Add mathjax for dgeqrf
[maxima.git] / doc / info / Expressions.texi
blob86912fbf6816df3afe8514b8b591461c27befb0f
1 @menu
2 * Introduction to Expressions::
3 * Nouns and Verbs::
4 * Identifiers::
5 * Inequality::
6 * Functions and Variables for Expressions::
7 @end menu
9 @c -----------------------------------------------------------------------------
10 @node Introduction to Expressions, Nouns and Verbs, Expressions, Expressions
11 @section Introduction to Expressions
12 @c -----------------------------------------------------------------------------
14 There are a number of reserved words which should not be used as variable names.
15 Their use would cause a possibly cryptic syntax error.
17 @example
18 integrate            next           from                 diff            
19 in                   at             limit                sum             
20 for                  and            elseif               then            
21 else                 do             or                   if              
22 unless               product        while                thru            
23 step                                                                     
24 @end example
26 Most things in Maxima are expressions.  A sequence of expressions
27 can be made into an expression by separating them by commas and
28 putting parentheses around them.  This is similar to the @b{C}
29 @i{comma expression}.
31 @c ===beg===
32 @c x: 3$
33 @c (x: x+1, x: x^2);
34 @c (if (x > 17) then 2 else 4);
35 @c (if (x > 17) then x: 2 else y: 4, y+x);
36 @c ===end===
37 @example
38 (%i1) x: 3$
39 (%i2) (x: x+1, x: x^2);
40 (%o2)                          16
41 (%i3) (if (x > 17) then 2 else 4);
42 (%o3)                           4
43 (%i4) (if (x > 17) then x: 2 else y: 4, y+x);
44 (%o4)                          20
45 @end example
47 Even loops in Maxima are expressions, although the value they
48 return is the not too useful @code{done}.
50 @c ===beg===
51 @c y: (x: 1, for i from 1 thru 10 do (x: x*i))$
52 @c y;
53 @c ===end===
54 @example
55 (%i1) y: (x: 1, for i from 1 thru 10 do (x: x*i))$
56 (%i2) y;
57 (%o2)                         done
58 @end example
60 Whereas what you really want is probably to include a third
61 term in the @i{comma expression} which actually gives back the value.
63 @c ===beg===
64 @c y: (x: 1, for i from 1 thru 10 do (x: x*i), x)$
65 @c y;
66 @c ===end===
67 @example
68 (%i3) y: (x: 1, for i from 1 thru 10 do (x: x*i), x)$
69 (%i4) y;
70 (%o4)                        3628800
71 @end example
73 @c -----------------------------------------------------------------------------
74 @node Nouns and Verbs, Identifiers, Introduction to Expressions, Expressions
75 @section Nouns and Verbs
76 @c -----------------------------------------------------------------------------
78 Maxima distinguishes between operators which are "nouns" and operators which are
79 "verbs".  A verb is an operator which can be executed.  A noun is an operator
80 which appears as a symbol in an expression, without being executed.  By default,
81 function names are verbs.  A verb can be changed into a noun by quoting the
82 function name or applying the @mref{nounify} function.  A noun can be changed
83 into a verb by applying the @mref{verbify} function.  The evaluation flag
84 @mref{nouns} causes @mref{ev} to evaluate nouns in an expression.
86 The verb form is distinguished by a leading dollar sign @code{$} on the
87 corresponding Lisp symbol.  In contrast, the noun form is distinguished by a
88 leading percent sign @code{%} on the corresponding Lisp symbol.  Some nouns have
89 special display properties, such as @code{'integrate} and @code{'derivative}
90 (returned by @mref{diff}), but most do not.  By default, the noun and verb forms
91 of a function are identical when displayed.  The global flag @mref{noundisp}@w{}
92 causes Maxima to display nouns with a leading quote mark @code{'}.
94 See also @mrefcomma{noun} @mrefcomma{nouns} @mrefcomma{nounify} and
95 @mrefdot{verbify}
97 Examples:
99 @c ===beg===
100 @c foo (x) := x^2;
101 @c foo (42);
102 @c 'foo (42);
103 @c 'foo (42), nouns;
104 @c declare (bar, noun);
105 @c bar (x) := x/17;
106 @c bar (52);
107 @c bar (52), nouns;
108 @c integrate (1/x, x, 1, 42);
109 @c 'integrate (1/x, x, 1, 42);
110 @c ev (%, nouns);
111 @c ===end===
112 @example
113 @group
114 (%i1) foo (x) := x^2;
115                                      2
116 (%o1)                     foo(x) := x
117 @end group
118 @group
119 (%i2) foo (42);
120 (%o2)                         1764
121 @end group
122 @group
123 (%i3) 'foo (42);
124 (%o3)                        foo(42)
125 @end group
126 @group
127 (%i4) 'foo (42), nouns;
128 (%o4)                         1764
129 @end group
130 @group
131 (%i5) declare (bar, noun);
132 (%o5)                         done
133 @end group
134 @group
135 (%i6) bar (x) := x/17;
136                                     x
137 (%o6)                     bar(x) := --
138                                     17
139 @end group
140 @group
141 (%i7) bar (52);
142 (%o7)                        bar(52)
143 @end group
144 @group
145 (%i8) bar (52), nouns;
146 (%o8)                        bar(52)
147 @end group
148 @group
149 (%i9) integrate (1/x, x, 1, 42);
150 (%o9)                        log(42)
151 @end group
152 @group
153 (%i10) 'integrate (1/x, x, 1, 42);
154                              42
155                             /
156                             [   1
157 (%o10)                      I   - dx
158                             ]   x
159                             /
160                              1
161 @end group
162 @group
163 (%i11) ev (%, nouns);
164 (%o11)                       log(42)
165 @end group
166 @end example
168 @opencatbox{Categories:}
169 @category{Evaluation}
170 @category{Nouns and verbs}
171 @closecatbox
173 @c -----------------------------------------------------------------------------
174 @node Identifiers, Inequality, Nouns and Verbs, Expressions
175 @section Identifiers
176 @c -----------------------------------------------------------------------------
178 Maxima identifiers may comprise alphabetic characters, plus the numerals 0
179 through 9, plus any other character preceded by the backslash @code{\}
180 character.
182 A numeral may be the first character of an identifier if it is preceded by a
183 backslash.  Numerals which are the second or later characters need not be
184 preceded by a backslash.
186 The alphabetic characters are initially @code{%}, @code{_},
187 and all characters for which the Lisp function
188 @url{http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/f_alpha_.htm,
189 @code{ALPHA-CHAR-P}} returns @code{true}.
190 Characters may be declared alphabetic by the @code{declare} function.
191 If so declared, they need not be preceded by a backslash in an identifier.
193 Maxima is case-sensitive.  The identifiers @code{foo}, @code{FOO}, and
194 @code{Foo} are distinct.  See @ref{Lisp and Maxima} for more on this point.
196 A Maxima identifier is a Lisp symbol which begins with a dollar sign @code{$}.
197 Any other Lisp symbol is preceded by a question mark @code{?} when it appears
198 in Maxima.  See @ref{Lisp and Maxima} for more on this point.
200 Examples:
202 @c ===beg===
203 @c %an_ordinary_identifier42;
204 @c embedded\ spaces\ in\ an\ identifier;
205 @c symbolp (%);
206 @c [foo+bar, foo\+bar];
207 @c [1729, \1729];
208 @c [symbolp (foo\+bar), symbolp (\1729)];
209 @c [is (foo\+bar = foo+bar), is (\1729 = 1729)];
210 @c baz\~quux;
211 @c declare ("~", alphabetic);
212 @c baz~quux;
213 @c [is (foo = FOO), is (FOO = Foo), is (Foo = foo)];
214 @c :lisp (defvar *my-lisp-variable* '$foo)
215 @c ?\*my\-lisp\-variable\*;
216 @c ===end===
217 @example
218 @group
219 (%i1) %an_ordinary_identifier42;
220 (%o1)               %an_ordinary_identifier42
221 @end group
222 @group
223 (%i2) embedded\ spaces\ in\ an\ identifier;
224 (%o2)           embedded spaces in an identifier
225 @end group
226 @group
227 (%i3) symbolp (%);
228 (%o3)                         true
229 @end group
230 @group
231 (%i4) [foo+bar, foo\+bar];
232 (%o4)                 [foo + bar, foo+bar]
233 @end group
234 @group
235 (%i5) [1729, \1729];
236 (%o5)                     [1729, 1729]
237 @end group
238 @group
239 (%i6) [symbolp (foo\+bar), symbolp (\1729)];
240 (%o6)                     [true, true]
241 @end group
242 @group
243 (%i7) [is (foo\+bar = foo+bar), is (\1729 = 1729)];
244 (%o7)                    [false, false]
245 @end group
246 @group
247 (%i8) baz\~quux;
248 (%o8)                       baz~quux
249 @end group
250 @group
251 (%i9) declare ("~", alphabetic);
252 (%o9)                         done
253 @end group
254 @group
255 (%i10) baz~quux;
256 (%o10)                      baz~quux
257 @end group
258 @group
259 (%i11) [is (foo = FOO), is (FOO = Foo), is (Foo = foo)];
260 (%o11)                [false, false, false]
261 @end group
262 @group
263 (%i12) :lisp (defvar *my-lisp-variable* '$foo)
264 *MY-LISP-VARIABLE*
265 @end group
266 @group
267 (%i12) ?\*my\-lisp\-variable\*;
268 (%o12)                         foo
269 @end group
270 @end example
272 @opencatbox{Categories:}
273 @category{Syntax}
274 @closecatbox
276 @c -----------------------------------------------------------------------------
277 @node Inequality, Functions and Variables for Expressions, Identifiers, Expressions
278 @section Inequality
279 @c -----------------------------------------------------------------------------
281 Maxima has the inequality operators @code{<}, @code{<=}, @code{>=}, @code{>},
282 @code{#}, and @code{notequal}.  @xref{if} for a description of conditional
283 expressions.
285 @c -----------------------------------------------------------------------------
286 @node Functions and Variables for Expressions,  , Inequality, Expressions
287 @section Functions and Variables for Expressions
288 @c -----------------------------------------------------------------------------
290 @c NEEDS WORK, ESPECIALLY EXAMPLES
292 @c -----------------------------------------------------------------------------
293 @anchor{alias}
294 @deffn {Function} alias (@var{new_name_1}, @var{old_name_1}, @dots{}, @var{new_name_n}, @var{old_name_n})
296 provides an alternate name for a (user or system) function, variable, array,
297 etc.  Any even number of arguments may be used.
299 @opencatbox{Categories:}
300 @category{Declarations and inferences}
301 @closecatbox
302 @end deffn
304 @c -----------------------------------------------------------------------------
305 @anchor{aliases}
306 @defvr {System variable} aliases
307 Default value: @code{[]}
309 @code{aliases} is the list of atoms which have a user defined alias (set up by
310 the @mrefcomma{alias} @mrefcomma{ordergreat} @mref{orderless} functions or by
311 declaring the atom a @mref{noun} with @mrefdot{declare})
313 @opencatbox{Categories:}
314 @category{Declarations and inferences}
315 @category{Global variables}
316 @closecatbox
317 @end defvr
319 @c NEEDS TO BE REWORKED.  NOT CONVINCED THIS SYMBOL NEEDS ITS OWN ITEM
320 @c (SHOULD BE DESCRIBED IN CONTEXT OF EACH FUNCTION WHICH RECOGNIZES IT)
322 @c -----------------------------------------------------------------------------
323 @anchor{allbut}
324 @defvr {Keyword} allbut
326 works with the @code{part} commands (i.e.  @mrefcomma{part}@w{}
327 @mrefcomma{inpart} @mrefcomma{substpart} @mrefcomma{substinpart}@w{}
328 @mrefcomma{dpart} and @mref{lpart}).
