en utilisant la fonction plot ou plot3d:

> plot(sin(t)/t,t=-20..20,title="fonction t ---> sin t / t");

[Maple Plot]

> plot3d(x*exp(-x^2-y^2),x=-2..2,y=-2..2,color=x,orientation=[120,75]);

[Maple Plot]


 

Exercice corrigé 1:

1. Définir la fonction f : proc (x) options operator, arrow; 2*exp(-x^2)-x/2 e... .

2. Calculer les 3 premières dérivées de f , en les donnant sous forme factorisée .

3. Calculer la valeur numérique de l'intégrale de f sur [-1, 2] .

4. Représenter dans un même repère f et la fonction proc (x) options operator, arrow; x end proc sur [-1, 2] .

5. Les deux courbes ont un point commun : calculer une valeur approchée de son abscisse .

 

> f:=x->2*exp(-x^2)-x/2;

f := proc (x) options operator, arrow; 2*exp(-x^2)-...

> diff(f(x),x);

-4*x*exp(-x^2)-1/2

> factor(diff(%,x));

4*exp(-x^2)*(-1+2*x^2)

> factor(diff(%,x));

-8*x*exp(-x^2)*(-3+2*x^2)

> evalf(int(f(x),x=-1..2));

2.507811048

> plot({f(x),x},x=-1..2);

[Maple Plot]

> fsolve(f(x)=x);

.7545394524


 

Travail dirigé 1:

 

TD 1.1:

1° Définir la fonction
f qui à x associe exp(-x^2) .

 

2° Calculer les 3 premiers nombres dérivés successifs f[1], f[2], f[3] de f au point x

(on les écrira sous forme factorisée)

3° On pose pour n = 1, 2, 3 : h[n] = exp(x^2)*f[n] . Calculer h[1], h[2], h[3] (on les écrira sous forme simplifiée)

 

4° Calculer les racines des polynômes h[1], h[2], h[3] .

 

5° Représenter h[1], h[2], h[3] dans un même repère pour x compris entre -2 et 2.

 

6° Calculer l'intégrale de h[3]-h[2] sur [-1, 1] .

 

 

TD 1.2:


1° Développer
cos(3*x), cos(4*x), cos(5*x) en fonction de cos(x) .  

2° Déterminer les polynômes T[n] de la variable X tels que T[n](cos(x)) = cos(n*x)

lorsque n = 3, 4, 5 (polynômes de Tchébychev ) .

3° Représenter T[3], T[4], T[5] sur [-1, 1] .

4° Calculer les racines de T[3], T[4], T[5] .

 


 

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