# 初等数学


三角学、指数和对数、复数值、舍入、余数、离散数学
初等数学函数包括支持算术运算(+、-、*、...)的功能、数学常量函数(Inf、pi、…)、多项式运算函数(poly、roots、…)以及特殊的数学函数(如 gamma 和 beta)。

# 算术运算

加、减、乘、除、幂、四舍五入
算术函数包括用于简单运算(如加法和乘法)的运算符,以及用于常见计算(如求和、移动和、取模运算和舍入)的函数。

基本算术

加法

函数名 说明
+ 添加数字,追加字符串
sum 数组元素总和
cumsum 累积和

减法

函数名 说明
- 减法
diff 差分和近似导数

乘法

函数名 说明
.* 乘法
* 矩阵乘法
cumprod 累积乘积
pagemtimes 按页矩阵乘法
prod 数组元素的乘积

除法

函数名 说明
./ 数组右除
.\ 数组左除

函数名 说明
^ 矩阵幂

转置

函数名 说明
' 复共轭转置
transpose 转置向量或矩阵
pagetranspose 按页转置
pagectranspose 按页复共轭转置

求中间值

函数名 说明
middle 求中间值
模除法和舍入
函数名 说明
mod 除后的余数(取模运算)
rem 除后的余数
div 带有舍入选项的整除
ceil 向正无穷舍入
trunc 向零舍入
floor 向负无穷舍入
round 四舍五入为最近的小数或整数

# 三角学

结果以弧度或度为单位的正弦、余弦和相关函数
Syslab 中的三角函数计算以弧度或度为单位的标准三角函数值、以弧度为单位的双曲三角函数值以及每个函数的反函数。

正弦
函数名 说明
sin 参数的正弦,以弧度为单位
sind 参数的正弦,以度为单位
sinpi 准确地计算 sin(X*pi)
asin 反正弦(以弧度为单位)
asind 反正弦(以度为单位)
sinh 双曲正弦
asinh 反双曲正弦
余弦
函数名 说明
cos 以弧度为单位的参数的余弦
cosd 以度为单位的参数的余弦
cospi 准确计算 cos(X*pi)
acos 反余弦(以弧度为单位)
acosd 反余弦(以度为单位)
cosh 双曲余弦
acosh 反双曲余弦
正切
函数名 说明
tan 以弧度表示的参数的正切
tand 以度表示的参数的正切
atan 反正切(以弧度为单位)
atand 反正切(以度为单位)
tanh 双曲正切
atanh 反双曲正切
余割
函数名 说明
csc 输入角的余割(以弧度为单位)
cscd 以度为单位的参数的余割
acsc 反余割(以弧度为单位)
acscd 反余割(以度为单位)
csch 双曲余割
acsch 反双曲余割
正割
函数名 说明
sec 角的正割(以弧度为单位)
secd 参数的正割,以度为单位
asec 反正割(以弧度为单位)
sech 双曲正割
asech 反双曲正割
余切
函数名 说明
cot 角的余切(以弧度为单位)
cotd 以度为单位的参数的余切
acot 反余切(以弧度为单位)
acotd 反余切(以度为单位)
coth 双曲余切
acoth 反双曲余切
斜边
函数名 说明
hypot 平方和的平方根(斜边)
转换

度/弧度转换

函数名 说明
deg2rad 将角从以度为单位转换为以弧度为单位
rad2deg 将角的单位从弧度转换为度

坐标转换

函数名 说明
cart2pol 将笛卡尔坐标转换为极坐标或柱坐标
cart2sph 将笛卡尔坐标转换为球面坐标
pol2cart 将极坐标或柱坐标转换为笛卡尔坐标
sph2cart 将球面坐标转换为笛卡尔坐标
eul2rotm 将欧拉角转换为旋转矩阵

# 指数和对数

指数、对数、幂和根函数
除了 exp 和 log 等常用函数,Syslab 还提供了其他几个相关函数,可以进行灵活的数值计算。expm1 和 log1p 函数补偿小参数中的数值舍入误差,而 reallog、realpow 和 realsqrt 函数将这些函数的范围限制为实数。nthroot 计算任意次方根,而专用函数 pow2 和 nextpow2 计算 2 的幂。

指数和对数

函数名 说明
exp 指数
expm1 针对较小的 x 值正确计算 exp(x)-1
exponent 标准化浮点数的指数
log 自然对数
log10 常用对数(以 10 为底)
log1p 针对较小的 x 值正确计算 log(1+x)
log2 以 2 为底的对数和浮点数分解
nextpow2 2 的更高次幂的指数
nthroot 实数的第 n 次实根
pow2 浮点数的以 2 为底的幂运算和缩放
reallog 非负实数数组的自然对数
realpow 仅实数输出的数组幂
realsqrt 非负实数数组的平方根
sqrt 平方根
cbrt 立方根

# 复数

实部和虚部、相位角度
在 Syslab 中,im表示基本虚数单位。您可以使用它们来创建复数,例如 2im+5。您还可以确定复数的实部和虚部,并计算相位和角度等其他常用值。

复数

函数名 说明
abs 绝对值和复数的模
abs2 绝对值和复数的模的平方
angle 相位角
complex 创建复数数组
conj_copy 复共轭,拷贝原数组
conj 复共轭
cplxgrid 生成极坐标下的复数网格
cplxmap 可视化复变函数映射的 3D 图形
cplxpair 将复数排序为复共轭对组
im 虚数单位
imag 复数的虚部
isreal 确定数组是否使用复数存储
real 复数的实部
sign Sign 函数(符号函数)
unwrap 平移相位角
cispi 准确计算 exp(X*pi)