329 For example,
331 @c ===beg===
332 @c expr : e + d + c + b + a;
333 @c part (expr, [2, 5]);
334 @c ===end===
335 @example
336 @group
337 (%i1) expr : e + d + c + b + a;
338 (%o1)                   e + d + c + b + a
339 @end group
340 @group
341 (%i2) part (expr, [2, 5]);
342 (%o2)                         d + a
343 @end group
344 @end example
346 while
348 @c ===beg===
349 @c expr : e + d + c + b + a;
350 @c part (expr, allbut (2, 5));
351 @c ===end===
352 @example
353 @group
354 (%i1) expr : e + d + c + b + a;
355 (%o1)                   e + d + c + b + a
356 @end group
357 @group
358 (%i2) part (expr, allbut (2, 5));
359 (%o2)                       e + c + b
360 @end group
361 @end example
363 @code{allbut} is also recognized by @mrefdot{kill}
365 @c ===beg===
366 @c [aa : 11, bb : 22, cc : 33, dd : 44, ee : 55];
367 @c kill (allbut (cc, dd));
368 @c [aa, bb, cc, dd];
369 @c ===end===
370 @example
371 @group
372 (%i1) [aa : 11, bb : 22, cc : 33, dd : 44, ee : 55];
373 (%o1)                 [11, 22, 33, 44, 55]
374 @end group
375 @group
376 (%i2) kill (allbut (cc, dd));
377 (%o0)                         done
378 @end group
379 @group
380 (%i1) [aa, bb, cc, dd];
381 (%o1)                   [aa, bb, 33, 44]
382 @end group
383 @end example
385 @code{kill(allbut(@var{a_1}, @var{a_2}, ...))} has the effect of
386 @code{kill(all)} except that it does not kill the symbols @var{a_1}, @var{a_2},
387 @dots{}
388 @end defvr
390 @c -----------------------------------------------------------------------------
391 @anchor{args}
392 @deffn {Function} args (@var{expr})
394 Returns the list of arguments of @code{expr}, which may be any kind of
395 expression other than an atom.  Only the arguments of the top-level operator
396 are extracted; subexpressions of @code{expr} appear as elements or
397 subexpressions of elements of the list of arguments.
399 The order of the items in the list may depend on the global flag
400 @mrefdot{inflag}
402 @code{args (@var{expr})} is equivalent to @code{substpart ("[", @var{expr}, 0)}.
403 See also @mrefcomma{substpart} @mrefcomma{apply} @mrefcomma{funmake} and @mrefdot{op}
405 How to convert a matrix to a nested list:
407 @c ===beg===
408 @c M:matrix([1,2],[3,4]);
409 @c args(M);
410 @c ===end===
411 @example
412 @group
413 (%i1) M:matrix([1,2],[3,4]);
414                             [ 1  2 ]
415 (%o1)                       [      ]
416                             [ 3  4 ]
417 @end group
418 @group
419 (%i2) args(M);
420 (%o2)                   [[1, 2], [3, 4]]
421 @end group
422 @end example
424 Since maxima internally treats a sum of @code{n} terms as a summation command
425 with @code{n} arguments args() can extract the list of terms in a sum:
427 @c ===beg===
428 @c a+b+c;
429 @c args(%);
430 @c ===end===
431 @example
432 @group
433 (%i1) a+b+c;
434 (%o1)                       c + b + a
435 @end group
436 @group
437 (%i2) args(%);
438 (%o2)                       [c, b, a]
439 @end group
440 @end example
444 @opencatbox{Categories:}
445 @category{Expressions}
446 @closecatbox
447 @end deffn
449 @c REPHRASE
450 @c SPLIT OFF EXAMPLES INTO EXAMPLE SECTION
452 @c -----------------------------------------------------------------------------
453 @anchor{atom}
454 @deffn {Function} atom (@var{expr})
456 Returns @code{true} if @var{expr} is atomic (i.e. a number, name or string) else
457 @code{false}.  Thus @code{atom(5)} is @code{true} while @code{atom(a[1])} and
458 @code{atom(sin(x))} are @code{false} (assuming @code{a[1]} and @code{x} are
459 unbound).
461 @opencatbox{Categories:}
462 @category{Expressions}
463 @category{Predicate functions}
464 @closecatbox
465 @end deffn
467 @c -----------------------------------------------------------------------------
468 @anchor{box}
469 @deffn {Function} box @
470 @fname{box} (@var{expr}) @
471 @fname{box} (@var{expr}, @var{a})
473 Returns @var{expr} enclosed in a box.  The return value is an expression with
474 @code{box} as the operator and @var{expr} as the argument.  A box is drawn on
475 the display when @mref{display2d} is @code{true}.
477 @code{box (@var{expr}, @var{a})} encloses @var{expr} in a box labelled by the
478 symbol @var{a}.  The label is truncated if it is longer than the width of the
479 box.
481 @code{box} evaluates its argument.  However, a boxed expression does not
482 evaluate to its content, so boxed expressions are effectively excluded from
483 computations. @mref{rembox} removes the box again.
485 @mref{boxchar} is the character used to draw the box in @code{box} and in the
486 @mref{dpart} and @mref{lpart} functions.
488 See also @mrefcomma{rembox} @mref{dpart} and @mrefdot{lpart}
490 Examples:
492 @c ===beg===
493 @c box (a^2 + b^2);
494 @c a : 1234;
495 @c b : c - d;
496 @c box (a^2 + b^2);
497 @c box (a^2 + b^2, term_1);
498 @c 1729 - box (1729);
499 @c boxchar: "-";
500 @c box (sin(x) + cos(y));
501 @c ===end===
502 @example
503 @group
504 (%i1) box (a^2 + b^2);
505                             """""""""
506                             " 2    2"
507 (%o1)                       "b  + a "
508                             """""""""
509 @end group
510 @group
511 (%i2) a : 1234;
512 (%o2)                         1234
513 @end group
514 @group
515 (%i3) b : c - d;
516 (%o3)                         c - d
517 @end group
518 @group
519 (%i4) box (a^2 + b^2);
520                       """"""""""""""""""""
521                       "       2          "
522 (%o4)                 "(c - d)  + 1522756"
523                       """"""""""""""""""""
524 @end group
525 @group
526 (%i5) box (a^2 + b^2, term_1);
527                       term_1""""""""""""""
528                       "       2          "
529 (%o5)                 "(c - d)  + 1522756"
530                       """"""""""""""""""""
531 @end group
532 @group
533 (%i6) 1729 - box (1729);
534                                  """"""
535 (%o6)                     1729 - "1729"
536                                  """"""
537 @end group
538 @group
539 (%i7) boxchar: "-";
540 (%o7)                           -
541 @end group
542 @group
543 (%i8) box (sin(x) + cos(y));
544                         -----------------
545 (%o8)                   -cos(y) + sin(x)-
546                         -----------------
547 @end group
548 @end example
550 @opencatbox{Categories:}
551 @category{Expressions}
552 @closecatbox
553 @end deffn
555 @c -----------------------------------------------------------------------------
556 @anchor{boxchar}
557 @defvr {Option variable} boxchar
558 Default value: @code{"}
560 @code{boxchar} is the character used to draw the box in the @mref{box}@w{}
561 and in the @mref{dpart} and @mref{lpart} functions.
563 @code{boxchar} is only used when @code{display2d_unicode} is @code{false}.
565 All boxes in an expression are drawn with the current value of @code{boxchar};
566 the drawing character is not stored with the box expression.
568 @opencatbox{Categories:}
569 @category{Expressions}
570 @closecatbox
571 @end defvr
573 @c NEEDS CLARIFICATION !!!
575 @c -----------------------------------------------------------------------------
576 @anchor{collapse}
577 @deffn {Function} collapse (@var{expr})
579 Collapses @var{expr} by causing all of its common (i.e., equal) subexpressions
580 to share (i.e., use the same cells), thereby saving space.  (@code{collapse} is
581 a subroutine used by the @mref{optimize} command.)  Thus, calling
582 @code{collapse} may be useful after loading in a @mref{save} file.  You can
583 collapse several expressions together by using
584 @code{collapse ([@var{expr_1}, ..., @var{expr_n}])}.  Similarly, you can
585 collapse the elements of the array @code{A} by doing
586 @code{collapse (listarray ('A))}.
588 @opencatbox{Categories:}
589 @category{Expressions}
590 @closecatbox
591 @end deffn
593 @c -----------------------------------------------------------------------------
594 @anchor{copy}
595 @deffn {Function} copy (@var{e})
597 Return a copy of the Maxima expression @var{e}.  Although @var{e} can be any
598 Maxima expression, the copy function is the most useful when @var{e} is either 
599 a list or a matrix; consider:
601 @c ===beg===
602 @c m : [1,[2,3]]$
603 @c mm : m$
604 @c mm[2][1] : x$
605 @c m;
606 @c mm;
607 @c ===end===
608 @example
609 (%i1) m : [1,[2,3]]$
610 (%i2) mm : m$
611 (%i3) mm[2][1] : x$
612 @group
613 (%i4) m;
614 (%o4)                      [1, [x, 3]]
615 @end group
616 @group
617 (%i5) mm;
618 (%o5)                      [1, [x, 3]]
619 @end group
620 @end example
622 Let's try the same experiment, but this time let @var{mm} be a copy of @var{m}
624 @c ===beg===
625 @c m : [1,[2,3]]$
626 @c mm : copy(m)$
627 @c mm[2][1] : x$
628 @c m;
629 @c mm;
630 @c ===end===
631 @example
632 (%i1) m : [1,[2,3]]$
633 (%i2) mm : copy(m)$
634 (%i3) mm[2][1] : x$
635 @group
636 (%i4) m;
637 (%o4)                      [1, [2, 3]]
638 @end group
639 @group
640 (%i5) mm;
641 (%o5)                      [1, [x, 3]]
642 @end group
643 @end example
645 This time, the assignment to @var{mm} does not change the value of @var{m}.
647 @opencatbox{Categories:}
648 @category{Expressions}
649 @closecatbox
650 @end deffn
652 @c NEEDS WORK
654 @c -----------------------------------------------------------------------------
655 @anchor{disolate}
656 @deffn {Function} disolate (@var{expr}, @var{x_1}, @dots{}, @var{x_n})
658 is similar to @mref{isolate}@code{ (@var{expr}, @var{x})} except that it enables the
659 user to isolate more than one variable simultaneously.  This might be useful,
660 for example, if one were attempting to change variables in a multiple
661 integration, and that variable change involved two or more of the integration
662 variables.  This function is autoloaded from @file{simplification/disol.mac}.
663 A demo is available by @code{demo("disol")$}.
665 @opencatbox{Categories:}
666 @category{Expressions}
667 @closecatbox
668 @end deffn
670 @c -----------------------------------------------------------------------------
671 @anchor{dispform}
672 @deffn  {Function} dispform @
673 @fname{dispform} (@var{expr}) @
674 @fname{dispform} (@var{expr}, all)
676 Returns the external representation of @var{expr}.
678 @code{dispform(@var{expr})} returns the external representation with respect to
679 the main (top-level) operator.  @code{dispform(@var{expr}, all)} returns the
680 external representation with respect to all operators in @var{expr}.
682 See also @mrefcomma{part} @mrefcomma{inpart} and @mrefdot{inflag}
684 Examples:
686 The internal representation of @code{- x} is "negative one times @code{x}"
687 while the external representation is "minus @code{x}".
689 @c ===beg===
690 @c - x;
691 @c ?format (true, "~S~%", %);
692 @c dispform (- x);
693 @c ?format (true, "~S~%", %);
694 @c ===end===
695 @example
696 @group
697 (%i1) - x;
698 (%o1)                          - x
699 @end group
700 @group
701 (%i2) ?format (true, "~S~%", %);
702 ((MTIMES SIMP) -1 $X)
703 (%o2)                         false
704 @end group
705 @group
706 (%i3) dispform (- x);
707 (%o3)                          - x
708 @end group
709 @group
710 (%i4) ?format (true, "~S~%", %);
711 ((MMINUS SIMP) $X)
712 (%o4)                         false
713 @end group
714 @end example
716 The internal representation of @code{sqrt(x)} is "@code{x} to the power 1/2"
717 while the external representation is "square root of @code{x}".
