CN111061994A - 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质 - Google Patents

函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111061994A
CN111061994A CN201911299790.7A CN201911299790A CN111061994A CN 111061994 A CN111061994 A CN 111061994A CN 201911299790 A CN201911299790 A CN 201911299790A CN 111061994 A CN111061994 A CN 111061994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
function
calculator
calculated
preset
derivation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911299790.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王防修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Polytechnic University
Original Assignee
Wuhan Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Polytechnic University filed Critical Wuhan Polytechnic University
Priority to CN201911299790.7A priority Critical patent/CN111061994A/zh
Publication of CN111061994A publication Critical patent/CN111061994A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Calculators And Similar Devices (AREA)

Abstract

本发明属于数学计算技术领域，公开了一种函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质。该方法包括计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；提取函数信息中包含的目标变量类型，根据目标变量类型确定待计算函数式对应的目标方程类型；根据目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；根据待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找辅助函数对应的偏导数结果；将偏导数结果代入至求导计算模型，并获取模型输出结果。通过上述方式，能够对各种类型的函数快速、准确的求导，解决了现有技术中求导计算类型单一、计算耗时而且准确性难以保证的技术问题。

Description

函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质
技术领域
本发明涉及数学计算技术领域，尤其涉及一种函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质。
背景技术
随着社会信息技术的快速发展，在通信、计算机、仪表控制等领域对数据信号处理的要求越来越高，尤其涉及数据信号的求导计算，例如模数转换器，单个模数转换器的性能很难同时满足高速率和高精度的要求，因此时间交织模数转换器应运而生。时间交织模数转换器采用并行的结构能够大大的提高系统的采样速率，但是由于各通道存在时间失配、增益失配和失调失配，三种失配严重影响了时间交织模数转换器的性能，因此时间交织模数转换器需要对采样时间误差进行校准，时间交织模数转换器对采样时间误差的校准模块包括求导模块，该求导模块对数字信号进行处理，现阶段该求导模块求导计算的计算速度慢因此求导计算十分耗时而且准确性难以保证，同时可以进行求导计算的函数类型也比较单一，市面上还没有一种通用的函数求导器出现，所以，亟需提供一种能够对不同类型函数求导的计算方案，以使各种类型的函数均可快速、准确的求导，进而应用于时间交织模数转换器的求导模块，提升模数转换器对采样时间误差进行校准时求导模块的工作效率。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质，旨在解决现有技术中求导计算类型单一、计算耗时而且准确性难以保证的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种函数求导的计算方法，所述方法包括以下步骤:
计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；
所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
优选地，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型的步骤，具体包括：
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；
所述计算器在检测到所述目标变量类型为预设变量类型时，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
优选地，所述预设模型数据库中存放有方程类型和求导计算模型之间的第一映射关系；
所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型的步骤，具体包括：
所述计算器根据所述目标方程类型在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型。
优选地，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果的步骤，具体包括：
所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；
所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
优选地，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果的步骤，具体包括：
所述计算器根据所述辅助函数在所述第二映射关系中查找对应的偏导数结果；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
优选地，所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤之前，所述方法还包括：
计算器获取用户输入的待计算函数式，提取所述待计算函数式对应的变量表现形式；
所述计算器检测所述变量表现形式是否符合预设表现形式；
所述计算器在检测到所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
优选地，所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤之前，所述方法还包括：
计算器调用预设测试工具获取自身的处理器信息以及内存信息；
所述计算器检测所述处理器信息以及所述内存信息是否满足预设求导计算环境；
