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MATLAB多项式求导指南:polyder函数高效计算导数

数学中导数表示函数对变量的变化率。简单说,它告诉我们函数在任意点如何变化。导数是微积分基础,广泛用于物理、工程、经济建模变化与运动。

例:函数描述汽车随时间位置,其导数即速度(位置变化率)。

多项式导数

多项式是变量不同幂次与系数组合的表达式。如P(x) = 3x² + 2x + 5是二次多项式。

多项式求导规则:每项系数乘指数,指数减1,对各项重复。

例:P(x) = 3x³ + 4x² + 2x + 1

结果:P'(x) = 9x² + 8x + 2

MATLAB求导

MATLAB用系数向量(按幂次降序)表示多项式,提供polyder函数求导。

语法

k = polyder(p)
k = polyder(a,b)
[q,d] = polyder(a,b)

语法说明

示例1:polyder(p)求导

P(x) = 4x³ + 3x² + 2x + 1 → 向量p = [4 3 2 1]

k = polyder(p)

输出:k = [12 6 2] → k(x) = 12x² + 6x + 2

示例2:另一多项式求导

p(x) = 5x⁴ - 2x³ + 7x² - 3x + 8 → p = [5 -2 7 -3 8]

k = polyder(p)

输出:k = [20 -6 14 -3] → k(x) = 20x³ - 6x² + 14x - 3

示例3:两多项式乘积导数 polyder(a,b)

a(x) = 2x² + 3x + 1, b(x) = 4x + 5

a = [2 3 1]; b = [4 5];
k = polyder(a, b)

输出:k = [24 44 19] → k(x) = 24x² + 44x + 19

示例4:两多项式乘积导数

a(x) = 3x³ + 2x² + x + 4, b(x) = x² - 5x + 6

a = [3 2 1 4]; b = [1 -5 6];
k = polyder(a, b)

输出:k = [15 -52 27 22 -14] → k(x) = 15x⁴ - 52x³ + 27x² + 22x - 14

示例5:两多项式商导数 [q,d] = polyder(a,b)

a(x) = 4x² + 3x + 2, b(x) = x² - 2x + 1

a = [4 3 2]; b = [1 -2 1];
[q,d] = polyder(a,b)

输出:q = [-11 4 7], d = [1 -4 6 -4 1]

MATLAB

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