719 @c ===beg===
720 @c sqrt (x);
721 @c ?format (true, "~S~%", %);
722 @c dispform (sqrt (x));
723 @c ?format (true, "~S~%", %);
724 @c ===end===
725 @example
726 @group
727 (%i1) sqrt (x);
728 (%o1)                        sqrt(x)
729 @end group
730 @group
731 (%i2) ?format (true, "~S~%", %);
732 ((MEXPT SIMP) $X ((RAT SIMP) 1 2))
733 (%o2)                         false
734 @end group
735 @group
736 (%i3) dispform (sqrt (x));
737 (%o3)                        sqrt(x)
738 @end group
739 @group
740 (%i4) ?format (true, "~S~%", %);
741 ((%SQRT SIMP) $X)
742 (%o4)                         false
743 @end group
744 @end example
746 Use of the optional argument @code{all}.
748 @c ===beg===
749 @c expr : sin (sqrt (x));
750 @c freeof (sqrt, expr);
751 @c freeof (sqrt, dispform (expr));
752 @c freeof (sqrt, dispform (expr, all));
753 @c ===end===
754 @example
755 @group
756 (%i1) expr : sin (sqrt (x));
757 (%o1)                     sin(sqrt(x))
758 @end group
759 @group
760 (%i2) freeof (sqrt, expr);
761 (%o2)                         true
762 @end group
763 @group
764 (%i3) freeof (sqrt, dispform (expr));
765 (%o3)                         true
766 @end group
767 @group
768 (%i4) freeof (sqrt, dispform (expr, all));
769 (%o4)                         false
770 @end group
771 @end example
773 @opencatbox{Categories:}
774 @category{Expressions}
775 @closecatbox
776 @end deffn
778 @c NEEDS WORK
780 @c -----------------------------------------------------------------------------
781 @anchor{dpart}
782 @deffn {Function} dpart (@var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
784 Selects the same subexpression as @mrefcomma{part} but instead of just returning
785 that subexpression as its value, it returns the whole expression with the
786 selected subexpression displayed inside a box.  The box is actually part of the
787 expression.
789 @c ===beg===
790 @c dpart (x+y/z^2, 1, 2, 1);
791 @c ===end===
792 @example
793 (%i1) dpart (x+y/z^2, 1, 2, 1);
794                              y
795 (%o1)                       ---- + x
796                                2
797                             """
798                             "z"
799                             """
800 @end example
802 @opencatbox{Categories:}
803 @category{Expressions}
804 @closecatbox
805 @end deffn
807 @c -----------------------------------------------------------------------------
808 @anchor{exptisolate}
809 @defvr {Option variable} exptisolate
810 Default value: @code{false}
812 @c WHAT DOES THIS MEAN EXACTLY ??
813 @code{exptisolate}, when @code{true}, causes @code{isolate (expr, var)} to
814 examine exponents of atoms (such as @code{%e}) which contain @code{var}.
816 @c NEED EXAMPLES HERE
817 @opencatbox{Categories:}
818 @category{Expressions}
819 @closecatbox
820 @end defvr
822 @c -----------------------------------------------------------------------------
823 @anchor{exptsubst}
824 @defvr {Option variable} exptsubst
825 Default value: @code{false}
827 @code{exptsubst}, when @code{true}, permits substitutions such as @code{y}
828 for @code{%e^x} in @code{%e^(a x)}.
830 @c ===beg===
831 @c %e^(a*x);
832 @c exptsubst;
833 @c subst(y, %e^x, %e^(a*x));
834 @c exptsubst: not exptsubst;
835 @c subst(y, %e^x, %e^(a*x));
836 @c ===end===
837 @example
838 @group
839 (%i1) %e^(a*x);
840                                 a x
841 (%o1)                         %e
842 @end group
843 @group
844 (%i2) exptsubst;
845 (%o2)                         false
846 @end group
847 @group
848 (%i3) subst(y, %e^x, %e^(a*x));
849                                 a x
850 (%o3)                         %e
851 @end group
852 @group
853 (%i4) exptsubst: not exptsubst;
854 (%o4)                         true
855 @end group
856 @group
857 (%i5) subst(y, %e^x, %e^(a*x));
858                                 a
859 (%o5)                          y
860 @end group
861 @end example
863 @opencatbox{Categories:}
864 @category{Exponential and logarithm functions}
865 @category{Expressions}
866 @closecatbox
867 @end defvr
869 @c -----------------------------------------------------------------------------
870 @anchor{freeof}
871 @deffn {Function} freeof (@var{x_1}, @dots{}, @var{x_n}, @var{expr})
873 @code{freeof (@var{x_1}, @var{expr})} returns @code{true} if no subexpression of
874 @var{expr} is equal to @var{x_1} or if @var{x_1} occurs only as a dummy variable
875 in @var{expr}, or if @var{x_1} is neither the noun nor verb form of any operator
876 in @var{expr}, and returns @code{false} otherwise.
878 @code{freeof (@var{x_1}, ..., @var{x_n}, @var{expr})} is equivalent to 
879 @code{freeof (@var{x_1}, @var{expr}) and ... and freeof (@var{x_n},
880 @var{expr})}.
882 The arguments @var{x_1}, @dots{}, @var{x_n} may be names of functions and
883 variables, subscripted names, operators (enclosed in double quotes), or general
884 expressions.  @code{freeof} evaluates its arguments.
886 @code{freeof} operates only on @var{expr} as it stands (after simplification and
887 evaluation) and does not attempt to determine if some equivalent expression 
888 would give a different result.  In particular, simplification may yield an
889 equivalent but different expression which comprises some different elements than
890 the original form of @var{expr}.
892 A variable is a dummy variable in an expression if it has no binding outside of 
893 the expression.  Dummy variables recognized by @code{freeof} are the index of a 
894 sum or product, the limit variable in @mrefcomma{limit} the integration variable
895 in the definite integral form of @mref{integrate}, the original variable in
896 @mrefcomma{laplace} formal variables in @mref{at} expressions, and arguments in
897 @mref{lambda} expressions.
899 The indefinite form of @code{integrate} is @i{not} free of its variable of 
900 integration.
902 Examples:
904 Arguments are names of functions, variables, subscripted names, operators, and 
905 expressions.  @code{freeof (a, b, expr)} is equivalent to 
906 @code{freeof (a, expr) and freeof (b, expr)}.
908 @c ===beg===
909 @c expr: z^3 * cos (a[1]) * b^(c+d);
910 @c freeof (z, expr);
911 @c freeof (cos, expr);
912 @c freeof (a[1], expr);
913 @c freeof (cos (a[1]), expr);
914 @c freeof (b^(c+d), expr);
915 @c freeof ("^", expr);
916 @c freeof (w, sin, a[2], sin (a[2]), b*(c+d), expr);
917 @c ===end===
918 @example
919 (%i1) expr: z^3 * cos (a[1]) * b^(c+d);
920                                  d + c  3
921 (%o1)                   cos(a ) b      z
922                              1
923 (%i2) freeof (z, expr);
924 (%o2)                         false
925 (%i3) freeof (cos, expr);
926 (%o3)                         false
927 (%i4) freeof (a[1], expr);
928 (%o4)                         false
929 (%i5) freeof (cos (a[1]), expr);
930 (%o5)                         false
931 (%i6) freeof (b^(c+d), expr);
932 (%o6)                         false
933 (%i7) freeof ("^", expr);
934 (%o7)                         false
935 (%i8) freeof (w, sin, a[2], sin (a[2]), b*(c+d), expr);
936 (%o8)                         true
937 @end example
939 @code{freeof} evaluates its arguments.
941 @c ===beg===
942 @c expr: (a+b)^5$
943 @c c: a$
944 @c freeof (c, expr);
945 @c ===end===
946 @example
947 (%i1) expr: (a+b)^5$
948 (%i2) c: a$
949 (%i3) freeof (c, expr);
950 (%o3)                         false
951 @end example
953 @code{freeof} does not consider equivalent expressions.
954 Simplification may yield an equivalent but different expression.
956 @c ===beg===
957 @c expr: (a+b)^5$
958 @c expand (expr);
959 @c freeof (a+b, %);
960 @c freeof (a+b, expr);
961 @c exp (x);
962 @c freeof (exp, exp (x));
963 @c ===end===
964 @example
965 (%i1) expr: (a+b)^5$
966 (%i2) expand (expr);
967           5        4       2  3       3  2      4      5
968 (%o2)    b  + 5 a b  + 10 a  b  + 10 a  b  + 5 a  b + a
969 (%i3) freeof (a+b, %);
970 (%o3)                         true
971 (%i4) freeof (a+b, expr);
972 (%o4)                         false
973 (%i5) exp (x);
974                                  x
975 (%o5)                          %e
976 (%i6) freeof (exp, exp (x));
977 (%o6)                         true
978 @end example
980 A summation or definite integral is free of its dummy variable.
981 An indefinite integral is not free of its variable of integration.
983 @c ===beg===
984 @c freeof (i, 'sum (f(i), i, 0, n));
985 @c freeof (x, 'integrate (x^2, x, 0, 1));
986 @c freeof (x, 'integrate (x^2, x));
987 @c ===end===
988 @example
989 (%i1) freeof (i, 'sum (f(i), i, 0, n));
990 (%o1)                         true
991 (%i2) freeof (x, 'integrate (x^2, x, 0, 1));
992 (%o2)                         true
993 (%i3) freeof (x, 'integrate (x^2, x));
994 (%o3)                         false
995 @end example
997 @opencatbox{Categories:}
998 @category{Expressions}
999 @closecatbox
1000 @end deffn
1002 @c -----------------------------------------------------------------------------
1003 @anchor{inflag}
1004 @defvr {Option variable} inflag
1005 Default value: @code{false}
1007 When @code{inflag} is @code{true}, functions for part extraction inspect the
1008 internal form of @code{expr}.
1010 Note that the simplifier re-orders expressions.  Thus @code{first (x + y)}
1011 returns @code{x} if @code{inflag} is @code{true} and @code{y} if @code{inflag}
1012 is @code{false}.  (@code{first (y + x)} gives the same results.)
1014 Also, setting @code{inflag} to @code{true} and calling @mref{part} or
1015 @mref{substpart} is the same as calling @mref{inpart} or @mrefdot{substinpart}
1017 Functions affected by the setting of @code{inflag} are: @mrefcomma{part}@w{}
1018 @mrefcomma{substpart} @mrefcomma{first} @mrefcomma{rest} @mrefcomma{last}@w{}
1019 @mrefcomma{length} the @mref{for} @dots{} @code{in} construct,
1020 @mrefcomma{map} @mrefcomma{fullmap} @mrefcomma{maplist} @mref{reveal} and
1021 @mrefdot{pickapart}
1023 @c NEED EXAMPLES HERE
1024 @opencatbox{Categories:}
1025 @category{Expressions}
1026 @closecatbox
1027 @end defvr
1029 @c NEEDS WORK
1031 @c -----------------------------------------------------------------------------
1032 @anchor{inpart}
1033 @deffn {Function} inpart (@var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
1035 is similar to @mref{part} but works on the internal representation of the
1036 expression rather than the displayed form and thus may be faster since no
1037 formatting is done.  Care should be taken with respect to the order of
1038 subexpressions in sums and products (since the order of variables in the
1039 internal form is often different from that in the displayed form) and in dealing
1040 with unary minus, subtraction, and division (since these operators are removed
1041 from the expression).  @code{part (x+y, 0)} or @code{inpart (x+y, 0)} yield
1042 @code{+}, though in order to refer to the operator it must be enclosed in "s.
