11585

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ЗНАКОМСТВО С МАТКАДОМ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ЗНАКОМСТВО С МАТКАДОМ Найдите на рабочем столе ярлык Маткад щелкните мышью и войдите в пакет. Обратите внимание на то что вся работа в Маткаде должна проводиться на латинском английском алфавите. Рис.1 Окна после запуска После за

Русский

2013-04-10

231.29 KB

144 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ЗНАКОМСТВО С МАТКАДОМ

Найдите на рабочем столе ярлык Маткад, щелкните мышью и войдите в пакет.

Обратите внимание на то, что вся работа в Маткаде должна проводиться на латинском (английском) алфавите.

Рис.1 Окна после запуска

После запуска появляются два окна, показанные на рис.1.

Нижнее окно мы пока трогать не будем. В верхнем окне  расположены  две  строки  с типовыми  элементами интерфейса. Верхняя строка - титульная. Она отображает название загруженного или вводимого  с клавиатуры документа.  Если у документа еще нет имени, там появляется надпись Untitled (без названия).

Ниже расположено меню. Рассмотрим  и раскроем его опции.

Опции  File (Файл),Edit   (редактирование) типичны для всех приложений Windows,

поэтому их рассматривать не будем.

3


Опция  view (вид) содержит ряд строк, первая из которых - toolbars (инструменталь- ные строки). Раскроем ее (Рис.2)и рассмотрим некоторые ее опции.  Обращение к первой опции standart  вызывает на экран стандартную панель. Эта панель во многом идентична соответствующим панелям других приложений Windows, Однако, там имеется опция  f(x), с помощью  которой  вызываются  встроенные  функции  Маткада.

Мы рассмотрим ее несколько позднее.

Вызовем и кратко рассмотрим   некоторые другие строки. Строка Formatting  (форматирование)  аналогична  соответст- вующим опциям других приложений. Строкой Math (матема- тика) вызывается математическая панель. Она  содержит кнопки, дублирующие опции  Calculator (калькулятор),  Graph (графи- ка),  Matrix (матрицы), Calculus (вычисления), Boolean (Булевы функции),  Greek  (Греческий),  Programming  (Программирова- ние), Symbolic (Символьные вычисления).

Строка Graph (графика) вызывает панель графики, строка Matrix (матрицы) обеспечивает операции над матрицами, с по- мощью строки  Calculus (вычисления) производятся дифферен- цирование, интегрирование, суммирование и произведение, строка  Boolean  (Булевы   функции)  вводит  булевы  функции, строка  Greek  (Греческий)  вводит  греческий  алфавит,  строка Programming  (Программирование)  вызывает  панель  програм- мирования, строка Symbolic (Символьные вычисления)  делает возможным   решение некоторых задач в символьном (аналити- ческом) виде. Со всеми этими опциями мы  столкнемся  при ре- шении конкретных задач.

Рис.2 Строка “ Toolbars

Все панели могут передвигаться обычным способом по экрану, а панели Standart, For- matting, Math, Graph, Matrix, Calculus, Boolean простым передвижением могут преобразовы- ваться в строки меню. На рис.3 показано меню с такими строками.

Рис. 3 Меню Маткада с вызванными опциями

Остальные опции  строки опции view мы не рассматриваем.

Мы не рассматриваем также другие строки меню, тем более, что многие из них дублируют разобранные выше опции.

Алфавит системы Маткад содержит:   строчные и прописные латинские и греческие буквы; арабские цифры от 0 до 9; системные переменные; операторы; имена встроенных функций; спецзнаки; строчные и прописные буквы кириллицы (при работе с русифицированными документами); укрупненные элементы языка: типы данных, операторы, функции пользователя и управляющие структуры. К типам данных относятся числовые константы,

обычные и системные переменные, массивы (векторы и матрицы) и данные файлового типа.

Числовые константы задаются с помощью арабских цифр, десятичной точки (а не запятой) и знака - (минус). Например: 123 - целочисленная десятичная константа;

12.3 - десятичная константа с дробной частью;

12.3 * 10.5 - десятичная константа с мантиссой (12.3) и порядком 5.