所述计算器在检测到所述处理器信息以及所述内存信息满足预设求导计算环境时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种函数求导的计算装置，所述装置包括：
获取模块，用于计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；
确定模块，用于所述计算器提取所述函数信息中包含的变量类型，根据所述变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；
第一查找模块，用于所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；
第二查找模块，用于所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；
求解模块，用于所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种函数求导的计算设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的函数求导的计算程序，所述函数求导的计算程序配置为实现如上文所述的函数求导的计算方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有函数求导的计算程序，所述函数求导的计算程序被处理器执行时实现如上文所述的函数求导的计算方法的步骤。
本发明通过计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。通过上述方式，能够对不同类型函数求导，以使各种类型的函数均可快速、准确的求导，解决了现有技术中求导计算类型单一、计算耗时而且准确性难以保证的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的函数求导的计算设备的结构示意图；
图2为本发明函数求导的计算方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明函数求导的计算方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明函数求导的计算装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的函数求导的计算设备结构示意图。
如图1所示，该函数求导的计算设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对函数求导的计算设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及函数求导的计算程序。
在图1所示的函数求导的计算设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明函数求导的计算设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在函数求导的计算设备中，所述函数求导的计算设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的函数求导的计算程序，并执行本发明实施例提供的函数求导的计算方法。
本发明实施例提供了一种函数求导的计算方法，参照图2，图2为本发明一种函数求导的计算方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述函数求导的计算方法包括以下步骤：
步骤S10，计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息。
易于理解的是，所述待计算函数式可以来自于用户手动输入或者是系统内部输出的等待进一步处理的数据。具体地，在具体实现中，计算器可获取用户通过人机交互界面输入的待计算函数式对应的函数信息。所述函数信息可以是用户输入的待计算函数式中对应的变量类型、表达形式、参数值等信息。
需要说明的是，计算器也可获取系统内部输出的等待进一步处理的数据，例如时间交织模数转换器需要对采样时间误差进行校准，时间交织模数转换器对采样时间误差的校准模块包括求导模块，该求导模块对数字信号进行处理，计算器也可获取时间交织模数转换器系统内部输出的等待进一步处理的数字信号，还比如计算器也可获取系统内部输出的等待进一步处理的数据，所述计算器获取待处理的电子能量损失谱数据包中的电子能量损失谱数据，利用本发明实施例提供了一种函数求导的计算方法，对所述电子能量损失谱数据依次进行求导，获得求导后各电子能量损失谱数据对应的谱线，然后计算求导后各谱线上最高的两个峰值的比值，再根据各电子能量损失谱数据在电子能量损失谱数据包中的排列顺序显示求导后各谱线上最高的两个峰值的比值，从而实现对电子能量损失谱数据包的自动批处理，处理速度快，精度高，并且简化了数据处理工作流程，减轻了科研工作者后期处理数据的工作量。
本实施例中，所述待计算函数式来自于用户输入。
步骤S20，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
需要说明的是，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型的步骤，具体包括：所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述计算器在检测到所述目标变量类型为预设变量类型时，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
具体的说，在实际应用中，考虑实际应用过程中使用最多的是一元函数的求导和二元函数的求偏导，可以将函数求导分为两大类，第一类二元函数求导，第二类三元函数求导。所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。所述函数信息可以是用户输入的待计算函数式中对应的变量类型、表达形式、参数值等信息。
需要说明的是，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；在所述目标变量类型中存在所述第一变量及第二变量时，确定所述函数式对应的目标方程类型为二元方程类型，并将所述二元方程类型作为所述目标方程类型；在所述目标变量类型中存在所述第一变量、第二变量及第三变量时，确定所述函数式对应的目标方程类型为三元方程类型，并将所述三元方程类型作为所述目标方程类型。
具体的说，此处所说的第一变量、第二变量及第三变量可以是x、y、z，在所述目标变量类型中存在所述第一变量及第二变量时，即所述函数信息中包含x、y，确定所述函数式对应的目标方程类型为二元方程类型；在所述目标变量类型中存在所述第一变量、第二变量及第三变量时即所述函数信息中包含x、y、z，确定所述函数式对应的目标方程类型为三元方程类型。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
步骤S30，所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型。
需要说明的是，所述预设模型数据库中存放有方程类型和求导计算模型之间的第一映射关系；所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型的步骤，具体包括：所述计算器根据所述目标方程类型在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型。
具体地，所述函数式对应的目标方程类型为对二元方程类型，并将所述二元方程类型作为所述目标方程类型；所述目标方程类型为所述二元方程类型，根据所述二元方程类型，确定所述函数式对应的求导计算模型为二元求导计算模型。例如用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000071
