Оглавление Введение 10 
 Особенности системы Mathematica 11 
 О книге "Mathematica для студента" 12 
 Компьютерная математика в науке и образовании 13 
 Для кого эта книга? 14 
 Глава 1. Интерфейс системы Mathematica 16 
 1.1. Интерфейс системы и его изучение 16 
 1.2. Главное меню системы 17 
 1.2.1. Меню File 18 
 1.2.2. Меню Edit 21 
 1.2.3. Меню Cell 22 
 1.2.4. Меню Format 25 
 1.2.5. Меню Input 26 
 1.2.6. Меню Kernel 28 
 1.2.7. Меню Find 30 
 1.2.8. Меню Window 31 
 1.2.9. Меню Help 31 
 Работа с электронной книгой 32 
 Глава 2. Основы работы с системой Mathematica в режиме вычислений 34 
 2.1. Арифметические операторы, функции, константы 34 
 2.1.1. Арифметические операторы 35 
 2.1.2. Арифметические функции 35 
 Функции выполнения арифметических операций 35 
 Определение делителей целых чисел и наименьшего общего кратного 36 
 Приведение вещественных чисел к ближайшим целым 37 
 Вычисление факториалов 37 
 Получение простых чисел 38 
 2.1.3. Именованные константы 39 
 2.1.4. Укороченная форма представления арифметических операций 41 
 2.2. Типы данных 42 
 2.2.1. Арифметические операции с целыми и рациональными числами 42 
 2.2.2. Арифметические операции с вещественными числами 44 
 2.2.3. Арифметические операции с комплексными числами 45 
 2.2.4. Переменные 47 
 2.3. Выражения, их преобразования и вычисления 50 
 2.3.1. Функции, операторы и символы вычисления выражений 50 
 2.3.2. Подстановки 52 
 2.3.3. Преобразование выражений 55 
 Функция Simplify 55 
 Функция FullSimplify 56 
 Функции Expand 58 
 Функция Collect 60 
 Функции Factor 61 
 Функции преобразования тригонометрических выражений 63 
 2.3.4. Примеры на преобразование выражений 64 
 2.3.5. Повышение точности вычислений 67 
 Глава 3. Визуализация вычислений 70 
 3.1. Двумерная графика 71 
 3.1.1. Графическая функция Plot 71 
 Определение области изоляции корня 72 
 Проверка достоверности решения задачи 74 
 Опции функции Plot 75 
 3.1.2. Построение точечного графика 81 
 3.1.3. Выбор стиля графика 86 
 Опция PlotStyle 86 
 3.1.4. Обозначение кривых на графике множества функций 90 
 3.1.5. Графики специальных типов 92 
 Построение графиков в логарифмическом масштабе 92 
 Построение графиков в полярной системе координат 94 
 Построение графиков в виде гистограмм 96 
 3.2. Трехмерная графика 101 
 3.2.1. Создание контурных графиков 102 
 3.2.2. Построение графиков поверхностей 102 
 3.2.3. Построение фигур 104 
 Глава 4. Специальные вычисления 107 
 4.1. Вычисление сумм 107 
 4.1.1. Вычисление сумм в аналитическом виде 107 
 4.1.2. Вычисление сумм в численном виде 110 
 4.1.3. Использование символа суммирования  111 
 4.1.4. Примеры вычисления сумм 112 
 4.2. Вычисление произведений 114 
 4.2.1. Вычисление произведений в аналитическом виде 115 
 4.2.2. Вычисление произведений в численном виде 116 
 4.2.3. Использование символа произведения ? 117 
 4.2.4. Примеры вычисления произведений 118 
 4.3. Табулирование функции 119 
 4.4. Вычисление пределов 124 
 4.4.1. Технология вычисления пределов системой Mathematica 124 
 4.4.2. Примеры вычисления пределов 128 
 4.5. Разложение функции в степенной ряд 129 
 4.5.1. Технология разложения функции в ряд Тейлора в системе Mathematica 129 
 4.5.2. Погрешности степенных рядов Тейлора 134 
 Случай 1 
 . Ряд знакопеременный, члены ряда быстро убывают, х < 1 134 
 Случай 2. Ряд знакопеременный, х > 1 135 
 Случай 3. Ряд не знакопеременный 135 