1043 For example @code{... if inpart (%o9,0) = "+" then ...}.
1045 Examples:
1047 @c ===beg===
1048 @c x + y + w*z;
1049 @c inpart (%, 3, 2);
1050 @c part (%th (2), 1, 2);
1051 @c 'limit (f(x)^g(x+1), x, 0, minus);
1052 @c inpart (%, 1, 2);
1053 @c ===end===
1054 @example
1055 (%i1) x + y + w*z;
1056 (%o1)                      w z + y + x
1057 (%i2) inpart (%, 3, 2);
1058 (%o2)                           z
1059 (%i3) part (%th (2), 1, 2);
1060 (%o3)                           z
1061 (%i4) 'limit (f(x)^g(x+1), x, 0, minus);
1062                                   g(x + 1)
1063 (%o4)                 limit   f(x)
1064                       x -> 0-
1065 (%i5) inpart (%, 1, 2);
1066 (%o5)                       g(x + 1)
1067 @end example
1069 @opencatbox{Categories:}
1070 @category{Expressions}
1071 @closecatbox
1072 @end deffn
1074 @c NEEDS WORK
1076 @c -----------------------------------------------------------------------------
1077 @anchor{isolate}
1078 @deffn {Function} isolate (@var{expr}, @var{x})
1080 Returns @var{expr} with subexpressions which are sums and which do not contain
1081 @var{var} replaced by intermediate expression labels (these being atomic symbols
1082 like @code{%t1}, @code{%t2}, @dots{}).  This is often useful to avoid
1083 unnecessary expansion of subexpressions which don't contain the variable of
1084 interest.  Since the intermediate labels are bound to the subexpressions they
1085 can all be substituted back by evaluating the expression in which they occur.
1087 @mref{exptisolate} (default value: @code{false}) if @code{true} will cause
1088 @code{isolate} to examine exponents of atoms (like @code{%e}) which contain
1089 @var{var}.
1091 @code{isolate_wrt_times} if @code{true}, then @code{isolate} will also isolate
1092 with respect to products.  See @mrefdot{isolate_wrt_times} See also @mrefdot{disolate}
1095 Do @code{example (isolate)} for examples.
1097 @opencatbox{Categories:}
1098 @category{Expressions}
1099 @closecatbox
1100 @end deffn
1102 @c NEEDS WORK
1104 @c -----------------------------------------------------------------------------
1105 @anchor{isolate_wrt_times}
1106 @defvr {Option variable} isolate_wrt_times
1107 Default value: @code{false}
1109 When @code{isolate_wrt_times} is @code{true}, @code{isolate} will also isolate
1110 with respect to products.  E.g. compare both settings of the switch on
1112 @example
1113 (%i1) isolate_wrt_times: true$
1114 (%i2) isolate (expand ((a+b+c)^2), c);
1116 (%t2)                          2 a
1119 (%t3)                          2 b
1121                           2            2
1122 (%t4)                    b  + 2 a b + a
1124                      2
1125 (%o4)               c  + %t3 c + %t2 c + %t4
1126 (%i4) isolate_wrt_times: false$
1127 (%i5) isolate (expand ((a+b+c)^2), c);
1128                      2
1129 (%o5)               c  + 2 b c + 2 a c + %t4
1130 @end example
1132 @opencatbox{Categories:}
1133 @category{Expressions}
1134 @closecatbox
1135 @end defvr
1137 @c NEEDS EXAMPLES
1139 @c -----------------------------------------------------------------------------
1140 @anchor{listconstvars}
1141 @defvr {Option variable} listconstvars
1142 Default value: @code{false}
1144 When @code{listconstvars} is @code{true} the list returned by
1145 @code{listofvars} contains constant variables, such as @code{%e},
1146 @code{%pi}, @code{%i} or any variables declared as constant that
1147 occur in @var{expr}. A variable is declared as @code{constant}
1148 type via @mref{declare}, and @mref{constantp} returns @code{true}
1149 for all variables declared as @code{constant}. The default is to
1150 omit constant variables from @code{listofvars} return value.
1152 @opencatbox{Categories:}
1153 @category{Expressions}
1154 @closecatbox
1155 @end defvr
1157 @c -----------------------------------------------------------------------------
1158 @anchor{listdummyvars}
1159 @defvr {Option variable} listdummyvars
1160 Default value: @code{true}
1162 When @code{listdummyvars} is @code{false}, "dummy variables" in the expression
1163 will not be included in the list returned by @mrefdot{listofvars}  (The meaning
1164 of "dummy variables" is as given in @mrefdot{freeof}  "Dummy variables" are
1165 mathematical things like the index of a sum or product, the limit variable,
1166 and the definite integration variable.)
1168 Example:
1170 @c ===beg===
1171 @c listdummyvars: true$
1172 @c listofvars ('sum(f(i), i, 0, n));
1173 @c listdummyvars: false$
1174 @c listofvars ('sum(f(i), i, 0, n));
1175 @c ===end===
1176 @example
1177 (%i1) listdummyvars: true$
1178 (%i2) listofvars ('sum(f(i), i, 0, n));
1179 (%o2)                        [i, n]
1180 (%i3) listdummyvars: false$
1181 (%i4) listofvars ('sum(f(i), i, 0, n));
1182 (%o4)                          [n]
1183 @end example
1185 @opencatbox{Categories:}
1186 @category{Expressions}
1187 @closecatbox
1188 @end defvr
1190 @c NEEDS WORK
1192 @c -----------------------------------------------------------------------------
1193 @anchor{listofvars}
1194 @deffn {Function} listofvars (@var{expr})
1196 Returns a list of the variables in @var{expr}.
1198 @mref{listconstvars} if @code{true} causes @code{listofvars} to include 
1199 @code{%e}, @code{%pi}, @code{%i}, and any variables declared constant in the 
1200 list it returns if they appear in @var{expr}.  The default is to omit these.
1202 See also the option variable @mref{listdummyvars} to exclude or include
1203 "dummy variables" in the list of variables.
1205 @c ===beg===
1206 @c listofvars (f (x[1]+y) / g^(2+a));
1207 @c ===end===
1208 @example
1209 (%i1) listofvars (f (x[1]+y) / g^(2+a));
1210 (%o1)                     [g, a, x , y]
1211                                   1
1212 @end example
1214 @opencatbox{Categories:}
1215 @category{Expressions}
1216 @closecatbox
1217 @end deffn
1219 @c NEEDS WORK
1221 @c -----------------------------------------------------------------------------
1222 @anchor{lfreeof}
1223 @deffn {Function} lfreeof (@var{list}, @var{expr})
1225 For each member @var{m} of @var{list}, calls
1226 @code{freeof (@var{m}, @var{expr})}.  It returns @code{false} if any call to
1227 @mref{freeof} does and @code{true} otherwise.
1229 Example:
1231 @c ===beg===
1232 @c lfreeof ([ a, x], x^2+b);
1233 @c lfreeof ([ b, x], x^2+b);
1234 @c lfreeof ([ a, y], x^2+b);
1235 @c ===end===
1236 @example
1237 @group
1238 (%i1) lfreeof ([ a, x], x^2+b);
1239 (%o1)                         false
1240 @end group
1241 @group
1242 (%i2) lfreeof ([ b, x], x^2+b);
1243 (%o2)                         false
1244 @end group
1245 @group
1246 (%i3) lfreeof ([ a, y], x^2+b);
1247 (%o3)                         true
1248 @end group
1249 @end example
1251 @opencatbox{Categories:}
1252 @category{Expressions}
1253 @closecatbox
1254 @end deffn
1256 @c NEEDS WORK
1258 @c -----------------------------------------------------------------------------
1259 @anchor{lpart}
1260 @deffn {Function} lpart (@var{label}, @var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
1262 is similar to @mref{dpart} but uses a labelled box.  A labelled box is similar
1263 to the one produced by @code{dpart} but it has a name in the top line.
1265 @opencatbox{Categories:}
1266 @category{Expressions}
1267 @closecatbox
1268 @end deffn
1270 @c NEEDS CLARIFICATION, EXAMPLES
1272 @c -----------------------------------------------------------------------------
1273 @anchor{mainvar}
1274 @defvr {Property} mainvar
1276 You may declare variables to be @code{mainvar}.  The ordering scale for atoms is
1277 essentially: numbers @code{<} constants (e.g., @code{%e}, @code{%pi}) @code{<} scalars @code{<} other
1278 variables @code{<} mainvars.  E.g., compare @code{expand ((X+Y)^4)} with
1279 @code{(declare (x, mainvar), expand ((x+y)^4))}.  (Note: Care should be taken if
1280 you elect to use the above feature.  E.g., if you subtract an expression in
1281 which @code{x} is a @code{mainvar} from one in which @code{x} isn't a
1282 @code{mainvar}, resimplification e.g. with @code{ev (expr, simp)} may be
1283 necessary if cancellation is to occur.  Also, if you save an expression in which
1284 @code{x} is a @code{mainvar}, you probably should also save @code{x}.)
1286 @opencatbox{Categories:}
1287 @category{Declarations and inferences}
1288 @category{Expressions}
1289 @closecatbox
1290 @end defvr
1292 @c NEEDS CLARIFICATION, EXAMPLES
1294 @c -----------------------------------------------------------------------------
1295 @anchor{noun}
1296 @defvr {Property} noun
1298 @code{noun} is one of the options of the @mref{declare} command.  It makes a
1299 function so declared a "noun", meaning that it won't be evaluated
1300 automatically.
1302 Example:
1304 @c ===beg===
1305 @c factor (12345678);
1306 @c declare (factor, noun);
1307 @c factor (12345678);
1308 @c ''%, nouns;
1309 @c ===end===
1310 @example
1311 @group
1312 (%i1) factor (12345678);
1313                              2
1314 (%o1)                     2 3  47 14593
1315 @end group
1316 @group
1317 (%i2) declare (factor, noun);
1318 (%o2)                         done
1319 @end group
1320 @group
1321 (%i3) factor (12345678);
1322 (%o3)                   factor(12345678)
1323 @end group
1324 @group
1325 (%i4) ''%, nouns;
1326                              2
1327 (%o4)                     2 3  47 14593
1328 @end group
1329 @end example
1331 @opencatbox{Categories:}
1332 @category{Nouns and verbs}
1333 @closecatbox
1334 @end defvr
1336 @c NEEDS CLARIFICATION, EXAMPLES
1338 @c -----------------------------------------------------------------------------
1339 @anchor{noundisp}
1340 @defvr {Option variable} noundisp
1341 Default value: @code{false}
1343 When @code{noundisp} is @code{true}, nouns display with
1344 a single quote.  This switch is always @code{true} when displaying function
1345 definitions.
1347 @opencatbox{Categories:}
1348 @category{Display flags and variables}
1349 @category{Nouns and verbs}
1350 @closecatbox
1351 @end defvr
1353 @c NEEDS WORK
1355 @c -----------------------------------------------------------------------------
1356 @anchor{nounify}
1357 @deffn {Function} nounify (@var{f})
1359 Returns the noun form of the function name @var{f}.  This is
1360 needed if one wishes to refer to the name of a verb function as if it
1361 were a noun.  Note that some verb functions will return their noun
1362 forms if they can't be evaluated for certain arguments.  This is also
1363 the form returned if a function call is preceded by a quote.
1365 See also @mrefdot{verbify}
1367 @opencatbox{Categories:}
1368 @category{Nouns and verbs}
1369 @closecatbox
1370 @end deffn
1372 @c NEEDS WORK
1374 @c -----------------------------------------------------------------------------
1375 @anchor{nterms}
1376 @deffn {Function} nterms (@var{expr})
1378 Returns the number of terms that @var{expr} would have if it were fully
1379 expanded out and no cancellations or combination of terms occurred.
1380 Note that expressions like @code{sin (@var{expr})}, @code{sqrt (@var{expr})},
1381 @code{exp (@var{expr})}, etc. count as just one term regardless of how many
1382 terms @var{expr} has (if it is a sum).
1384 @opencatbox{Categories:}
1385 @category{Expressions}
1386 @closecatbox
1387 @end deffn
1389 @c NEEDS WORK
1391 @c -----------------------------------------------------------------------------
1392 @anchor{op}
1393 @deffn {Function} op (@var{expr})
1395 Returns the main operator of the expression @var{expr}.
1396 This is equivalent to @code{part (@var{expr}, 0)} with @code{partswitch} set
1397 to @code{false}.