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；该待计算函数式的函数信息中包含x、y，确定该待计算函数式对应的目标方程类型为二元方程类型；在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型为二元求导计算模型。
所述二元求导计算模型包括一阶二元求导计算模型及二阶二元求导计算模型；其中，所述一阶二元求导计算模型包括第一变量一阶二元求导计算模型及第二变量一阶二元求导计算模型；所述二阶二元求导计算模型包括第一变量二阶二元求导计算模型及第二变量二阶二元求导计算模型。
还比如用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000081
该待计算函数式还可以表示为：
x/z＝log(z/y)
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；该待计算函数式的函数信息中包含x、y、z，确定该待计算函数式对应的目标方程类型为三元方程类型；在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型为三元求导计算模型。
所述三元求导计算模型包括一阶三元求导计算模型及二阶三元求导计算模型；其中，所述一阶三元求导计算模型包括第一变量一阶三元求导计算模型、第二变量一阶三元求导计算模型及第三变量一阶三元求导计算模型；所述二阶三元求导计算模型包括第一变量二阶三元求导计算模型、第二变量二阶三元求导计算模型及第三变量二阶三元求导计算模型。
步骤S40，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
易于理解的是，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果的步骤，具体包括：所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
例如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000091
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表示为F(x，y)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
Figure BDA0002319395350000092
需要说明的是，所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。所述预设辅助函数可以包括二元辅助函数及三元辅助函数，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述二元辅助函数可以表示为F(x，y)，所述三元辅助函数可以表示为F(x，y，z)，具体地，在预设偏导数数库中查找所述二元辅助函数对应的一阶偏导数结果Fx、Fy和二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，在预设偏导数数库中查找所述三元辅助函数对应的一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
步骤S50，所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
需要说明的是，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系；所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果的步骤，具体包括：所述计算器根据所述辅助函数在所述第二映射关系中查找对应的偏导数结果；所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。所述求导计算模型包括二元求导计算模型和三元求导计算模型。所述求导计算模型还可以包括其他求导计算模型，本实施例对此不加以限制。
具体地，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系，在预设偏导数数库中查找所述二元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，在预设偏导数数库中查找所述三元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
例如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000101
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表
Figure BDA0002319395350000102
示为F(x，y)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
在预设偏导数数库中查找该二元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，所述二元求导计算模型包括第一变量二元求导计算模型和第二变量二元求导计算模型，如果用户要求计算y＝y(x)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该二元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第一变量二元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求y＝y(x)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000103
求y＝y(x)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000104
如果用户要求计算x＝x(y)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该二元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第二变量二元求导计算模型，并获取模型输出结果。例如求计算x＝x(y)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000105
求x＝x(y)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000111
该待计算函数式的模型输出结果如表1所示：
表1
dy/dx＝(x+y)/(-y+x) dx/dy＝(-y+x)/(x+y)
d^2y/dx^2＝2*(x^2+y^2)/(-y+x)^3 d^2x/dy^2＝-2*(x^2+y^2)/(x+y)^3
还比如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000112
因此，该待计算函数式还可以表示为：
x/z＝log(z/y)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表示为F(x，y，z)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
F(x,y,z)＝x/z-log(z/y)
在预设偏导数数库中查找该三元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
