Bilim.techО проекте

Математическая лаборатория

Как выглядит твоя формула и что скрывают твои замеры? Пиши функции, двигай параметры, вставляй данные из Excel: график, нули, вершины и подобранная кривая появятся сразу.

01 Что это такое

Пишешь формулу или вставляешь замеры, лаборатория рисует график и показывает, что на нем важно.

Это графический стол для любых функций и своих данных. Нули, вершины, асимптоты и точки пересечения отмечаются на графике сами. Буквы a, b, c, k превращаются в ползунки: двигай их и смотри, за что отвечает каждый параметр. Замеры из Excel ложатся точками, а метод наименьших квадратов подбирает к ним формулу и дает прогноз.

1. формула2. график3. признакиxyy = x² − 4x + 3нули: x = 1 и x = 3минимум (2; −1)(0; 3) на оси y
Формулу пишешь сам. Признаки лаборатория находит и подписывает: кружки на оси x, вершину, пересечение с осью y.
f
Формула. Правило, по которому из x получается y. Пишется почти как в тетради: x^2 − 3x, 2sin x, √(x + 1).
∿
График. Все точки (x; y), где y посчитан по формуле. По нему сразу видно, где функция растет, падает или обрывается.
•
Признаки. Нули, вершины, асимптоты, точки пересечения. Лаборатория ищет их численно и показывает с точностью до сотых.
02 Опыт
Пиши формулы, двигай параметры, вставляй замеры. ЛАБОРАТОРИЯ
ГРАФИЧЕСКИЙ СТОЛ

Формулы, точки и признаки на одном поле

Лаб.
ПРИМЕРЫ
Нули на экране
Вершины на экране
Заданий решено

Свои данные

ГОТОВЫЕ НАБОРЫ
№xyУдалить

Подобрать кривую

Прогноз по кривой

Задания

Журнал

хранится в этом браузере

    ⓘ Признаки ищутся численно на видимой части графика, поэтому за краем экрана могут быть еще нули и вершины. Журнал и решенные задания хранятся только в этом браузере.

    03 Как пользоваться

    Как записать формулу и вставить данные

    Под полем ввода лаборатория показывает, как она поняла формулу. Если что-то не так, там же будет написано, в каком месте ошибка.

    ЧтоКак писатьПример
    Степеньx^2, x², 2^xx^3 − 3x
    Умножениезнак можно не писать2x, 3sin x, (x + 1)(x − 1)
    Дробьзнак / и скобки1/(x + 1)
    Корень и модульsqrt или √, abs или |…|√(x + 4), |x − 2|
    Функцииsin cos tg ctg arcsin arccos arctg exp ln lgsin(2x), e^(−x), ln x
    Числадесятичная запятая или точка, π и e2,5x, 0.5x, 2π
    Параметрыбуквы a, b, c, k станут ползункамиa·sin(bx), kx + b
    Данные из Excelвыдели два столбца, скопируй, вставь в поле «Вставить из Excel»первая строка с названиями пропустится
    Кривая по точкамподбирается сама, как только точек две и больше; кнопками можно выбрать другой видкнопка «сама» возвращает автоматический выбор
    04 Где это пригодится

    Везде, где есть формула или таблица замеров

    Как устроена лаборатория+

    Разбор формулы. Текст формулы разбивается на числа, буквы, знаки и скобки, а потом собирается в дерево по правилам старшинства: сначала степень, потом умножение и деление, потом сложение. Степень считается справа налево: 2^3^2 = 2^9 = 512. Минус перед степенью относится ко всей степени: −x^2 = −(x²). Формула не выполняется как программа, поэтому в поле нельзя написать ничего опасного.

    Признаки графика. Функция считается в 900 точках видимой части. Где знак меняется, ноль уточняется делением отрезка пополам до 13-14 знаков. Вершины уточняются методом золотого сечения. Скачок отличается от крутого подъема так: отрезок делится пополам, и если перепад не уменьшается, это разрыв, и линия там не соединяется.

    Производная и площадь. Производная берется по правилам дифференцирования прямо из дерева формулы, поэтому она точная. Площадь считается адаптивным методом Симпсона: отрезок делится на части, пока ответ не перестанет меняться. Погрешность обычно меньше одной миллиардной.

    Подбор кривой. Прямая, парабола и кубическая подбираются точно методом наименьших квадратов. Показательная, степенная и логарифмическая сводятся к прямой через логарифм, поэтому сильнее учитывают точки с малыми y. Кривая «к пределу» c + a·ebx подбирается перебором b и точным расчетом a и c. R² показывает, какая доля разброса точек объясняется кривой: 1 значит идеально. Когда включено «сама», лаборатория сравнивает все виды по исправленному R²: он снижается за каждый лишний коэффициент, поэтому сложная кривая выигрывает, только если заметно точнее. Прогноз за пределами замеров тем надежнее, чем ближе он к последней точке.

    Еще в направлении «Математика»

    Все темы направления «Математика» →