一般而言,數學的計算可以分成兩大類:換句話說,數值計算牽涉到數值的運算,而符號計算則是以符號的計算和簡化為主。以本系所開的課而言,「數值方法」牽涉到各種數值計算的技巧,因此偏向於數值計算。「工程數學」則說明在連續時間下,訊號與系統的基本關係,所以比較偏向符號運算。
- 數值計算(Numerical Computation),例如:
- 計算1到 100 的總和。
- 使用牛頓法來解 x4+4x3-2x2+6x-9=0 的根。
- 求出 dy/dt=(y-t+cos(t))0.5 的數值解,其中 y(0)=2。
- 符號計算(Symbolic Computation),例如:
- 計算 ax2+bx+c=0 的根。
- 計算 x3+y3+z3-3xyz 的因式分解。
- 計算無窮級數 1+x+x2+x3+x4+... 的總和。
MATLAB 的原先設計是以數值計算為主,但因符號運算也有其重要性,因此 MathWorks 就直接向加拿大的 Waterloo Maple 公司授權拿到 Maple 的核心程式,並開發與 MATLAB 整合的介面,就形成了現在的「符號數學工具箱」(Symbolic Math Toolbox)此工具箱的功能可列表如下:
類別 功能 微積分 微分、積分、求極限、累加、泰勒級數展開等。 線性代數 反矩陣、行列式、固有值、奇異值分解、符號矩陣的 Canonical forms。 簡化 簡化數學運算式。 解方程式 代數方程式及微分方程式的符號解及數值解。 可變精確度的數學運算 指定數學運算至任意所需的精確度。 轉換 傅立葉轉換及反轉換、拉不拉斯轉換及反轉換、z 轉換及反轉換。 其他特殊數學函數 其他古典應用數學的特殊函數。。