所述三元求导计算模型包括第一变量三元求导计算模型、第二变量三元求导计算模型及第三变量三元求导计算模型，如果用户要求计算z＝z(x，y)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第一变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求z＝z(x，y)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000113
Figure BDA0002319395350000114
求z＝z(x，y)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000115
Figure BDA0002319395350000116
Figure BDA0002319395350000117
Figure BDA0002319395350000121
如果用户要求计算y＝y(x，z)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第二变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求y＝y(x，z)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000122
Figure BDA0002319395350000123
求y＝y(x，z)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000124
Figure BDA0002319395350000125
Figure BDA0002319395350000126
Figure BDA0002319395350000127
如果用户要求计算x＝x(y，z)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第三变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果。例如求x＝x(y，z)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000128
Figure BDA0002319395350000129
求x＝x(y，z)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA00023193953500001210
Figure BDA00023193953500001211
Figure BDA00023193953500001212
Figure BDA0002319395350000131
因此，该待计算函数式的模型输出结果如表2所示：
表2
Z<sub>x</sub>＝z/(x+z) Z<sub>y</sub>＝z^2/y/(x+z)
Z<sub>xx</sub>＝-z^2/(x+z)^3 Z<sub>xy</sub>＝x*z^2/y/(x+z)^3
Z<sub>yx</sub>＝(2*x+z)*z^2/y/(x+z)^3 Z<sub>yy</sub>＝-x^2*z^2/y^2/(x+z)^3
Y<sub>x</sub>＝-1/z*y Y<sub>z</sub>＝y*(x+z)/z^2
Y<sub>xx</sub>＝1/z^2*y Y<sub>xz</sub>＝-x*y/z^3
Y<sub>zx</sub>＝-x*y/z^3 Y<sub>zz</sub>＝x^2*y/z^4
X<sub>y</sub>＝-z/y X<sub>z</sub>＝x/z+1
X<sub>yy</sub>＝z/y^2 X<sub>yz</sub>＝-1/y
X<sub>zy</sub>＝-1/y X<sub>zz</sub>＝1/z
进一步地，为了保证求导计算的顺利进行，计算器可获取用户输入的待计算函数式，提取所述待计算函数式对应的变量表现形式；然后所述计算器检测所述变量表现形式是否符合预设表现形式；所述计算器在检测到所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。相应地，在所述变量表现形式不符合所述预设表现形式时，根据所述预设表现形式对所述待计算函数式对应的变量表现形式进行变量形式转换；所述计算器在检测到变量形式转换后的所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤，从而使得用户输入的数据信息规范化，便于计算器进行后续的求导运算。
本实施例通过计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。通过上述方式，能够对不同类型函数求导，以使各种类型的函数均可快速、准确的求导，解决了现有技术中求导计算类型单一、计算耗时而且准确性难以保证的技术问题。
参考图3，图3为本发明一种函数求导的计算方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例函数求导的计算方法在所述步骤S10之前，还包括：
步骤S101：计算器调用预设测试工具获取自身的处理器信息以及内存信息。
应当理解的是，求导计算通常涉及的计算任务量较大，为保证求导计算的顺利进行。本实施例函数求导的计算方法在进行求导计算前，计算器还将调用预设测试工具(例如矩阵实验室Matlab)来对自身进行求导运算环境的测试。
具体的，计算器可调用预设测试工具来获取自身的处理器信息例如中央处理器以及内存信息。
步骤S102：所述计算器检测所述处理器信息以及所述内存信息是否满足预设求导计算环境。
在具体实现中，计算器在获取到自身的处理器信息以及内存信息时，将检测自身处理器对应的主频频率是否高于第一预设数值(如3.2GHz)，以及检测自身当前的内存信息是否大于或者等于第二预设数值(如1.86GB)，
步骤S103：所述计算器在检测到所述处理器信息以及所述内存信息满足预设求导计算环境时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
易于理解的是，若所述主频频率高于预设数值所述第一预设数值，所述内存信息大于或者等于所述第二预设数值，所述计算器检测到所述处理器信息以及所述内存信息满足预设求导计算环境，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
本实施例通过计算器调用预设测试工具获取自身的处理器信息以及内存信息；检测所述处理器信息以及所述内存信息是否满足预设求导计算环境；在检测到所述处理器信息以及所述内存信息满足预设求导计算环境时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有函数求导的计算程序，所述函数求导的计算程序被处理器执行时实现如上文所述的函数求导的计算方法的步骤。
参照图4，图4为本发明函数求导的计算装置第一实施例的结构框图。
如图4所示，本发明实施例提出的函数求导的计算装置包括：
获取模块10，用于计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息。
易于理解的是，所述待计算函数式可以来自于用户手动输入或者是系统内部输出的等待进一步处理的数据。具体地，在具体实现中，计算器可获取用户通过人机交互界面输入的待计算函数式对应的函数信息。所述函数信息可以是用户输入的待计算函数式中对应的变量类型、表达形式、参数值等信息。
