AutoCAD 2004中文版实用基础教程

Mathematica 4.2是美国Wolfram Research公司的主打产品，该公司长期从事数学软件的研制与开发，Mathematica软件一经发布便被誉为“不只是一套软件，更是一次划时代的革命”。由此我们也可以看到它的影响力。尤其是在Mathematica 4.2发布之后，Mathematica的界面、扩充性、二次开发都取得了长足的进步。Mathematica对于广大数学爱好者和工程技术人员来说都是一个不可多得的良好选择。

Mathematica功能强大，除了最基本的数学计算外，它还可以绘制图形、产生动画、甚至可以播放声音。用户可以在Mathematica下进行编程，Mathematica的编程环境可以说是最优秀的，用户无需定义变量，只要直接调用一个简单的命令就可以完成复杂的数学运算。另外，用户还可以在Mathematica中编辑文档、打印结果，甚至直接将结果生成网页的形式，就像在Word中一样。

Mathematica 4.2采用了精简、稳定的内核，内核的功能十分强大，但占用空间十分小，完全安装只需要260MB左右的磁盘空间，而且运行时对CPU和内存的要求也不高。如果遇到非常复杂的计算或死循环，用户可以自己中断计算而绝对不会造成死机。

目前，世界各个大学、研究所都在全面推广Mathematica的教学，普通理工科院校都开设了利用Mathematica软件进行数学建模的课程。例如，清华大学、北京航空航天大学、南开大学等，一股利用Mathematica进行数学学习的风潮正在全国兴起。

本书使用的软件版本是Mathematica 4.2，所有的实例都在Mathematica 4.2中运行通过。如果您使用的是以前的版本，那么可能会在显示或运行上出现一些问题，Mathematica 4.2基本上做到了向下兼容，对于基本的函数与命令，Mathematica 4.2几乎没有任何变化，用户可以放心地使用。

对于从未使用过Mathematica的用户，您可以从第一章开始一章一章地阅读，等到对软件有了一定的了解之后，再挑选自己感兴趣的章节阅读。如果您已经使用过以前的版本，则可以先了解一些新版本的特点，然后有针对性地阅读。只要您掌握了Mathematica的使用方法以及一些运行机制，您就可以在很短的时间内掌握本书的全部内容。

Mathematica有许多免费的网上资源，您可以访问http://library.wolfram.com或者http://www.wri.com，进行查询，这里包含几千个Mathematica应用程序包及其说明文件，可以帮您解决许多实际的问题，更重要的是这些资源全部是免费的。您也可以输入您的邮件地址来订阅信息，Wolfram公司会将近期的升级或新增资源信息发送到您的信箱。

本书主要编写工作由刘威、胡莉完成；参与本书资料整理和编写的还有童剑、黄卓、黄浩、王进、赵依、陈文平、赵应丁等人，在此对他们表示感谢；另外，还要感谢为本书的顺利出版付出辛勤劳动的编辑们。

由于时间仓促书中难免会存在疏漏之处，希望广大读者不吝指正。我们的联系方法：xinyuanxuan@263.net或liuwei_forever@sohu.com。