# 离散数学

质因数、阶乘、排列、有理分式、最小公倍数、最大公约数
离散数学函数对整数(...、-2、-1、0、1、2、...)执行运算,或以整数返回离散输出。您可以使用这些函数来分解大数、计算阶乘、计算排列组合或求解最大公分母。

离散数学

函数名 说明
factor 质因数
factorial 输入的阶乘
gcd 最大公约数
isprime 确定哪些数组元素为质数
lcm 最小公倍数
nchoosek 二项式系数或所有组合
perms 所有可能的排列
primes 小于等于输入值的质数
prevprime 前一个素数
nextprime 后一个素数
nthprime 第 n 个素数
binomial 二项式系数或所有组合
Rational 有理输出
rationalize 将浮点数 x 近似为具有给定整数类型分量的有理数。 结果将与 x 相差不超过 tol
matchpairs 求解线性分配问题
rat/ratstr 有理输出
rats 有理输出

# 多项式

曲线拟合、根、部分分式展开
多项式是包含非负整数指数的单个变量的方程。

多项式

函数名 说明
detrend 去除多项式趋势
poly 具有指定根的多项式或特征多项式
polyeig 多项式特征值问题
residue 部分分式展开(部分分式分解)
roots 多项式根
polyval 多项式计算
polyvalm 矩阵多项式计算
polyint 多项式积分
polyder 多项式微分
polyreduce 去除多项式前系数为0的无用项
polyfit 多项式曲线拟合

# 特殊函数

Bessel、Legendre、椭圆、误差、gamma 和其他函数
特殊函数是一组在实际应用中经常出现的著名数学函数。

Bessel 函数
函数名 说明
airy Airy 函数
airyai 第一类airy函数
airybi 第二类airy函数
besselh 第三类 Bessel 函数(Hankel 函数)
besseli 第一类修正 Bessel 函数
besselj 第一类 Bessel 函数
besselk 第二类修正 Bessel 函数
bessely 第二类 Bessel 函数
Beta 函数
函数名 说明
beta Beta函数
beta_inc 不完全beta函数
betainc 不完全beta函数
beta_inc_inv beta逆累积分布函数
betaincinv beta逆累积分布函数
logbeta beta函数的对数
betaln beta函数的对数
误差函数
函数名 说明
erf 误差函数
erfc 补余误差函数
erfcinv 逆补余误差函数
erfcx 换算补余误差函数
erfinv 逆误差函数
fresnelc 菲涅尔余弦积分函数
fresnels 菲涅尔正弦积分函数
gamma 函数
函数名 说明
gamma Gamma函数
gamma_inc 不完全gamma函数
gammainc 不完全gamma函数
gamma_inc_inv 逆不完全gamma函数
gammaincinv 逆不完全gamma函数
loggamma gamma函数的对数
gammaln gamma函数的对数
digamma digamma函数
trigamma trigamma函数
polygamma polygamma函数
psi digamma 和 polygamma 函数
椭圆积分
函数名 说明
ellipj Jacobi椭圆积分
ellipke 第一类和第二类完全椭圆积分
Elliptic.E 第二类完全和不完全椭圆积分
Elliptic.F 第一类不完全椭圆积分
Elliptic.K 第一类完全椭圆积分
Elliptic.Pi 第三类完全和不完全椭圆积分
ellipticCE 第二类互补完全椭圆积分
ellipticCK 第一类互补完全椭圆积分
Jacobi 椭圆积分
函数名 说明
Jacobi.cd Jacobi CD 椭圆函数
Jacobi.cn Jacobi CN 椭圆函数
Jacobi.cs Jacobi CS 椭圆函数
Jacobi.dc Jacobi DC 椭圆函数
Jacobi.dn Jacobi DN 椭圆函数
Jacobi.ds Jacobi DS 椭圆函数
Jacobi.nc Jacobi NC 椭圆函数
Jacobi.nd Jacobi ND 椭圆函数
Jacobi.ns Jacobi NS 椭圆函数
Jacobi.sc Jacobi SC 椭圆函数
Jacobi.sd Jacobi SD 椭圆函数
Jacobi.sn Jacobi SN 椭圆函数
Jacobi.am 雅克比振幅函数
其他特殊函数
函数名 说明
expint 指数积分函数
legendre 连带Legendre函数
lambertw 朗博w函数 (又称欧米茄函数)
mcolon 生成从起始值到结束值的线性序列或者向量
heaviside 单位阶跃函数

# 常量和测试矩阵

Pi、非数字、无穷;Hadamard 矩阵、伴随矩阵、帕斯卡矩阵和其他专用矩阵

常量和测试矩阵

函数名 说明
eps 浮点相对精度
Inf 创建所有值均为 Inf 的数组
pi 圆的周长与其直径的比率
NaN 创建所有值均为 NaN 的数组
isfinite 确定哪些数组元素为有限
isinf 确定哪些数组元素为无限值
isnan 确定哪些数组元素为 NaN
compan 伴随矩阵
TestArrays 测试矩阵生成模块
gallery 测试矩阵
hadamard Hadamard 矩阵
hankel Hankel 矩阵
hilb Hilbert 矩阵
invhilb Hilbert 矩阵的逆矩阵
magic 幻方矩阵
pascal 帕斯卡矩阵
rosser 典型对称特征值测试问题
toeplitz 托普利茨矩阵
vander Vandermonde 矩阵
wilkinson Wilkinson 的特征值测试矩阵