需要说明的是，计算器也可获取系统内部输出的等待进一步处理的数据，例如时间交织模数转换器需要对采样时间误差进行校准，时间交织模数转换器对采样时间误差的校准模块包括求导模块，该求导模块对数字信号进行处理，计算器也可获取时间交织模数转换器系统内部输出的等待进一步处理的数字信号，还比如计算器也可获取系统内部输出的等待进一步处理的数据，所述计算器获取待处理的电子能量损失谱数据包中的电子能量损失谱数据，利用本发明实施例提供了一种函数求导的计算方法，对所述电子能量损失谱数据依次进行求导，获得求导后各电子能量损失谱数据对应的谱线，然后计算求导后各谱线上最高的两个峰值的比值，再根据各电子能量损失谱数据在电子能量损失谱数据包中的排列顺序显示求导后各谱线上最高的两个峰值的比值，从而实现对电子能量损失谱数据包的自动批处理，处理速度快，精度高，并且简化了数据处理工作流程，减轻了科研工作者后期处理数据的工作量。
本实施例中，所述待计算函数式来自于用户输入。
确定模块20，用于所述计算器提取所述函数信息中包含的变量类型，根据所述变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
需要说明的是，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型的步骤，具体包括：所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述计算器在检测到所述目标变量类型为预设变量类型时，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
具体的说，在实际应用中，考虑实际应用过程中使用最多的是一元函数的求导和二元函数的求偏导，可以将函数求导分为两大类，第一类二元函数求导，第二类三元函数求导。所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。所述函数信息可以是用户输入的待计算函数式中对应的变量类型、表达形式、参数值等信息。
需要说明的是，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；在所述目标变量类型中存在所述第一变量及第二变量时，确定所述函数式对应的目标方程类型为二元方程类型，并将所述二元方程类型作为所述目标方程类型；在所述目标变量类型中存在所述第一变量、第二变量及第三变量时，确定所述函数式对应的目标方程类型为三元方程类型，并将所述三元方程类型作为所述目标方程类型。
具体的说，此处所说的第一变量、第二变量及第三变量可以是x、y、z，在所述目标变量类型中存在所述第一变量及第二变量时，即所述函数信息中包含x、y，确定所述函数式对应的目标方程类型为二元方程类型；在所述目标变量类型中存在所述第一变量、第二变量及第三变量时即所述函数信息中包含x、y、z，确定所述函数式对应的目标方程类型为三元方程类型。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
第一查找模块30，用于所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型。
需要说明的是，所述预设模型数据库中存放有方程类型和求导计算模型之间的第一映射关系；所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型的步骤，具体包括：所述计算器根据所述目标方程类型在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型。
具体地，所述函数式对应的目标方程类型为对二元方程类型，并将所述二元方程类型作为所述目标方程类型；所述目标方程类型为所述二元方程类型，根据所述二元方程类型，确定所述函数式对应的求导计算模型为二元求导计算模型。例如用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000171
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；该待计算函数式的函数信息中包含x、y，确定该待计算函数式对应的目标方程类型为二元方程类型；在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型为二元求导计算模型。
所述二元求导计算模型包括一阶二元求导计算模型及二阶二元求导计算模型；其中，所述一阶二元求导计算模型包括第一变量一阶二元求导计算模型及第二变量一阶二元求导计算模型；所述二阶二元求导计算模型包括第一变量二阶二元求导计算模型及第二变量二阶二元求导计算模型。
还比如用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000172
该待计算函数式还可以表示为：
x/z＝log(z/y)
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；所述预设变量类型包括第一变量类型及第二变量类型；第一变量类型包括第一变量及第二变量，第二变量类型包括第一变量、第二变量及第三变量；该待计算函数式的函数信息中包含x、y、z，确定该待计算函数式对应的目标方程类型为三元方程类型；在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型为三元求导计算模型。
所述三元求导计算模型包括一阶三元求导计算模型及二阶三元求导计算模型；其中，所述一阶三元求导计算模型包括第一变量一阶三元求导计算模型、第二变量一阶三元求导计算模型及第三变量一阶三元求导计算模型；所述二阶三元求导计算模型包括第一变量二阶三元求导计算模型、第二变量二阶三元求导计算模型及第三变量二阶三元求导计算模型。
第二查找模块40，用于所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
易于理解的是，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果的步骤，具体包括：所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
例如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000181
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表示为F(x，y)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
Figure BDA0002319395350000182
需要说明的是，所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。所述预设辅助函数可以包括二元辅助函数及三元辅助函数，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述二元辅助函数可以表示为F(x，y)，所述三元辅助函数可以表示为F(x，y，z)，具体地，在预设偏导数数库中查找所述二元辅助函数对应的一阶偏导数结果Fx、Fy和二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，在预设偏导数数库中查找所述三元辅助函数对应的一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
求解模块50，用于所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
需要说明的是，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系；所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果的步骤，具体包括：所述计算器根据所述辅助函数在所述第二映射关系中查找对应的偏导数结果；所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。所述求导计算模型包括二元求导计算模型和三元求导计算模型。所述求导计算模型还可以包括其他求导计算模型，本实施例对此不加以限制。