 4.5.3. Компьютерные технологии оценки погрешностей рядов 135 
 Способ 1. Табулирование функций 135 
 Способ 2. Визуализация решения 136 
 Способ 3. Вычисление погрешностей 137 
 4.6. Вычисление производных 138 
 Глава 5. Представление данных. Создание векторов и матриц 142 
 5.1. Типы данных 142 
 5.1.1. Вещественные числа 144 
 5.1.2. Комплексные числа 146 
 5.1.3. Символьные переменные 146 
 5.1.4. Списки и массивы 146 
 5.2. Представление и образование векторов и матриц 147 
 5.2.1. Генерация векторов и матриц с помощью функции Range 148 
 5.2.2. Генерация векторов и матриц с помощью функций Table 149 
 5.2.3. Выделение и вывод элементов вектора и матрицы 150 
 Использование двойных квадратных скобок 150 
 Выделение элементов вектора и матрицы с помощью функции Part 151 
 5.3. Работа со списками. Создание векторов и матриц 154 
 5.3.1. Выявление структуры вектора или матрицы 154 
 5.3.2. Преобразование и создание векторов и матриц 156 
 5.3.3. Комбинирование векторов и матриц 159 
 5.3.4. Создание векторов и матриц 160 
 5.4. Математические операции над векторами и матрицами 162 
 5.4.1. Арифметические операции 162 
 5.4.2. Матричное умножение 162 
 5.4.3. Математические операции с векторами и матрицами 163 
 Глава 6. Математические функции 166 
 6.1. Элементарные математические функции 166 
 6.1.1. Непосредственное вычисление функции 167 
 6.1.2. Присвоение аргументу численного значения 168 
 6.2. Специальные математические функции 168 
 6.2.1. Ортогональные полиномы 168 
 6.2.2. Интегральные показательные функции 172 
 6.2.3. Гамма-функция 174 
 6.2.4. Функции Бесселя 179 
 6.2.5. Функции Эйри 182 
 6.2.6. Бета-функция (эйлеров интеграл первого рода) 185 
 6.2.7. Функции статистических распределений и функции ошибок 187 
 6.2.8. Функции генерации случайных чисел 191 
 6.2.9. Эллиптические интегралы и функции 194 
 6.2.10. Специальные числа и полиномы 197 
 6.3. Интегральные преобразования 198 
 6.3.1. Преобразование Лапласа 198 
 6.3.2. Z-преобразование 203 
 6.3.3. Преобразование Фурье 204 
 Глава 7. Решение оптимизационных задач 207 
 7.1. Поиск минимального и максимального числа в перечне чисел 207 
 7.2. Классический метод определения экстремума аналитической функции 210 
 7.2.1. Определение координат точек перегиба 213 
 7.3. Поиск локального минимума аналитической функции с помощью встроенных функций системы Mathematica 215 
 7.4. Отыскание глобального максимума (минимума) аналитической функции 220 
 7.4.1. Математическая формулировка задачи 222 
 7.5. Примеры на решение оптимизационных задач 226 
 Глава 8. Решение алгебраических и трансцендентных уравнений 229 
 8.1. Решение уравнений в аналитическом виде 229 
 8.1.1. Функция Solve 229 
 8.1.2. Функция Roots 233 
 8.2. Численные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений 237 
 8.2.1. Функция NSolve 237 
 8.2.2. Функция NRoots 239 
 8.2.3. Функция FindRoot 240 
 8.3. Интервальные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений 242 
 8.4. Определение корней уравнений с применением интерполяции 245 
 8.5. Проверка достоверности решения уравнений 247 
 Глава 9. Решение систем уравнений в среде Mathematica 252 
 9.1. Методы и алгоритмы решения систем алгебраических уравнений 252 
 9.1.1. Решение систем линейных алгебраических уравнений 252 
 Аналитические методы 253 
 Методы итераций 254 
 Алгоритмы метода итерации 256 
 Сравнительная оценка точных и итерационных методов 257 
