ＭＡＴＬＡＢ应用与数学欣赏

 

概 述:MATLAB 具有弱小的计算功用和绘图功用,熟练运用 MATLAB 已成为大学生、硕士生、

 

博士生必需把握 的基本技艺。经过 MATLAB 绘图、计算和数学建模综合运用等为学习者翻
开了一扇看法和欣赏数学的窗口,以便构成迷信的数学观,使之成为真正的数学活动的参与
者。
　　中心词汇:MATLAB;绘图;计算;数学建模;欣赏
　　
　　　　
　　随着计算机技术的不时开展,借助计算机数学软件,人们对数学的学习方式和看法水平
也发作了基本性的变化。在学习方式上,

“

数学的学习曾经超出了以往仅仅依托纸和笔的 手

”

工操作 形式,

“

”

正在野不时依托现代科技手腕和信息渠道的 人机互动 形式开展;在看法层

面上,数学也不再仅仅是为某些专业效劳的工具性学科,而是一门有着丰厚内容和思想体系
的文明性、技术性学科。在大学教育阶段,数学教育承当了数学文明的传达和数学技艺的培

 

育双重担务。能否具有一定的数学素养并把握 相关的数学技艺曾经成为当代大学生,尤其
是理工科大学生必备的基本素质。由于 MATLAB 的弱小功用,在美国大学中,MATLAB 言语
遭到了教授与学生的欢迎和注重。由于它将运用者从繁重重复的计算中束缚出来,把更多
的精神投入到对数学的基本含义的了解上,因此它已逐渐成为许多大学生和研讨生课程中
的规范和重要的工具。所以,在国外的高校,熟练运用 MATLAB 已成为大学生、硕士生、博士

 

生必需把握 的基本技艺;在设计研讨单位和工业部门,MATLAB 曾经成为研讨必备软件和
规范软件[1]。而且,MATLAB 具有出色的数据可视化和图像处置功用,以及弱小的计算功用
[2-4]。借助 MATLAB 的运用,为学习者翻开了一扇看法和欣赏数学的窗口,使对数学的欣赏
得以向群众普及,这对数学文明的传达具有重要的意义。
　　1、MATLAB 绘图与数学欣赏
　　MATLAB 具有出色的数据可视化和图像处置功用,简直可以满足普通实践工程和迷信
计算中一切图形图像的需求。学习者可以依据需求选择直角坐标、极坐标、柱坐标和球坐标
等坐标系绘制平面曲线、空间曲线、空间曲面的外表图和网面图,还可以绘制直方图、向量
图、柱状图等。此外,MATLAB 还可以对图形停止标注、添色、变换视角等的加工和颜色控制、
局部视图及动画等的操作以实真实在的表达各种理想的图外形状。经过 MATLAB 绘图可
以化数学笼统为数学直观,化数学的理性艺术为理性的审美艺术,使数学活动变成实真实在
的审美活动,从而普及群众对数学的了解,构成良好的迷信数学观。
　　1.1 MATLAB

“ ” “ ”

绘图架起了 数 与 形 沟通的桥梁

 

“ ” “ ”

　　数学的欣赏价值在于其将繁复、谐和、对称和奇异 等美学元素集中体如今 数 与 形
的完美结合之中,

“

”

数学是 数形结合 的完美模范。

　　例 1

 

欣赏方程 所表示的数学图形。

　　MATLAB 绘图命令如下:
　　clear
　　theta=0:pi/20:2*pi; phi=-pi/2:pi/20:pi/2;
　　[t,p]=meshgrid(theta,phi); rho=t.^0;
　　[x,y,z]=sph2cart(t,p,rho)
　　surf(x,y,z);grid on
　　结果如图 1 所示,方程所表示的是最为完美的单位球面。