具体地，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系，在预设偏导数数库中查找所述二元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，在预设偏导数数库中查找所述三元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
例如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000191
该待计算函数式还可以表示为：
log(sqrt(x2+y2))＝arctan(y/x)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表
Figure BDA0002319395350000192
示为F(x，y)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
在预设偏导数数库中查找该二元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fyx、Fyy，所述二元求导计算模型包括第一变量二元求导计算模型和第二变量二元求导计算模型，如果用户要求计算y＝y(x)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该二元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第一变量二元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求y＝y(x)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000193
求y＝y(x)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000194
如果用户要求计算x＝x(y)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该二元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第二变量二元求导计算模型，并获取模型输出结果。例如求计算x＝x(y)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000201
求x＝x(y)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fyx、Fyy代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000202
因此，该待计算函数式的模型输出结果如表1所示：
表1
dy/dx＝(x+y)/(-y+x) dx/dy＝(-y+x)/(x+y)
d^2y/dx^2＝2*(x^2+y^2)/(-y+x)^3 d^2x/dy^2＝-2*(x^2+y^2)/(x+y)^3
还比如，用户输入的待计算函数式为：
Figure BDA0002319395350000203
该待计算函数式还可以表示为：
x/z＝log(z/y)
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，所述辅助函数可以表示为F(x，y，z)，该待计算函数式对应的辅助函数如下：
F(x,y,z)＝x/z-log(z/y)
在预设偏导数数库中查找该三元辅助函数对应的一阶偏导数结果为Fx、Fy、Fz和二阶偏导数结果为Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz。
所述三元求导计算模型包括第一变量三元求导计算模型、第二变量三元求导计算模型及第三变量三元求导计算模型。
如果用户要求计算z＝z(x，y)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第一变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求z＝z(x，y)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000204
Figure BDA0002319395350000205
求z＝z(x，y)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000211
Figure BDA0002319395350000212
Figure BDA0002319395350000213
Figure BDA0002319395350000214
如果用户要求计算y＝y(x，z)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第二变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果，例如求y＝y(x，z)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000215
Figure BDA0002319395350000216
求y＝y(x，z)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000217
Figure BDA0002319395350000218
Figure BDA0002319395350000219
Figure BDA00023193953500002110
如果用户要求计算x＝x(y，z)的一阶导数和二阶导数，则所述计算器将该三元辅助函数对应的偏导数结果代入至所述第三变量三元求导计算模型，并获取模型输出结果。例如求x＝x(y，z)的一阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz代入下式进行计算：
Figure BDA00023193953500002111
Figure BDA00023193953500002112
求x＝x(y，z)的二阶导数，将一阶偏导数结果Fx、Fy、Fz及二阶偏导数结果Fxx、Fxy、Fxz、Fyx、Fyy、Fyz、Fzx、Fzy、Fzz代入下式进行计算：
Figure BDA0002319395350000221
Figure BDA0002319395350000222
Figure BDA0002319395350000223
Figure BDA0002319395350000224
因此，该待计算函数式的模型输出结果如表2所示：
表2
Z<sub>x</sub>＝z/(x+z) Z<sub>y</sub>＝z^2/y/(x+z)
Z<sub>xx</sub>＝-z^2/(x+z)^3 Z<sub>xy</sub>＝x*z^2/y/(x+z)^3
Z<sub>yx</sub>＝(2*x+z)*z^2/y/(x+z)^3 Z<sub>yy</sub>＝-x^2*z^2/y^2/(x+z)^3
Y<sub>x</sub>＝-1/z*y Y<sub>z</sub>＝y*(x+z)/z^2
Y<sub>xx</sub>＝1/z^2*y Y<sub>xz</sub>＝-x*y/z^3
Y<sub>zx</sub>＝-x*y/z^3 Y<sub>zz</sub>＝x^2*y/z^4
X<sub>y</sub>＝-z/y X<sub>z</sub>＝x/z+1
X<sub>yy</sub>＝z/y^2 X<sub>yz</sub>＝-1/y
X<sub>zy</sub>＝-1/y X<sub>zz</sub>＝1/z