编者

2003年12月

前言
第1章 Mathematica 4.2概述 1
1.1 Mathematica 4.2的安装过程 2
1.2 Mathematica 4.2的工作环境 5
1.2.1 Mathematica 4.2对硬件的需求 5
1.2.2 用户界面 6
1.3 Mathematica 4.2的新功能 10
1.4 Mathematica 4.2的帮助信息 11
1.4.1 学习建议 11
1.4.2 Mathematica 4.2的帮助结构 12
第2章 Mathematica基础知识 14
2.1 Mathematica 4.2的系统结构 14
2.1.1 基本结构 14
2.1.2 在局域网上共享Mathematica 4.2的使用 15
2.2 基本菜单操作 15
2.2.1 File菜单 16
2.2.2 Edit菜单 16
2.2.3 Cell菜单 17
2.2.4 Format菜单 18
2.2.5 Input菜单 20
2.2.6 Kernel菜单 21
2.2.7 Find菜单 22
2.2.8 Window菜单 23
2.2.9 Help菜单 23
2.2.10 右键菜单 23
2.3 特殊字符和表达式的创建 24
2.3.1 特殊字符的输入 24
2.3.2 特殊表达式的创建 26
2.3.3 建立自己的面板 27
2.4 系统参数设置 28
2.4.1 Option Inspector简介 29
2.4.2 环境参数设置 30
2.5 单元和表的使用 31
2.5.1 单元的格式与样式 31
2.5.2 单元的操作 33
2.5.3 表的使用 34
2.6 Mathematica 4.2的基本数据类型 41
2.6.1 整数运算 42
2.6.2 有理数和实数 47
2.6.3 复数运算 49
2.6.4 表达式 51
2.6.5 字符型 56
2.6.6 内部常数 60
2.6.7 常用的固定符号 63
2.7 变量 66
2.7.1 变量的命名规则 66
2.7.2 变量的赋值 67
2.7.3 变量的替换 69
2.7.4 函数的简单定义 71
2.8 关系运算和逻辑运算 73
2.8.1 关系运算 73
2.8.2 逻辑运算 75
2.9 四种括号的使用 77
2.10 输入与输出控制 79
2.10.1 不显示计算结果 79
2.10.2 中断运算 80
2.10.3 输出长度的控制 81
第3章 基本代数运算 83
3.1 数值计算 83
3.1.1 取舍运算 83
3.1.2 正负号运算 85
3.1.3 随机数运算 86
3.1.4 初等函数运算 90
3.1.5 方程式的数值求解 94
3.1.6 数值积分 97
3.1.7 函数的极值 98
3.2 化简运算 100
3.2.1 简单化简—Simplify函数的使用 100
3.2.2 复杂化简—FullSimplify函数的使用 103
3.3 多项式和分式的运算 104
3.3.1 多项式的四则运算 104
3.3.2 多项式的其他代数运算 106
3.3.3 改变多项式的形式 108
3.3.4 分式运算 112
3.4 表达式的转换 114
3.4.1 表达式结构函数的使用 115
3.4.2 三角函数与双曲函数的运算 117
3.4.3 复数、乘方与函数的展开运算 119
第4章 函数运算 122
4.1 函数的定义 122
4.1.1 立即定义与延迟定义 122
4.1.2 自变量的形式 125
4.1.3 定义递归函数 127
4.1.4 定义分段函数（一） 131
4.1.5 定义分段函数（二） 134
4.1.6 完善函数的定义 136
4.2 函数的使用 140
4.2.1 使用自变量的默认值 140
4.2.2 函数文件的建立与使用 143
4.3 曲线的拟和与插值 144
4.3.1 一般的曲线拟和 145
4.3.2 特殊的曲线拟和 151
4.3.3 多项式的插值 152
4.3.4 近似函数与插值 155
4.4 纯函数 160
4.5 内部函数的修改 162
第5章 方程（组）的求解 165
5.1 单个等式方程的求解 165
5.1.1 单个多项式方程的求解 165
5.1.2 分式方程 169
5.1.3 函数方程式的解——反函数 170
5.1.4 特殊方程的求解（一） 172
5.1.5 特殊方程的求解（二） 175
5.2 等式方程组的求解 180
5.2.1 求解简介 180
5.2.2 线性方程组的求解 183
5.2.3 方程组的处理 185
5.3 解的形式 188
5.4 其他方程式的求解 190
5.4.1 恒等式 190
5.4.2 不等式 191
5.5 方程外部函数库的简单使用 195
5.5.1 RSolve函数库 195
5.5.2 RootIsolation函数库 197
5.5.3 InterpolateRoot函数库 197
5.6 牛顿迭代法 198
第6章 Mathematica 4.2的线性代数运算 203
6.1 基本概念 203
6.1.1 表的各种形式 203
