هل تستطيع كتابة المعادلات في الماتلاب؟ هذه المهمة تعتبر من العمليات الرئيسية التي يجب على كل طالب هندسة برمجيات تعلمها، والتي من خلالها تستطيع تقديم الخدمات المختلفة التي تتعلق بتحليل البيانات تبعًا لقواعد التفاضل والتكامل التي تحتاج وقتًا طويلًا ومجهودًا كبيرًا عند الشروع في القيام بها بالطرق التقليدية.
كتابة المعادلات في الماتلاب
يمكنك تحميل برنامج ماتلاب على جهاز الحاسب الآلي الخاص بك وتشغيله مع نظام ويندوز الخاص بك، لتبدأ بعدها في كتابة ورسم المعادلات الجبرية، التكاملية، الإحداثيات، وأيضًا المصفوفات بسهولة ويسر وخلال وقت قصير من الاستخدام.
تستطيع تشغيل البرنامج بسهولة من خلال نافذة التشغيل المخصصة، وبسهولة تستطيع كتابة المعادلات في الماتلاب لتجد واجهة ماتلاب أمامك مباشرة والتي تنقسم إلى ثلاثة جوانب أو مناطق تمثل ثلاثة نوافذ هي كالتالي:
- نافذة الأوامر Command Window: والتي عن طريقها تستطيع التحكم في ماتلاب من خلال مجموعة مدخلات على هيئة أوامر تظهر مباشرة على شكل <<، يمكن اختصارها في أيقونة معينة تبقى على سطح المكتب.
- نافذة منطقة العمل Workspace: تلك النافذة شديدة الأهمية في تنفيذ وحساب المعادلات، فهي تقوم بعرض المتغيرات بجميع قيمها Value، أسمائها Name، أحجامها Size، وأيضًا أنواعها Class.
وتعمل كذاكرة مؤقتة تقوم بعرض وتحرير البيانات والمتغيرات وقتما تشاء لتحقيق النتائج المرغوبة.
- نافذة تاريخ الأوامر Command History: وهنا يتم تسجيل جميع المتغيرات والمدخلات بالتوقيت المحدد الذي تم إدخالها إلى الجهاز فيه، مع ضمان استرجاع هذه المعلومات لتنفيذها مرة أخرى وقتما تشاء.
يتعامل ماتلاب مع جميع المتغيرات الرمزية والعددية والحرفية على أنها مصفوفات بسيطة، ولهذا السبب اشتق اسمه المميز Matrix Laboratory.
حل المعادلات التفاضلية باستخدام الماتلاب
كتابة المعادلات في الماتلاب هامة للغاية كما تعتبر المعادلات التفاضلية من العمليات شديدة الأهمية في تحديد وتفسير الظواهر الطبيعية مثل: سرعة الضوء والصوت، فهي عبارة عن معادلة بسيطة يعبر فيها عن الدالة بمتغير واحد فقط، ويمكن أن تكون هذه المعادلة تفاضلية جزئية إذا كانت هذا المتغير دالة واحدة ولكنها بعدة متغيرات جزئية مطلوب إيجاد قيم جميعها.
يشمل هذا النوع من المعادلات عدة أشكال حسب الرتبة و الدرجة التي يحددها المتغير نفسه، وباستخدام برنامج ماتلاب يمكنك إيجاد الحلول لتحقيق الشرط الابتدائي المعطى في المعادلة.
اقرأ أيضاً: “ما هو الماتلاب“
تطبيقات واستخدامات الماتلاب في حل المسائل والنظريات
يستخدم تطبيق الماتلاب في إنجاز العديد من المهام الرقمية بشكل سريع، لذا اليكم أهم 8 تطبيقات هامة تعتمد على الماتلاب:
- تصميم تطبيقات صعود الفضاء وأيضًا تطبيقات الدفاع الجوي في الإطارات القيادية والسياسية والتي تعرف ب Aerospace & Defense Applications With Matlab.
- تصميم تطبيقات ووسائل الاتصال عالية الكفاءة والتي تعرف ب Communication Application Using Matlab.
- تطبيقات صناعة السيارات التي تتبع الحسابات الديناميكية الميكانيكية في الصنع والتي تعرف ب Automotive Applications Using Matlab.