进一步地，为了保证求导计算的顺利进行，计算器可获取用户输入的待计算函数式，提取所述待计算函数式对应的变量表现形式；然后所述计算器检测所述变量表现形式是否符合预设表现形式；所述计算器在检测到所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。相应地，在所述变量表现形式不符合所述预设表现形式时，根据所述预设表现形式对所述待计算函数式对应的变量表现形式进行变量形式转换；所述计算器在检测到变量形式转换后的所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤，从而使得用户输入的数据信息规范化，便于计算器进行后续的求导运算。
本实施例通过获取模块10，用于计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；确定模块20，用于提取所述函数信息中包含的变量类型，根据所述变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；第一查找模块30，用于根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；第二查找模块40，用于根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；求解模块50，用于将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。通过上述方式，能够对不同类型函数求导，以使各种类型的函数均可快速、准确的求导，解决了现有技术中求导计算类型单一、计算耗时而且准确性难以保证的技术问题。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的函数求导的计算方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台自身(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种函数求导的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；
所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；
所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型的步骤，具体包括：
所述计算器提取所述函数信息中包含的目标变量类型，判断所述目标变量类型是否为预设变量类型；
所述计算器在检测到所述目标变量类型为预设变量类型时，根据所述目标变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设模型数据库中存放有方程类型和求导计算模型之间的第一映射关系；
所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型的步骤，具体包括：
所述计算器根据所述目标方程类型在所述第一映射关系中查找对应的求导计算模型。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果的步骤，具体包括：
所述计算器对所述待计算函数式求差构建辅助函数，判断所述辅助函数是否为预设辅助函数；
所述计算器在检测到所述辅助函数为预设辅助函数时，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设偏导数数据库中存放有辅助函数和偏导数结果之间的第二映射关系；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果的步骤，具体包括：
所述计算器根据所述辅助函数在所述第二映射关系中查找对应的偏导数结果；
所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤之前，所述方法还包括：
计算器获取用户输入的待计算函数式，提取所述待计算函数式对应的变量表现形式；
所述计算器检测所述变量表现形式是否符合预设表现形式；
所述计算器在检测到所述变量表现形式符合所述预设表现形式时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤之前，所述方法还包括：
计算器调用预设测试工具获取自身的处理器信息以及内存信息；
所述计算器检测所述处理器信息以及所述内存信息是否满足预设求导计算环境；
所述计算器在检测到所述处理器信息以及所述内存信息满足预设求导计算环境时，执行所述计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息的步骤。
8.一种函数求导的计算装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于计算器获取用户输入的待计算函数式对应的函数信息；
确定模块，用于所述计算器提取所述函数信息中包含的变量类型，根据所述变量类型确定所述待计算函数式对应的目标方程类型；
第一查找模块，用于所述计算器根据所述目标方程类型在预设模型数据库中查找对应的求导计算模型；
第二查找模块，用于所述计算器根据所述待计算函数式构建辅助函数，在预设偏导数数据库中查找所述辅助函数对应的偏导数结果；
求解模块，用于所述计算器将所述偏导数结果代入至所述求导计算模型，并获取模型输出结果。
9.一种函数求导的计算设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的函数求导的计算程序，所述函数求导的计算程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的函数求导的计算方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有函数求导的计算程序，所述函数求导的计算程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的函数求导的计算方法的步骤。
CN201911299790.7A 2019-12-16 2019-12-16 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质 Pending CN111061994A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911299790.7A CN111061994A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911299790.7A CN111061994A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111061994A true CN111061994A (zh) 2020-04-24

Family

ID=70301878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911299790.7A Pending CN111061994A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111061994A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112257153A (zh) * 2020-10-20 2021-01-22 黄河勘测规划设计研究院有限公司 一种拱坝弦长计算方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131288A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-09 Casio Computer Co., Ltd. Graphing calculator having touchscreen display unit