6.1.2 矩阵的建立 205
6.1.3 向量运算 206
6.1.4 行列式 208
6.2 矩阵 209
6.2.1 几种特殊矩阵的建立 209
6.2.2 基本的矩阵运算 210
6.2.3 逆矩阵 214
6.2.4 特征值与特征向量的计算 218
6.2.5 矩阵的秩 220
6.2.6 矩阵的分解 221
6.3 矩阵外部函数库的使用 226
6.3.1 MatrixManipulation函数库 226
6.3.2 Cholesky函数库 229
6.4 线性方程组与线性规划 230
6.4.1 线性方程组 230
6.4.2 线性规划 233
第7章 Mathematica 4.2的微积分运算 236
7.1 极限 236
7.2 微分运算 239
7.2.1 微分 239
7.2.2 全微分 242
7.2.3 隐函数与参数函数的微分 246
7.2.4 微分外部函数库的使用 248
7.2.5 微分的应用——极值问题 252
7.3 积分 259
7.3.1 不定积分 259
7.3.2 定积分 263
7.3.3 数值积分 266
7.3.4 多重积分 271
7.3.5 定积分应用 272
7.4 数列与级数 274
7.4.1 数列的基本运算——求和与求积 275
7.4.2 幂级数的收敛性 280
7.4.3 幂级数的展开 280
7.4.4 幂级数的合成与反演 284
7.4.5 幂级数方程的求解 287
7.5 各种变换 287
7.5.1 拉普拉氏变换及其反变换 288
7.5.2 傅立叶变换 291
7.5.3 Z变换 294
第8章 Mathematica 4.2的微分方程运算 296
8.1 一阶常微分方程式 296
8.1.1 微分方程的分类 296
8.1.2 一阶常微分方程式的求解 297
8.1.3 几种常见的一阶微分方程 300
8.1.4 一阶微分方程在几何中的应用 304
8.2 高阶微分方程与偏微分方程 306
8.2.1 高阶微分方程的一般解法 306
8.2.2 常数的确定 308
8.2.3 特殊的高阶微分方程 309
8.2.4 偏微分方程 310
8.3 微分方程的数值解 312
8.4 微分方程组的求解 317
第9章 Mathematica 4.2的图形与声音 321
9.1 二维绘图命令 321
9.1.1 基本的二维图形 321
9.1.2 图形的一般处理 324
9.1.3 绘图的样式PlotStyle 328
9.1.4 图形的重绘与组合 330
9.1.5 二维离散点图形 333
9.1.6 二维参数绘图 335
9.1.7 等高线图 339
9.1.8 密度图 344
9.1.9 二维图形元素的绘制 346
9.1.10 二维坐标变换 350
9.2 三维绘图 353
9.2.1 三维图形的绘制 353
9.2.2 三维图形的参数设置 356
9.2.3 三维参数绘图 361
9.2.4 三维图形元素 363
9.3 绘图函数库的使用 368
9.3.1 Graphics函数库 369
9.3.2 FilledPlot函数库 374
9.3.3 ImplicitPlot函数库 375
9.3.4 PlotField函数库与PlotField3D函数库 378
9.3.5 InequalityGraphics函数库 381
9.3.6 Graphics3D函数库 383
9.3.7 ContourPlot3D函数库 386
9.3.8 其他函数库简介 388
9.4 动画 390
9.5 声音 391
第10章 Mathematica 4.2的文件操作 393
10.1 基本的文件操作 393
10.1.1 整体文件的保存 393
10.1.2 基本的文件输入输出命令 394
10.1.3 数据的加载 397
10.1.4 格式化输入输出 398
10.2 建立自己的外部函数库文件 400
10.3 图形与声音的输出 402
第11章 Mathematica 4.2编程 405
11.1 变量的作用范围 405
11.2 循环语句 408
11.2.1 基本的循环语句 408
11.2.2 循环函数 411
11.3 变量值的输入 413
11.4 程序的调试 414
附录A Mathematica 4.2常用内部函数列表 417
附录B 快捷键列表 431
附录C 网络资源 433本书由浅入深、循序渐进地介绍了AutoCAD2004 的基本功能、使用方法和绘图技巧。本书共分13章，分别介绍了AutoCAD 2004 的功能、工作界面和基本操作，基本绘图、编辑命令、精确绘图和图形显示控制方法，图层的创建与使用，高级绘图与编辑命令，文本标注与尺寸标注，块、外部参照及设计中心的使用，实体模型、曲面模型的创建与渲染以及图形输出方法。
本书结构合理、层次清晰、语言简明通俗、内容丰富、具有很强的实用性，可作为高等院校相关专业的教材，也适合作为初、中级用户的培训教材，还可作为工程技术人员的自学参考书。

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