- التطبيقات الخاصة بتقنية الرادار والتي تعرف ب Radar Applications Using Matlab.
- تطبيقات تقنية الإشارة بأنواعها المختلفة والتي تعرف ب Signal Applications Using Matlab.
- تطبيقات النظريات والمعادلات الرياضية التقريبية التي تعرف ب Numerical Applications Using Matlab.
- إجراء العمليات الحسابية ذات الخطوات البسيطة مثل: الجمع، الطرح، القسمة، وأيضًا الضرب.
- حساب المعادلات ذات المتغيرات المختلفة، فهي تتعامل مع هذه المتغيرات المدخلة مثلما تتعامل لغة البرمجة ++C (C_(programming_langua).
العمليات على المصفوفات في الماتلاب
أثناء كتابة المعادلات في الماتلاب يلجأ البرنامج ذاته إلى التعامل مع البيانات المدخلة على أنها مصفوفات مدونة من عدد من الأعمدة والصفوف الأفقية التي تكتب بصورة مرتبة.
تأخذ المصفوفات في الماتلاب شكلين أو تتألف من نوعين هما:
- المصفوفات الرقمية.
- المصفوفات الحرفية.
بالإضافة إلى ثلاثة مصفوفات خاصة هي: مصفوفة محايدة، مصفوفة صفرية، وأيضًا مصفوفة واحدية.
تشمل العمليات الأساسية على المصفوفات النقاط التالية:
- الجمع:
a = [2 7] + [5 2]
a = [7 9]
- الطرح:
a= [5 7] – [1 1]
a= [4 6]
- القسمة:
a= [6 4] /2
a= [3 2]
- الضرب:
a= [2 3] *3
a= [6 9]
بالإضافة إلى عدد من العمليات المنطقية التي تطبق على المصفوفات عند كتابة المعادلات في الماتلاب مثل:
- العملية True والتي تأخذ الرمز 1.
- العملية AND والتي تأخذ الرمز &.
- العملية OR والتي تأخذ الرمز |.
- العملية NOT والتي تأخذ الرمز ~.
- العملية FALSE والتي تأخذ الرمز 0.
اقرأ أيضاً: “الماتلاب كآلة حاسبة”
استخدام الأوامر العامة في الماتلاب
هناك مجموعة من الأوامر التي يجب عليك فهم طبيعتها عند كتابة المعادلات في الماتلاب، والتي منها ما يلي:
- الأمر clear: وهو يختص بإزالة المتغيرات المختلفة المكتوبة سابقًا عن الذاكرة.
- الأمر help: لطلب المساعدة في الكتابة.
- الأمر clc: يستخدم بمسح ذاكرة الأوامر السابقة Window Command.
- الأمر quit: يستخدم لإيقاف برنامج الماتلاب تمامًا.
- الأمر who: يستخدم لإعطاء الأوامر الحالية في صورة قائمة.
- الأمر date: يخبرك بالتاريخ الحالي.
- الأمر delete: يستخدم في مسح الامتدادت المحددة.
- الأمر load: يمكنك من خلاله تحميل الأوامر والمتغيرات.
- الأمر pwd: يحدد مكان مسار العمل Current Directory.
- الأمر what: يستخدم في تحديد أسماء المتغيرات أو الملفات المحددة في Current Directory.
- الأمر type: يتم من خلاله عرض محتويات الملفات.
- الأمر exist: يمكنك التعرف من خلاله إذا كان الملف موجود أم لا، عن طريق نتيجتين هما 0 أو 1.
كيف اكتب الجذر التربيعي في ماتلاب؟
من خلال زر sqrt6 تستطيع إدخال الجذر التربيعي لأي رقم تحدده، كما تستطيع كتابة المعادلات في الماتلاب بطريقة سهلة.
وفي الختام، تحتاج كتابة المعادلات في الماتلاب إلى خبرة كافية لكي تتمكن من الحصول على نتائج دقيقة خالية من الأخطاء، لأن البرمجة دائمًا ما تحتاج إلى التفكير المنطقي الذي يقودك إلى إدخال البيانات وإعطاء أوامر متوقعة النتائج للجهاز.