1399 @code{op} returns a string if the main operator is a built-in or user-defined
1400 prefix, binary or n-ary infix, postfix, matchfix, or nofix operator.
1401 Otherwise, if @var{expr} is a subscripted function expression, @code{op}
1402 returns the subscripted function; in this case the return value is not an atom.
1403 Otherwise, @var{expr} is a @mref{memoizing function} or ordinary function expression,
1404 and @code{op} returns a symbol.
1406 @code{op} observes the value of the global flag @mrefdot{inflag}
1408 @code{op} evaluates it argument.
1410 See also @mrefdot{args}
1412 Examples:
1414 @c ===beg===
1415 @c stringdisp: true$
1416 @c op (a * b * c);
1417 @c op (a * b + c);
1418 @c op ('sin (a + b));
1419 @c op (a!);
1420 @c op (-a);
1421 @c op ([a, b, c]);
1422 @c op ('(if a > b then c else d));
1423 @c op ('foo (a));
1424 @c prefix (foo);
1425 @c op (foo a);
1426 @c op (F [x, y] (a, b, c));
1427 @c op (G [u, v, w]);
1428 @c ===end===
1429 @example
1430 (%i1) stringdisp: true$
1431 @group
1432 (%i2) op (a * b * c);
1433 (%o2)                          "*"
1434 @end group
1435 @group
1436 (%i3) op (a * b + c);
1437 (%o3)                          "+"
1438 @end group
1439 @group
1440 (%i4) op ('sin (a + b));
1441 (%o4)                          sin
1442 @end group
1443 @group
1444 (%i5) op (a!);
1445 (%o5)                          "!"
1446 @end group
1447 @group
1448 (%i6) op (-a);
1449 (%o6)                          "-"
1450 @end group
1451 @group
1452 (%i7) op ([a, b, c]);
1453 (%o7)                          "["
1454 @end group
1455 @group
1456 (%i8) op ('(if a > b then c else d));
1457 (%o8)                         "if"
1458 @end group
1459 @group
1460 (%i9) op ('foo (a));
1461 (%o9)                          foo
1462 @end group
1463 @group
1464 (%i10) prefix (foo);
1465 (%o10)                        "foo"
1466 @end group
1467 @group
1468 (%i11) op (foo a);
1469 (%o11)                        "foo"
1470 @end group
1471 @group
1472 (%i12) op (F [x, y] (a, b, c));
1473 (%o12)                        F
1474                                x, y
1475 @end group
1476 @group
1477 (%i13) op (G [u, v, w]);
1478 (%o13)                          G
1479 @end group
1480 @end example
1482 @opencatbox{Categories:}
1483 @category{Expressions}
1484 @category{Operators}
1485 @closecatbox
1486 @end deffn
1488 @c NEEDS WORK
1490 @c -----------------------------------------------------------------------------
1491 @anchor{operatorp}
1492 @deffn  {Function} operatorp @
1493 @fname{operatorp} (@var{expr}, @var{op}) @
1494 @fname{operatorp} (@var{expr}, [@var{op_1}, @dots{}, @var{op_n}])
1496 @code{operatorp (@var{expr}, @var{op})} returns @code{true}
1497 if @var{op} is equal to the operator of @var{expr}.
1499 @code{operatorp (@var{expr}, [@var{op_1}, ..., @var{op_n}])} returns
1500 @code{true} if some element @var{op_1}, @dots{}, @var{op_n} is equal to the
1501 operator of @var{expr}.
1503 @code{operatorp} observes the value of the global flag @mrefdot{inflag}
1505 @opencatbox{Categories:}
1506 @category{Operators}
1507 @category{Predicate functions}
1508 @closecatbox
1509 @end deffn
1511 @c NEEDS CLARIFICATION, EXAMPLES
1513 @c -----------------------------------------------------------------------------
1514 @anchor{option_opsubst}
1515 @defvr {Option variable} opsubst
1516 Default value: @code{true}
1518 When @code{opsubst} is @code{false}, @mref{subst} does not attempt to
1519 substitute into the operator of an expression.  E.g., 
1520 @code{(opsubst: false, subst (x^2, r, r+r[0]))} will work.
1522 @c ===beg===
1523 @c r+r[0];
1524 @c opsubst;
1525 @c subst (x^2, r, r+r[0]);
1526 @c opsubst: not opsubst;
1527 @c subst (x^2, r, r+r[0]);
1528 @c ===end===
1529 @example
1530 @group
1531 (%i1) r+r[0];
1532 (%o1)                        r + r
1533                                   0
1534 @end group
1535 @group
1536 (%i2) opsubst;
1537 (%o2)                         true
1538 @end group
1539 @group
1540 (%i3) subst (x^2, r, r+r[0]);
1541                             2     2
1542 (%o3)                      x  + (x )
1543                                     0
1544 @end group
1545 @group
1546 (%i4) opsubst: not opsubst;
1547 (%o4)                         false
1548 @end group
1549 @group
1550 (%i5) subst (x^2, r, r+r[0]);
1551                               2
1552 (%o5)                        x  + r
1553                                    0
1554 @end group
1555 @end example
1557 @opencatbox{Categories:}
1558 @category{Expressions}
1559 @closecatbox
1560 @end defvr
1562 @c NEEDS WORK
1564 @c -----------------------------------------------------------------------------
1565 @anchor{optimize}
1566 @deffn {Function} optimize (@var{expr})
1568 Returns an expression that produces the same value and
1569 side effects as @var{expr} but does so more efficiently by avoiding the
1570 recomputation of common subexpressions.  @code{optimize} also has the side
1571 effect of "collapsing" its argument so that all common subexpressions
1572 are shared.  Do @code{example (optimize)} for examples.
1574 @opencatbox{Categories:}
1575 @category{Expressions}
1576 @closecatbox
1577 @end deffn
1580 @c -----------------------------------------------------------------------------
1581 @anchor{optimprefix}
1582 @defvr {Option variable} optimprefix
1583 Default value: @code{%}
1585 @code{optimprefix} is the prefix used for generated symbols by
1586 the @mref{optimize} command.
1588 @opencatbox{Categories:}
1589 @category{Expressions}
1590 @closecatbox
1591 @end defvr
1593 @c -----------------------------------------------------------------------------
1594 @anchor{ordergreat}
1595 @anchor{orderless}
1596 @deffn  {Function} ordergreat (@var{v_1}, @dots{}, @var{v_n})
1597 @deffnx {Function} orderless (@var{v_1}, @dots{}, @var{v_n})
1599 @code{ordergreat} changes the canonical ordering of Maxima expressions
1600 such that @var{v_1} succeeds @var{v_2} succeeds @dots{}  succeeds @var{v_n},
1601 and @var{v_n} succeeds any other symbol not mentioned as an argument.
1603 @code{orderless} changes the canonical ordering of Maxima expressions
1604 such that @var{v_1} precedes @var{v_2} precedes @dots{} precedes @var{v_n},
1605 and @var{v_n} precedes any other variable not mentioned as an argument.
1607 The order established by @code{ordergreat} and @code{orderless} is dissolved
1608 by @mrefdot{unorder}  @code{ordergreat} and @code{orderless} can be called only
1609 once each, unless @code{unorder} is called; only the last call to
1610 @code{ordergreat} and @code{orderless} has any effect.
1612 See also @mrefdot{ordergreatp}
1614 @opencatbox{Categories:}
1615 @category{Expressions}
1616 @closecatbox
1617 @end deffn
1619 @c -----------------------------------------------------------------------------
1620 @anchor{ordergreatp}
1621 @anchor{orderlessp}
1622 @deffn  {Function} ordergreatp (@var{expr_1}, @var{expr_2})
1623 @deffnx {Function} orderlessp (@var{expr_1}, @var{expr_2})
1625 @code{ordergreatp} returns @code{true} if @var{expr_1} succeeds @var{expr_2} in
1626 the canonical ordering of Maxima expressions, and @code{false} otherwise.
1628 @code{orderlessp} returns @code{true} if @var{expr_1} precedes @var{expr_2} in
1629 the canonical ordering of Maxima expressions, and @code{false} otherwise.
1631 All Maxima atoms and expressions are comparable under @code{ordergreatp} and
1632 @code{orderlessp}, although there are isolated examples of expressions for which
1633 these predicates are not transitive; that is a bug.
1635 The canonical ordering of atoms (symbols, literal numbers, and strings) is the
1636 following.
1638 (integers and floats) precede (bigfloats) precede
1639 (declared constants) precede (strings) precede (declared scalars)
1640 precede (first argument to @mref{orderless}) precedes @dots{} precedes
1641 (last argument to @code{orderless}) precedes (other symbols) precede
1642 (last argument to @mref{ordergreat}) precedes @dots{} precedes
1643 (first argument to @code{ordergreat}) precedes (declared main variables)
1645 For non-atomic expressions, the canonical ordering is derived from the ordering
1646 for atoms.  For the built-in @code{+} @code{*} and @code{^} operators,
1647 the ordering is not easily summarized.  For other built-in operators and all
1648 other functions and operators, expressions are ordered by their arguments
1649 (beginning with the first argument), then by the name of the operator or
1650 function.  In the case of subscripted expressions, the subscripted symbol is
1651 considered the operator and the subscript is considered an argument.
1653 The canonical ordering of expressions is modified by the functions
1654 @mref{ordergreat} and @mrefcomma{orderless} and the @mrefcomma{mainvar}@w{}
1655 @mrefcomma{constant} and @code{scalar} declarations.
1657 See also @mrefdot{sort}
1659 Examples:
1661 Ordering ordinary symbols and constants.
1662 Note that @code{%pi} is not ordered according to its numerical value.
1664 @c ===beg===
1665 @c stringdisp : true;
1666 @c sort ([%pi, 3b0, 3.0, x, X, "foo", 3, a, 4, "bar", 4.0, 4b0]);
1667 @c ===end===
1668 @example
1669 @group
1670 (%i1) stringdisp : true;
1671 (%o1)                         true
1672 @end group
1673 @group
1674 (%i2) sort ([%pi, 3b0, 3.0, x, X, "foo", 3, a, 4, "bar", 4.0, 4b0]);
1675 (%o2) [3, 3.0, 4, 4.0, 3.0b0, 4.0b0, %pi, "bar", "foo", X, a, x]
1676 @end group
1677 @end example
1679 Effect of @code{ordergreat} and @code{orderless} functions.
1681 @c ===beg===
1682 @c sort ([M, H, K, T, E, W, G, A, P, J, S]);
1683 @c ordergreat (S, J);
1684 @c orderless (M, H);
1685 @c sort ([M, H, K, T, E, W, G, A, P, J, S]);
1686 @c ===end===
1687 @example
1688 @group
1689 (%i1) sort ([M, H, K, T, E, W, G, A, P, J, S]);
1690 (%o1)           [A, E, G, H, J, K, M, P, S, T, W]
1691 @end group
1692 @group
1693 (%i2) ordergreat (S, J);
1694 (%o2)                         done
1695 @end group
1696 @group
1697 (%i3) orderless (M, H);
1698 (%o3)                         done
1699 @end group
1700 @group
1701 (%i4) sort ([M, H, K, T, E, W, G, A, P, J, S]);
1702 (%o4)           [M, H, A, E, G, K, P, T, W, J, S]
1703 @end group
1704 @end example
1706 Effect of @code{mainvar}, @code{constant}, and @code{scalar} declarations.
1708 @c ===beg===
1709 @c sort ([aa, foo, bar, bb, baz, quux, cc, dd, A1, B1, C1]);
1710 @c declare (aa, mainvar);
1711 @c declare ([baz, quux], constant);
1712 @c declare ([A1, B1], scalar);
1713 @c sort ([aa, foo, bar, bb, baz, quux, cc, dd, A1, B1, C1]);
1714 @c ===end===
1715 @example
1716 @group
1717 (%i1) sort ([aa, foo, bar, bb, baz, quux, cc, dd, A1, B1, C1]);
1718 (%o1)   [A1, B1, C1, aa, bar, baz, bb, cc, dd, foo, quux]
1719 @end group
1720 @group
1721 (%i2) declare (aa, mainvar);
1722 (%o2)                         done
1723 @end group
1724 @group
1725 (%i3) declare ([baz, quux], constant);
1726 (%o3)                         done
1727 @end group
1728 @group
1729 (%i4) declare ([A1, B1], scalar);
1730 (%o4)                         done
1731 @end group
1732 @group
1733 (%i5) sort ([aa, foo, bar, bb, baz, quux, cc, dd, A1, B1, C1]);
1734 (%o5)   [baz, quux, A1, B1, C1, bar, bb, cc, dd, foo, aa]
1735 @end group
1736 @end example
1738 Ordering non-atomic expressions.
1740 @c ===beg===
1741 @c sort ([1, 2, n, f(1), f(2), f(2, 1), g(1), g(1, 2), g(n), 
1742 @c        f(n, 1)]);
1743 @c sort ([foo(1), X[1], X[k], foo(k), 1, k]);
1744 @c ===end===
1745 @example
1746 @group
1747 (%i1) sort ([1, 2, n, f(1), f(2), f(2, 1), g(1), g(1, 2), g(n),
1748        f(n, 1)]);
1749 (%o1) [1, 2, f(1), g(1), g(1, 2), f(2), f(2, 1), n, g(n), 
1750                                                          f(n, 1)]
1751 @end group
1752 @group
1753 (%i2) sort ([foo(1), X[1], X[k], foo(k), 1, k]);
1754 (%o2)            [1, X , foo(1), k, X , foo(k)]
1755                       1              k
1756 @end group
1757 @end example
1759 @opencatbox{Categories:}
1760 @category{Expressions}
1761 @category{Predicate functions}
1762 @closecatbox
1763 @end deffn
1765 @c NEEDS WORK
1767 @c -----------------------------------------------------------------------------
1768 @anchor{part}
1769 @deffn {Function} part (@var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
1771 Returns parts of the displayed form of @code{expr}.  It obtains the part of
1772 @code{expr} as specified by the indices @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k}.  First
1773 part @var{n_1} of @code{expr} is obtained, then part @var{n_2} of that, etc.
1774 The result is part @var{n_k} of @dots{} part @var{n_2} of part @var{n_1} of
1775 @code{expr}.  If no indices are specified @code{expr} is returned.
1777 @code{part} can be used to obtain an element of a list, a row of a matrix, etc.
1779 @c "If the last argument to a part function" => FOLLOWING APPLIES TO OTHER FUNCTIONS ??
1780 @c ATTEMPT TO VERIFY; IF SO, COPY THIS COMMENTARY TO DESCRIPTIONS OF OTHER FUNCTIONS
1781 If the last argument to a @code{part} function is a list of indices then
1782 several subexpressions are picked out, each one corresponding to an
1783 index of the list.  Thus @code{part (x + y + z, [1, 3])} is @code{z+x}.
1785 @mref{piece} holds the last expression selected when using the @code{part}
1786 functions.  It is set during the execution of the function and thus
1787 may be referred to in the function itself as shown below.
1789 If @mref{partswitch} is set to @code{true} then @code{end} is returned when a
1790 selected part of an expression doesn't exist, otherwise an error message is
1791 given.
1793 See also @mrefcomma{inpart} @mrefcomma{substpart} @mrefcomma{substinpart}@w{}
1794 @mrefcomma{dpart} and @mrefdot{lpart}
1796 Examples:
1798 @c ===beg===
1799 @c part(z+2*y+a,2);
1800 @c part(z+2*y+a,[1,3]);
1801 @c part(z+2*y+a,2,1);
1802 @c ===end===
1803 @example
1804 @group
1805 (%i1) part(z+2*y+a,2);
1806 (%o1)                          2 y
1807 @end group
1808 @group
1809 (%i2) part(z+2*y+a,[1,3]);
1810 (%o2)                         z + a
1811 @end group
1812 @group
1813 (%i3) part(z+2*y+a,2,1);
1814 (%o3)                           2
1815 @end group
1816 @end example
1818 @code{example (part)} displays additional examples.
1820 @opencatbox{Categories:}
1821 @category{Expressions}
1822 @closecatbox
1823 @end deffn
1825 @c NEEDS WORK
1827 @c -----------------------------------------------------------------------------
1828 @anchor{partition}
1829 @deffn {Function} partition (@var{expr}, @var{x})
1831 Returns a list of two expressions.  They are (1) the factors of @var{expr}
1832 (if it is a product), the terms of @var{expr} (if it is a sum), or the list
1833 (if it is a list) which don't contain @var{x} and, (2) the factors, terms,
1834 or list which do.
1836 Examples:
1838 @c ===beg===
1839 @c partition (2*a*x*f(x), x);
1840 @c partition (a+b, x);
1841 @c partition ([a, b, f(a), c], a);
1842 @c ===end===
1843 @example
1844 (%i1) partition (2*a*x*f(x), x);
1845 (%o1)                     [2 a, x f(x)]
1846 (%i2) partition (a+b, x);
1847 (%o2)                      [b + a, 0]
1848 (%i3) partition ([a, b, f(a), c], a); 
1849 (%o3)                  [[b, c], [a, f(a)]]
1850 @end example
1852 @opencatbox{Categories:}
1853 @category{Expressions}
1854 @closecatbox
1855 @end deffn
1857 @c NEEDS EXAMPLE
1859 @c -----------------------------------------------------------------------------
1860 @anchor{partswitch}
1861 @defvr {Option variable} partswitch
1862 Default value: @code{false}
1864 When @code{partswitch} is @code{true}, @code{end} is returned
1865 when a selected part of an expression doesn't exist, otherwise an
1866 error message is given.
1868 @opencatbox{Categories:}
1869 @category{Expressions}
1870 @closecatbox
1871 @end defvr
1873 @c -----------------------------------------------------------------------------
1874 @anchor{pickapart}
1875 @deffn {Function} pickapart (@var{expr}, @var{n})
1877 Assigns intermediate expression labels to subexpressions of @var{expr} at depth
1878 @var{n}, an integer.  Subexpressions at greater or lesser depths are not
1879 assigned labels.  @code{pickapart} returns an expression in terms of
1880 intermediate expressions equivalent to the original expression @var{expr}.
1882 See also @mrefcomma{part} @mrefcomma{dpart} @mrefcomma{lpart}@w{}
1883 @mrefcomma{inpart} and @mrefdot{reveal}
1885 Examples:
1887 @example
1888 (%i1) expr: (a+b)/2 + sin (x^2)/3 - log (1 + sqrt(x+1));
1889                                           2
1890                                      sin(x )   b + a
1891 (%o1)       - log(sqrt(x + 1) + 1) + ------- + -----
1892                                         3        2
1893 (%i2) pickapart (expr, 0);
1894 @group
1895                                           2
1896                                      sin(x )   b + a
1897 (%t2)       - log(sqrt(x + 1) + 1) + ------- + -----
1898                                         3        2
1899 @end group
1900 (%o2)                          %t2
1901 (%i3) pickapart (expr, 1);
1903 (%t3)                - log(sqrt(x + 1) + 1)
1906                                   2
1907                              sin(x )
1908 (%t4)                        -------
1909                                 3
1912                               b + a
1913 (%t5)                         -----
1914                                 2
1916 (%o5)                    %t5 + %t4 + %t3
1917 (%i5) pickapart (expr, 2);
1919 (%t6)                 log(sqrt(x + 1) + 1)
1922                                   2
1923 (%t7)                        sin(x )
1926 (%t8)                         b + a
1928                          %t8   %t7
1929 (%o8)                    --- + --- - %t6
1930                           2     3
1931 (%i8) pickapart (expr, 3);
1933 (%t9)                    sqrt(x + 1) + 1
1936                                 2
1937 (%t10)                         x
1939                   b + a              sin(%t10)
1940 (%o10)            ----- - log(%t9) + ---------
1941                     2                    3
1942 (%i10) pickapart (expr, 4);
1944 (%t11)                     sqrt(x + 1)
1945 @group
1946                       2
1947                  sin(x )   b + a
1948 (%o11)           ------- + ----- - log(%t11 + 1)
1949                     3        2
1950 @end group
1951 (%i11) pickapart (expr, 5);
1953 (%t12)                        x + 1
1955                    2
1956               sin(x )   b + a
1957 (%o12)        ------- + ----- - log(sqrt(%t12) + 1)
1958                  3        2
1959 (%i12) pickapart (expr, 6);
1960                   2
1961              sin(x )   b + a
1962 (%o12)       ------- + ----- - log(sqrt(x + 1) + 1)
1963                 3        2
1964 @end example
1966 @opencatbox{Categories:}
1967 @category{Expressions}
1968 @closecatbox
1969 @end deffn
1971 @c NEEDS WORK
1973 @c -----------------------------------------------------------------------------
1974 @anchor{piece}
1975 @defvr {System variable} piece
1977 Holds the last expression selected when using the @mref{part} functions.
1978 @c WHAT DOES THIS MEAN EXACTLY ??
1979 It is set during the execution of the function and thus may be referred to in
1980 the function itself.
1982 @c NEED "SEE ALSO" TO POINT TO LIST OF ALL RELEVANT FUNCTIONS
1984 @opencatbox{Categories:}
1985 @category{Expressions}
1986 @closecatbox
1987 @end defvr
1989 @c -----------------------------------------------------------------------------
1990 @anchor{psubst}
1991 @deffn  {Function} psubst @
1992 @fname{psubst} (@var{list}, @var{expr}) @
1993 @fname{psubst} (@var{a}, @var{b}, @var{expr})
1995 @code{psubst(@var{a}, @var{b}, @var{expr})} is similar to @code{subst}.  See
1996 @mrefdot{subst}
1998 In distinction from @code{subst} the function @code{psubst} makes parallel 
1999 substitutions, if the first argument @var{list} is a list of equations.
2001 See also @mref{sublis} for making parallel substitutions and @mref{let} and
2002 @mref{letsimp} for others ways to do substitutions.
2004 Example:
2006 The first example shows parallel substitution with @code{psubst}.  The second
2007 example shows the result for the function @code{subst}, which does a serial
2008 substitution.
2010 @c ===beg===
2011 @c psubst ([a^2=b, b=a], sin(a^2) + sin(b));
2012 @c subst ([a^2=b, b=a], sin(a^2) + sin(b));
2013 @c ===end===
2014 @example
2015 @group
2016 (%i1) psubst ([a^2=b, b=a], sin(a^2) + sin(b));
2017 (%o1)                    sin(b) + sin(a)
2018 @end group
2019 @group
2020 (%i2) subst ([a^2=b, b=a], sin(a^2) + sin(b));
2021 (%o2)                       2 sin(a)
2022 @end group
2023 @end example
2025 @opencatbox{Categories:}
2026 @category{Expressions}
2027 @closecatbox
2028 @end deffn
2030 @c -----------------------------------------------------------------------------
2031 @anchor{rembox}
2032 @deffn  {Function} rembox @
2033 @fname{rembox} (@var{expr}, unlabelled) @
2034 @fname{rembox} (@var{expr}, @var{label}) @
2035 @fname{rembox} (@var{expr})
2037 Removes boxes from @var{expr}.
2039 @code{rembox (@var{expr}, unlabelled)} removes all unlabelled boxes from
2040 @var{expr}.
2042 @code{rembox (@var{expr}, @var{label})} removes only boxes bearing @var{label}.
2044 @code{rembox (@var{expr})} removes all boxes, labelled and unlabelled.
2046 Boxes are drawn by the @mrefcomma{box} @mrefcomma{dpart} and @mref{lpart}@w{}
2047 functions.