CN102455990A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 镇江华扬信息科技有限公司 一种多功能计算器计算方式
CN103455466A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 苏州引角信息科技有限公司 计算器计算方法及系统
CN104268118A (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 赵方 一种包括触摸屏的数学式计算器及数学公式识别的方法
CN105786767A (zh) * 2016-03-11 2016-07-20 珠海格力电器股份有限公司 计算器应用的数据处理方法和装置
JP2017021865A (ja) * 2016-11-02 2017-01-26 カシオ計算機株式会社 計算機、データ出力方法、およびプログラム
CN206479985U (zh) * 2016-12-30 2017-09-08 张万军 一种简易型的数学公式计算器
CN109948107A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 武汉轻工大学 面积曲面积分计算方法、装置、设备及存储介质
CN209746547U (zh) * 2019-06-27 2019-12-06 广东电网有限责任公司 一种高压试验用多功能计算器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131288A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-09 Casio Computer Co., Ltd. Graphing calculator having touchscreen display unit
US20090307587A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Casio Computer Co., Ltd. Graphing calculator having touchscreen display unit
CN102455990A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 镇江华扬信息科技有限公司 一种多功能计算器计算方式
CN103455466A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 苏州引角信息科技有限公司 计算器计算方法及系统
CN104268118A (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 赵方 一种包括触摸屏的数学式计算器及数学公式识别的方法
CN105786767A (zh) * 2016-03-11 2016-07-20 珠海格力电器股份有限公司 计算器应用的数据处理方法和装置
JP2017021865A (ja) * 2016-11-02 2017-01-26 カシオ計算機株式会社 計算機、データ出力方法、およびプログラム
CN206479985U (zh) * 2016-12-30 2017-09-08 张万军 一种简易型的数学公式计算器
CN109948107A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 武汉轻工大学 面积曲面积分计算方法、装置、设备及存储介质
CN209746547U (zh) * 2019-06-27 2019-12-06 广东电网有限责任公司 一种高压试验用多功能计算器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乖乖的函数: "@ Python 学习随笔——利用sympy模块中的diff函数来实现对函数的求导", pages 1, Retrieved from the Internet <URL:https://blog.csdn.net/ggdhs/article/details/89913421> *
李永乐，王式安，武忠祥等主编: "考研数学复习全书 数学 1", 31 December 2017, 北京：国家行政学院出版社, pages: 153 - 155 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112257153A (zh) * 2020-10-20 2021-01-22 黄河勘测规划设计研究院有限公司 一种拱坝弦长计算方法及系统
CN112257153B (zh) * 2020-10-20 2023-08-01 黄河勘测规划设计研究院有限公司 一种拱坝弦长计算方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011059588A1 (en) Clustering method and system
WO2016000562A1 (en) Method and apparatus for grouping network service users
CN112434188B (zh) 一种异构数据库的数据集成方法、装置及存储介质
CN110828017A (zh) 核电站的信息处理方法及核电站的信息处理系统
US20150302852A1 (en) Method and device for implementing voice input
WO2023093375A1 (zh) 一种计算资源获取方法、装置、电子设备和存储介质
CN107885875B (zh) 检索词的同义变换方法、装置及服务器
CN113946510A (zh) Web页面测试方法、装置、设备及计算机存储介质
CN111061994A (zh) 函数求导的计算方法、装置、计算设备及存储介质
CN116226350A (zh) 一种文档查询方法、装置、设备和存储介质
CN116089258A (zh) 数据迁移测试方法、装置、设备、存储介质及程序产品
CN113222459A (zh) 由表达式树动态构建食品不确定度评估模型的系统及方法
CN106651408B (zh) 一种数据分析方法及装置
CN109240992B (zh) 天线测试数据的处理方法、系统、计算机设备及存储介质
CN102680012B (zh) 量测信息自动输出系统及方法
CN109253981B (zh) 基于红外光谱的定量分析模型建立方法及装置
CN110968835A (zh) 一种近似分位数计算方法及装置
CN115618777A (zh) 文件生成方法、装置、设备及存储介质
CN111259320A (zh) 方程组求导的计算方法、装置、设备及存储介质
CN113312261A (zh) 测试用例筛选方法、设备、存储介质及装置
CN113806217A (zh) 内核测试方法及装置
CN111143270B (zh) 距离投影的计算方法、装置、计算设备及存储介质
CN102521262A (zh) 实现语音智能索引的数据处理设备、系统及方法
CN112562796A (zh) 大气污染来源的解析方法、装置、存储介质及终端
CN116910496B (zh) 数据质量监测规则的配置方法、设备及可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination