Mathematica应用——有趣的绝对值方程

 时间:2024-09-21 04:27:20

随着对绝对值方程的深入研究,我越来越发现,绝对值方程的水很深。稍不留神,就会有“重大发现”,同时有很容易误入歧途。所以,我的打算是,广涉猎,不深入!下面,就介绍一下我最近遇到的“新奇”的现象。

Mathematica应用——有趣的绝对值方程

工具/原料

电脑

Mathematica

第一个问题

1、有一个有趣的问题:Abs[xy]+Abs[x-y+龀音孵茧1]==0的图像是什么?我冒冒失失的用Mathe罪焐芡拂matica作图:ContourPlot[Abs[xy]+Abs[x-y+1]==1,{x,-1.5,0.5},{y,-0.5,1.5}]结果一无所获,即使扩大作图范围也不行。思考了一下之后,决定作对应的等高线图,并适当增加等高线的密度:ContourPlot[Abs[xy]+Abs[x-y+1],{x,-1.5,0.5},{y,-0.5,1.5},Contours->60]可以发现,当Abs[xy]+Abs[x-y+1]的值慢慢变小的时候,图像渐渐由一个整体裂开为两个部分,最后缩为两个点。

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2、我比较感兴趣的是,如果Abs[xy]+Abs[x-y+1]==n的图像是一条曲线(而不是两条),那么n的最小值是多少?初步估计,n不会小于0.25!

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3、可以证明Abs[xy]+Abs[x-y+1]==n的图像是轴对缍硫赔笏称图形,对称轴是直线x+y=0。观察发现,Abs[xy]+Abs缪梨痤刻[x-y+1]==n的图像是从对称轴附近先裂开的。所以当x+y=0和Abs[xy]+Abs[x-y+1]==n只有一个交点的时候,是图像从一支变成两支的临界点。此时,x=-y,x^2+Abs[2x+1]==n有且仅有一个解。于是,如果Abs[xy]+Abs[x-y+1]==n的图像是一条曲线(而不是两条),那么n的最小值是可求的!大家思考一下吧!

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第二个问题

1、解方程组:{Abs[x+1]+Abs[y-2]==3,Abs[x+1]==2y-4}先分别画出这两个方程式对应的图像:ContourPlot[{Abs[x+1]+Abs[y-2]==3,Abs[x+1]==2y-4},{x,-5,5},{y,-5,5}]Mathematica可以分别给这两个图像着不同的颜色。

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2、直接解这个方程组,是Mathematica的基本功能:Solve[{Abs[x+1]+Abs[y-2]==3,Abs[x+1]==2y-4},{x,y}]有两个解,与图像相符!

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3、可是,为什么在一般情况下,会有四个解呢?如下:Assuming[a>0,Solve[{Abs[x+1]+Abs[y-2]==a,Abs[x+1]==2y-4},{x,y}]]具体的作图过程显示,不可能会有四个解啊!这是怎么回事?原来是有增根,可以检测一下:解=Solve[{Abs[x+1]+Abs[y-2]==a,Abs[x+1]==2y-4},{x,y}]/.a->6{Abs[x+1]+Abs[y-2]-6,Abs[x+1]-2y+4}/.解

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