2049 Examples:
2051 @c ===beg===
2052 @c expr: (a*d - b*c)/h^2 + sin(%pi*x);
2053 @c dpart (dpart (expr, 1, 1), 2, 2);
2054 @c expr2: lpart (BAR, lpart (FOO, %, 1), 2);
2055 @c rembox (expr2, unlabelled);
2056 @c rembox (expr2, FOO);
2057 @c rembox (expr2, BAR);
2058 @c rembox (expr2);
2059 @c ===end===
2060 @example
2061 @group
2062 (%i1) expr: (a*d - b*c)/h^2 + sin(%pi*x);
2063                                   a d - b c
2064 (%o1)                sin(%pi x) + ---------
2065                                       2
2066                                      h
2067 @end group
2068 @group
2069 (%i2) dpart (dpart (expr, 1, 1), 2, 2);
2070 dpart: fell off the end.
2071  -- an error. To debug this try: debugmode(true);
2072 @end group
2073 @group
2074 (%i3) expr2: lpart (BAR, lpart (FOO, %, 1), 2);
2075                                   BAR""""""""
2076                    FOO"""""""""   "a d - b c"
2077 (%o3)              "sin(%pi x)" + "---------"
2078                    """"""""""""   "    2    "
2079                                   "   h     "
2080                                   """""""""""
2081 @end group
2082 @group
2083 (%i4) rembox (expr2, unlabelled);
2084                                   BAR""""""""
2085                    FOO"""""""""   "a d - b c"
2086 (%o4)              "sin(%pi x)" + "---------"
2087                    """"""""""""   "    2    "
2088                                   "   h     "
2089                                   """""""""""
2090 @end group
2091 @group
2092 (%i5) rembox (expr2, FOO);
2093                                  BAR""""""""
2094                                  "a d - b c"
2095 (%o5)               sin(%pi x) + "---------"
2096                                  "    2    "
2097                                  "   h     "
2098                                  """""""""""
2099 @end group
2100 @group
2101 (%i6) rembox (expr2, BAR);
2102                     FOO"""""""""   a d - b c
2103 (%o6)               "sin(%pi x)" + ---------
2104                     """"""""""""       2
2105                                       h
2106 @end group
2107 @group
2108 (%i7) rembox (expr2);
2109                                   a d - b c
2110 (%o7)                sin(%pi x) + ---------
2111                                       2
2112                                      h
2113 @end group
2114 @end example
2116 @opencatbox{Categories:}
2117 @category{Expressions}
2118 @closecatbox
2119 @end deffn
2121 @c -----------------------------------------------------------------------------
2122 @anchor{reveal}
2123 @deffn {Function} reveal (@var{expr}, @var{depth})
2125 Replaces parts of @var{expr} at the specified integer @var{depth}
2126 with descriptive summaries.
2128 @itemize @bullet
2129 @item
2130 Sums and differences are replaced by @code{Sum(@var{n})}
2131 where @var{n} is the number of operands of the sum.
2132 @item
2133 Products are replaced by @code{Product(@var{n})}
2134 where @var{n} is the number of operands of the product.
2135 @item
2136 Exponentials are replaced by @code{Expt}.
2137 @item
2138 Quotients are replaced by @code{Quotient}.
2139 @item
2140 Unary negation is replaced by @code{Negterm}.
2141 @item
2142 Lists are replaced by @code{List(@var{n})} where @var{n} is the number of
2143 elements of the list.
2144 @end itemize
2146 When @var{depth} is greater than or equal to the maximum depth of @var{expr},
2147 @code{reveal (@var{expr}, @var{depth})} returns @var{expr} unmodified.
2149 @code{reveal} evaluates its arguments.
2150 @code{reveal} returns the summarized expression.
2152 Example:
2154 @c ===beg===
2155 @c e: expand ((a - b)^2)/expand ((exp(a) + exp(b))^2);
2156 @c reveal (e, 1);
2157 @c reveal (e, 2);
2158 @c reveal (e, 3);
2159 @c reveal (e, 4);
2160 @c reveal (e, 5);
2161 @c reveal (e, 6);
2162 @c ===end===
2163 @example
2164 (%i1) e: expand ((a - b)^2)/expand ((exp(a) + exp(b))^2);
2165                           2            2
2166                          b  - 2 a b + a
2167 (%o1)               -------------------------
2168                         b + a     2 b     2 a
2169                     2 %e      + %e    + %e
2170 (%i2) reveal (e, 1);
2171 (%o2)                       Quotient
2172 (%i3) reveal (e, 2);
2173                              Sum(3)
2174 (%o3)                        ------
2175                              Sum(3)
2176 (%i4) reveal (e, 3);
2177 @group
2178                      Expt + Negterm + Expt
2179 (%o4)               ------------------------
2180                     Product(2) + Expt + Expt
2181 @end group
2182 (%i5) reveal (e, 4);
2183                        2                 2
2184                       b  - Product(3) + a
2185 (%o5)         ------------------------------------
2186                          Product(2)     Product(2)
2187               2 Expt + %e           + %e
2188 (%i6) reveal (e, 5);
2189                          2            2
2190                         b  - 2 a b + a
2191 (%o6)              --------------------------
2192                        Sum(2)     2 b     2 a
2193                    2 %e       + %e    + %e
2194 (%i7) reveal (e, 6);
2195                           2            2
2196                          b  - 2 a b + a
2197 (%o7)               -------------------------
2198                         b + a     2 b     2 a
2199                     2 %e      + %e    + %e
2200 @end example
2202 @opencatbox{Categories:}
2203 @category{Expressions}
2204 @category{Display functions}
2205 @closecatbox
2206 @end deffn
2208 @c -----------------------------------------------------------------------------
2209 @anchor{sqrtdenest}
2210 @deffn {Function} sqrtdenest (@var{expr})
2211 Denests @code{sqrt} of simple, numerical, binomial surds, where possible.  E.g.
2213 @c ===beg===
2214 @c sqrt(sqrt(3)/2+1)/sqrt(11*sqrt(2)-12);
2215 @c sqrtdenest(%);
2216 @c ===end===
2217 @example
2218 @group
2219 (%i1) sqrt(sqrt(3)/2+1)/sqrt(11*sqrt(2)-12);
2220                              sqrt(3)
2221                         sqrt(------- + 1)
2222                                 2
2223 (%o1)                 ---------------------
2224                       sqrt(11 sqrt(2) - 12)
2225 @end group
2226 @group
2227 (%i2) sqrtdenest(%);
2228                            sqrt(3)   1
2229                            ------- + -
2230                               2      2
2231 (%o2)                     -------------
2232                              1/4    3/4
2233                           3 2    - 2
2234 @end group
2235 @end example
2237 Sometimes it helps to apply @code{sqrtdenest} more than once, on such as
2238 @code{(19601-13860 sqrt(2))^(7/4)}.
2240 @opencatbox{Categories:}
2241 @category{Expressions}
2242 @closecatbox
2244 @end deffn
2246 @c NEEDS EXPANSION, CLARIFICATION, MORE EXAMPLES
2248 @c -----------------------------------------------------------------------------
2249 @anchor{sublis}
2250 @deffn {Function} sublis (@var{list}, @var{expr})
2252 Makes multiple parallel substitutions into an expression.  @var{list} is a list
2253 of equations.  The left hand side of the equations must be an atom.
2255 The variable @mref{sublis_apply_lambda} controls simplification after
2256 @code{sublis}.
2258 See also @mref{psubst} for making parallel substitutions.
2260 Example:
2262 @c ===beg===
2263 @c sublis ([a=b, b=a], sin(a) + cos(b));
2264 @c ===end===
2265 @example
2266 @group
2267 (%i1) sublis ([a=b, b=a], sin(a) + cos(b));
2268 (%o1)                    sin(b) + cos(a)
2269 @end group
2270 @end example
2272 @opencatbox{Categories:}
2273 @category{Expressions}
2274 @closecatbox
2275 @end deffn
2277 @c -----------------------------------------------------------------------------
2278 @anchor{sublis_apply_lambda}
2279 @defvr {Option variable} sublis_apply_lambda
2280 Default value: @code{true}
2282 Controls whether @code{lambda}'s substituted are applied in simplification after
2283 @code{sublis} is used or whether you have to do an @mref{ev} to get things to
2284 apply.  @code{true} means do the application.
2286 @opencatbox{Categories:}
2287 @category{Expressions}
2288 @closecatbox
2289 @end defvr
2291 @c -----------------------------------------------------------------------------
2292 @anchor{subnumsimp}
2293 @defvr {Option variable} subnumsimp
2294 Default value: @code{false}
2296 If @code{true} then the functions @mref{subst} and @mref{psubst} can substitute
2297 a subscripted variable @code{f[x]} with a number, when only the symbol @code{f}
2298 is given.
2300 See also @mrefdot{subst}
2302 @c ===beg===
2303 @c subst(100,g,g[x]+2);
2304 @c subst(100,g,g[x]+2),subnumsimp:true;
2305 @c ===end===
2306 @example
2307 (%i1) subst(100,g,g[x]+2);
2309 subst: cannot substitute 100 for operator g in expression g
2310                                                            x
2311  -- an error. To debug this try: debugmode(true);
2313 (%i2) subst(100,g,g[x]+2),subnumsimp:true;
2314 (%o2)                          102
2315 @end example
2317 @opencatbox{Categories:}
2318 @category{Expressions}
2319 @closecatbox
2320 @end defvr
2322 @c NEEDS CLARIFICATION, MORE EXAMPLES
2324 @c -----------------------------------------------------------------------------
2325 @anchor{subst}
2326 @deffn {Function} subst (@var{a}, @var{b}, @var{c})
2328 Substitutes @var{a} for @var{b} in @var{c}.  @var{b} must be an atom or a
2329 complete subexpression of @var{c}.  For example, @code{x+y+z} is a complete
2330 subexpression of @code{2*(x+y+z)/w} while @code{x+y} is not.  When @var{b} does
2331 not have these characteristics, one may sometimes use @mref{substpart} or
2332 @mref{ratsubst} (see below).  Alternatively, if @var{b} is of the form
2333 @code{e/f} then one could use @code{subst (a*f, e, c)} while if @var{b} is of
2334 the form @code{e^(1/f)} then one could use @code{subst (a^f, e, c)}.  The
2335 @code{subst} command also discerns the @code{x^y} in @code{x^-y} so that
2336 @code{subst (a, sqrt(x), 1/sqrt(x))} yields @code{1/a}.  @var{a} and @var{b}
2337 may also be operators of an expression enclosed in double-quotes @code{"} or
2338 they may be function names.  If one wishes to substitute for the independent
2339 variable in derivative forms then the @code{at} function (see below) should be
2340 used.
2342 @c UMM, REVERSE THIS AND MOVE IT TO substitute ??
2343 @code{subst} is an alias for @code{substitute}.
2345 The commands @code{subst (@var{eq_1}, @var{expr})} or
2346 @code{subst ([@var{eq_1}, ..., @var{eq_k}], @var{expr})} are other permissible
2347 forms.  The @var{eq_i} are equations indicating substitutions to be made.
2348 For each equation, the right side will be substituted for the left in the 
2349 expression @var{expr}.  The equations are substituted in serial from left to
2350 right in @var{expr}.  See the functions @code{sublis} and @code{psubst} for 
2351 making parallel substitutions.
2353 @mref{exptsubst} if @code{true} permits substitutions
2354 like @code{y} for @code{%e^x} in @code{%e^(a*x)} to take place.
2356 @c WHAT IS THIS ABOUT ??
2357 When @code{opsubst} is @code{false},
2358 @code{subst} will not attempt to substitute into the operator of an expression.