 9.1.2. Решение систем нелинейных алгебраических уравнений 258 
 Определение начальных приближений 258 
 Графический способ 258 
 Табличный способ 259 
 Метод Ньютона 259 
 Итерационные методы 259 
 Признак окончания итераций 260 
 9.2. Компьютерные технологии решения уравнений в системе Mathematica 260 
 9.2.1. Функция Solve[F,X] 260 
 Решение систем линейных алгебраических уравнений 261 
 Решение систем нелинейных уравнений в символьном виде 265 
 9.2.2. Функция Solve[F,X,Y] 266 
 9.2.3. Функция NSolve[F,X] 268 
 9.2.4. Опции функции Solve 269 
 9.2.5. Функция FindRoot[F, {X, x0}] 270 
 9.2.6. Функция Eliminate[F,x] 272 
 9.2.7. Матричные методы решения систем линейных уравнений 274 
 9.2.8. Особые случаи решения систем уравнений 277 
 9.3. Примеры для самостоятельного решения систем уравнений 279 
 9.3.1. Варианты систем линейных алгебраических уравнений 279 
 9.3.2. Варианты систем нелинейных алгебраических уравнений 279 
 Глава 10. Решение дифференциальных уравнений 284 
 10.1. Методические замечания 284 
 10.2. Решение дифференциальных уравнений в среде Mathematica 284 
 10.2.1. Аналитические методы 285 
 Частное решение дифференциального уравнения 286 
 Решение систем дифференциальных уравнений в аналитическом виде 288 
 Опции функции DSolve 292 
 10.2.2. Численные методы решения дифференциальных уравнений 292 
 Функция NDSolve[f, y[x], {x, xmin, xmax}] 292 
 Глава 11. Компьютерные технологии вычисления интегралов 304 
 11.1. Аналитические методы вычисления интегралов 304 
 11.2. Численные методы вычисления интегралов 307 
 11.3. Технология вычисления интегралов численными методами 308 
 11.4. Использование символа интеграла (?) 309 
 11.5. Вычисление кратных интегралов 309 
 11.6. Вычисление несобственных интегралов 311 
 11.7. Табличное интегрирование 312 
 11.8. Проверка правильности вычисления интеграла 317 
 11.8.1. Вычисление производной первообразной функции 317 
 11.8.2. Применение различных методов интегрирования 319 
 11.8.3. Сравнение результатов интегрирования различными системами символьной математики 320 
 11.8.4. Особенности вычисления интегралов в системе Mathematica 321 
 Глава 12. Компьютерные технологии решения задач интерполяции 323 
 12.1. Виды и этапы компьютерных технологий интерполяции 323 
 12.1.1. Выбор вида функции интерполяции 325 
 Способ 1. Графоаналитический 326 
 Способ 2. Линеаризация нелинейных функций 327 
 Способ 3. Анализ табличных разностей 328 
 Способ 4 
 . Использование специальных программ автоматизации интерполяции 329 
 12.1.2. Определение коэффициентов функции интерполяции 329 
 12.1.3. Определение адекватности функции интерполяции 329 
 12.2. Компьютерные технологии интерполяции в среде Mathematica 330 
 12.2.1. Интерполяция, точная в узлах 330 
 Универсальный метод 330 
 Проверка достоверности решения задачи интерполяции 332 
 Функция InterpolatingPolynomial 335 
 Функция Interpolation[data] 338 
 12.2.2. Интерполяция нелинейными функциями 339 
 Способ 1. Решение системы нелинейных уравнений 339 
 Способ 2. Линеаризация нелинейной функции 341 
 12.3. Интерполяция, приближенная в узлах 343 
 12.4. Паде-аппроксимация 348 
 12.5. Функции аппроксимации в пакетах расширения 350 
 12.5.1. Линейная аппроксимация 350 
 12.5.2. Нелинейная аппроксимация 352 
 12.5.3. Полиномиальная аппроксимация 353 
 12.5.4. Сплайн-интерполяция 355 
 12.6. Многопараметрическая интерполяция 357 
 Литература 360 
 Предметный указатель 362 
 10 Оглавление 9 Оглавление