2359 E.g. @code{(opsubst: false, subst (x^2, r, r+r[0]))} will work.
2361 See also @mrefcomma{at} @mref{ev} and @mrefcomma{psubst} as well as @mref{let}
2362 and @mrefdot{letsimp}
2364 Examples:
2366 @c ===beg===
2367 @c subst (a, x+y, x + (x+y)^2 + y);
2368 @c subst (-%i, %i, a + b*%i);
2369 @c ===end===
2370 @example
2371 @group
2372 (%i1) subst (a, x+y, x + (x+y)^2 + y);
2373                                     2
2374 (%o1)                      y + x + a
2375 @end group
2376 @group
2377 (%i2) subst (-%i, %i, a + b*%i);
2378 (%o2)                       a - %i b
2379 @end group
2380 @end example
2382 The substitution is done in serial for a list of equations.  Compare this with
2383 a parallel substitution:
2385 @c ===beg===
2386 @c subst([a=b, b=c], a+b);
2387 @c sublis([a=b, b=c], a+b);
2388 @c ===end===
2389 @example
2390 @group
2391 (%i1) subst([a=b, b=c], a+b);
2392 (%o1)                          2 c
2393 @end group
2394 @group
2395 (%i2) sublis([a=b, b=c], a+b);
2396 (%o2)                         c + b
2397 @end group
2398 @end example
2400 Single-character Operators like @code{+} and @code{-} have to be quoted in
2401 order to be replaced by subst. It is to note, though, that @code{a+b-c}
2402 might be expressed as @code{a+b+(-1*c)} internally.
2404 @c ===beg===
2405 @c subst(["+"="-"],a+b-c);
2406 @c ===end===
2407 @example
2408 (%i3) subst(["+"="-"],a+b-c);
2409 (%o3)                                 c-b+a
2410 @end example
2412 The difference between @code{subst} and @code{at} can be seen in the
2413 following example:
2414 @c ===beg===
2415 @c g1:y(t)=a*x(t)+b*diff(x(t),t);
2416 @c subst('diff(x(t),t)=1,g1);
2417 @c at(g1,'diff(x(t),t)=1);
2418 @c ===end===
2419 @example
2420 @group
2421 (%i1) g1:y(t)=a*x(t)+b*diff(x(t),t);
2422                             d
2423 (%o1)             y(t) = b (-- (x(t))) + a x(t)
2424                             dt
2425 @end group
2426 @group
2427 (%i2) subst('diff(x(t),t)=1,g1);
2428 (%o2)                   y(t) = a x(t) + b
2429 @end group
2430 @group
2431 (%i3) at(g1,'diff(x(t),t)=1);
2432                               !
2433                      d        !
2434 (%o3)      y(t) = b (-- (x(t))!             ) + a x(t)
2435                      dt       !d
2436                               !-- (x(t)) = 1
2437                                dt
2438 @end group
2439 @end example
2441 @noindent
2442 For further examples, do @code{example (subst)}.
2444 @opencatbox{Categories:}
2445 @category{Expressions}
2446 @closecatbox
2447 @end deffn
2449 @c NEEDS CLARIFICATION
2451 @c ----------------------------------------------------------------------------
2452 @anchor{substinpart}
2453 @deffn {Function} substinpart (@var{x}, @var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
2455 Similar to @mrefcomma{substpart} but @code{substinpart} works on the
2456 internal representation of @var{expr}.
2458 Examples:
2460 @c ===beg===
2461 @c x . 'diff (f(x), x, 2);
2462 @c substinpart (d^2, %, 2);
2463 @c substinpart (f1, f[1](x + 1), 0);
2464 @c ===end===
2465 @example
2466 @group
2467 (%i1) x . 'diff (f(x), x, 2);
2468                               2
2469                              d
2470 (%o1)                   x . (--- (f(x)))
2471                                2
2472                              dx
2473 @end group
2474 @group
2475 (%i2) substinpart (d^2, %, 2);
2476                                   2
2477 (%o2)                        x . d
2478 @end group
2479 @group
2480 (%i3) substinpart (f1, f[1](x + 1), 0);
2481 (%o3)                       f1(x + 1)
2482 @end group
2483 @end example
2485 If the last argument to a @code{part} function is a list of indices then
2486 several subexpressions are picked out, each one corresponding to an
2487 index of the list.  Thus
2489 @c ===beg===
2490 @c part (x + y + z, [1, 3]);
2491 @c ===end===
2492 @example
2493 @group
2494 (%i1) part (x + y + z, [1, 3]);
2495 (%o1)                         z + x
2496 @end group
2497 @end example
2499 @mref{piece} holds the value of the last expression selected when using the
2500 @code{part} functions.  It is set during the execution of the function and
2501 thus may be referred to in the function itself as shown below.
2502 If @mref{partswitch} is set to @code{true} then @code{end} is returned when a
2503 selected part of an expression doesn't exist, otherwise an error
2504 message is given.
2506 @c ===beg===
2507 @c expr: 27*y^3 + 54*x*y^2 + 36*x^2*y + y + 8*x^3 + x + 1;
2508 @c part (expr, 2, [1, 3]);
2509 @c sqrt (piece/54);
2510 @c substpart (factor (piece), expr, [1, 2, 3, 5]);
2511 @c expr: 1/x + y/x - 1/z;
2512 @c substpart (xthru (piece), expr, [2, 3]);
2513 @c ===end===
2514 @example
2515 @group
2516 (%i1) expr: 27*y^3 + 54*x*y^2 + 36*x^2*y + y + 8*x^3 + x + 1;
2517               3         2       2            3
2518 (%o1)     27 y  + 54 x y  + 36 x  y + y + 8 x  + x + 1
2519 @end group
2520 @group
2521 (%i2) part (expr, 2, [1, 3]);
2522                                   2
2523 (%o2)                         54 y
2524 @end group
2525 @group
2526 (%i3) sqrt (piece/54);
2527 (%o3)                        abs(y)
2528 @end group
2529 @group
2530 (%i4) substpart (factor (piece), expr, [1, 2, 3, 5]);
2531                                3
2532 (%o4)               (3 y + 2 x)  + y + x + 1
2533 @end group
2534 @group
2535 (%i5) expr: 1/x + y/x - 1/z;
2536                              1    y   1
2537 (%o5)                     (- -) + - + -
2538                              z    x   x
2539 @end group
2540 @group
2541 (%i6) substpart (xthru (piece), expr, [2, 3]);
2542                             y + 1   1
2543 (%o6)                       ----- - -
2544                               x     z
2545 @end group
2546 @end example
2548 Also, setting the option @mref{inflag} to @code{true} and calling @mref{part}
2549 or @mref{substpart} is the same as calling @mref{inpart} or @code{substinpart}.
2551 @opencatbox{Categories:}
2552 @category{Expressions}
2553 @closecatbox
2554 @end deffn
2556 @c NEEDS CLARIFICATION
2558 @c -----------------------------------------------------------------------------
2559 @anchor{substpart}
2560 @deffn {Function} substpart (@var{x}, @var{expr}, @var{n_1}, @dots{}, @var{n_k})
2562 Substitutes @var{x} for the subexpression picked out by the rest of the
2563 arguments as in @mrefdot{part}  It returns the new value of @var{expr}.  @var{x}
2564 may be some operator to be substituted for an operator of @var{expr}.  In some
2565 cases @var{x} needs to be enclosed in double-quotes @code{"} (e.g.
2566 @code{substpart ("+", a*b, 0)} yields @code{b + a}).
2568 Example:
2570 @c ===beg===
2571 @c 1/(x^2 + 2);
2572 @c substpart (3/2, %, 2, 1, 2);
2573 @c a*x + f(b, y);
2574 @c substpart ("+", %, 1, 0);
2575 @c ===end===
2576 @example
2577 @group
2578 (%i1) 1/(x^2 + 2);
2579                                1
2580 (%o1)                        ------
2581                               2
2582                              x  + 2
2583 @end group
2584 @group
2585 (%i2) substpart (3/2, %, 2, 1, 2);
2586                                1
2587 (%o2)                       --------
2588                              3/2
2589                             x    + 2
2590 @end group
2591 @group
2592 (%i3) a*x + f(b, y);
2593 (%o3)                     a x + f(b, y)
2594 @end group
2595 @group
2596 (%i4) substpart ("+", %, 1, 0);
2597 (%o4)                    x + f(b, y) + a
2598 @end group
2599 @end example
2601 Also, setting the option @mref{inflag} to @code{true} and calling @mref{part}
2602 or @code{substpart} is the same as calling @code{inpart} or
2603 @mrefdot{substinpart}
2605 @opencatbox{Categories:}
2606 @category{Expressions}
2607 @closecatbox
2608 @end deffn
2610 @c -----------------------------------------------------------------------------
2611 @anchor{symbolp}
2612 @deffn {Function} symbolp (@var{expr})
2614 Returns @code{true} if @var{expr} is a symbol, else @code{false}.
2616 @c FOLLOWING REALLY WANTS TO BE @xref{Identiifers} BUT THAT
2617 @c LEAVES THE UNPLEASANT RESIDUE *Note ...:: IN THE OUTPUT OF describe
2618 See also @ref{Identifiers}.
2620 @opencatbox{Categories:}
2621 @category{Predicate functions}
2622 @closecatbox
2623 @end deffn
2625 @c -----------------------------------------------------------------------------
2626 @anchor{unorder}
2627 @deffn {Function} unorder ()
2629 Disables the aliasing created by the last use of the ordering commands 
2630 @code{ordergreat} and @code{orderless}.  @code{ordergreat} and @code{orderless} 
2631 may not be used more than one time each without calling @code{unorder}.
2632 @code{unorder} does not substitute back in expressions the original symbols for
2633 the aliases introduced by @code{ordergreat} and @code{orderless}.  Therefore,
2634 after execution of @code{unorder} the aliases appear in previous expressions.
2636 See also @code{ordergreat} and @code{orderless}.
2638 Examples:
2640 @code{ordergreat(a)} introduces an alias for the symbol @code{a}.  Therefore,
2641 the difference of @code{%o2} and @code{%o4} does not vanish.  @code{unorder}
2642 does not substitute back the symbol @code{a} and the alias appears in the
2643 output @code{%o7}.
2645 @c ===beg===
2646 @c unorder();
2647 @c b*x + a^2;
2648 @c ordergreat (a);
2649 @c b*x + a^2;
2650 @c  %th(1) - %th(3);
2651 @c unorder();
2652 @c %th(2);
2653 @c ===end===
2654 @example
2655 @group
2656 (%i1) unorder();
2657 (%o1)                          []
2658 @end group
2659 @group
2660 (%i2) b*x + a^2;
2661                                    2
2662 (%o2)                       b x + a
2663 @end group
2664 @group
2665 (%i3) ordergreat (a);
2666 (%o3)                         done
2667 @end group
2668 @group
2669 (%i4) b*x + a^2;
2670  %th(1) - %th(3);
2671                              2
2672 (%o4)                       a  + b x
2673 @end group
2674 @group
2675 (%i5) unorder();
2676                               2    2
2677 (%o5)                        a  - a
2678 @end group
2679 @group
2680 (%i6) %th(2);
2681 (%o6)                          [a]
2682 @end group
2683 @end example
2685 @opencatbox{Categories:}
2686 @category{Expressions}
2687 @closecatbox
2688 @end deffn
2690 @c -----------------------------------------------------------------------------
2691 @anchor{verbify}
2692 @deffn {Function} verbify (@var{f})
2694 Returns the verb form of the function name @var{f}.
2695 See also @code{verb}, @code{noun}, and @code{nounify}.
2697 Examples:
2699 @c ===beg===
2700 @c verbify ('foo);
2701 @c :lisp $%
2702 @c nounify (foo);
2703 @c :lisp $%
2704 @c ===end===
2705 @example
2706 @group
2707 (%i1) verbify ('foo);
2708 (%o1)                          foo
2709 @end group
2710 @group
2711 (%i2) :lisp $%
2712 $FOO
2713 @end group
2714 @group
2715 (%i2) nounify (foo);
2716 (%o2)                          foo
2717 @end group
2718 @group
2719 (%i3) :lisp $%
2720 %FOO
2721 @end group
2722 @end example
2724 @opencatbox{Categories:}
2725 @category{Nouns and verbs}
2726 @closecatbox
2727 @end deffn