Знак умножения * при выводе числа на экран меняется на привычную  математикам точку, а операция возведения в степень (с применением спецзнака ^) отображается путем представления порядка в виде надстрочного элемента. Диапазон  возможных значений де- сятичных чисел лежит в пределах от 10-307   до 10307 (это машинный ноль и машинная беско- нечность).

Большинство вычислений система выполняет как с действительными, так и с ком-

плексными числами, которые обычно представляются в алгебраическом виде: Z = ReZ+ i* ImZ

или

 

Z = ReZ+ j* ImZ


Здесь ReZ - действительная часть комплексного числа Z, ImZ - его мнимая часть, а символы i или j обозначают мнимую единицу, т. е. корень квадратный из -1. Такое пред- ставление характерно и для системы Маткад (за исключением того, что знак равенства не есть знак присваивания). Итак, если ReZ = 2, а ImZ = 3, то комплексная числовая константа в системе Маткад должна быть задана в виде 2+ i* 3 или 2+ j* 3.

Однако система не всегда знает, какой символ применить для обозначения мнимой единицы. Поэтому, перед использованием любых операций с комплексными числами, по- лезно вначале определить i или j как мнимую единицу (т. е. присвоить им значение квад- ратного корня из -1).

Имена переменных (идентификаторы) в системе Маткад могут иметь практически любую длину, и в них могут входить любые латинские и греческие буквы, а также цифры. Однако начинаться они могут только с буквы, например: х, xl, alpha, X, coordinate. Кроме того, идентификатор не должен содержать  пробелов. Строчные и прописные буквы в именах различаются!

Имя не должно совпадать с именами встроенных функций.

Для набора + и – используются соответствующие клавиши клавиатуры.  Деление на-

бирается клавишей /.

После входа в Маткад на экране появляется красный крестик, который  обозначает ме-

сто, где будет производиться запись. Его можно перемещать по экрану мышью.

При вводе любого символа на месте крестика появляется рамка - шаблон. Любое вве- денное  выражение (формула, уравнение и т.п.)   должно записываться внутри одного шаблона. При переходе к следующей записи первый шаблон исчезает. Если подвести кур- сор к записи без шаблона и нажать на клавишу мыши,  шаблон появится снова.

Удаление записей в Маткаде можно производить несколькими способами.

1. Для удаления одного или нескольких выражений одновременно можно, нажав левую кнопку мыши, обвести все удаляемые выражения пунктиром, и затем нажать del или backspace.

2. Для удаления одного выражения можно, подведя курсор к выражению, активизировать его и, передвинув уголок в крайнее правое выражение, нажать del.

3. Для удаления одного выражения можно также, подведя к нему курсор, активизировать его, а затем зачернить и нажать del.

Задача 1.

Войдите в Маткад.

1.Поиграйте  красным крестиком на экране, переместите его курсором по экрану. Введите любой символ. Появится рамка - шаблон. Нажав на клавишу мыши, выделите участок с  рамкой, нажмите кнопку с ножницами  на панели инструментов. Шаблон исчезнет.

2.Рассмотрите  в верхней части экрана меню с двумя группами  команд.

Выведите панели  инструментов. Для этого нажав  мышью  кнопку команды View (вид), выведите подменю с рядом подкоманд. Если около кнопок с надписями Toolbar (инструментальная  панель), Mathpallete (математическая панель) и   Formatbar (панель фор матирования) не стоит галочка, нажмите на них и этим выведите на экран эти панели.

3. Освойте перемещение панелей по экрану и их преобразование в строки меню.

Задача 2. Элементарные вычисления в Маткаде.

Все формулы  в  маткаде  набираются  только  в  латинском алфавите,   поэтому, прежде чем начинать работу, перейдите на английский язык.

1. Выведите показанную на рис. 4 математическую панель (если она не выведена)

Рис.4. Математическая панель Маткада Рис.5. Панель калькулятора

Нажмите кнопку  с изображением калькулятора. Появится показанная на рис. 5 панель калькулятора. На ней имеется ряд кнопок, таких как  n!( факториал n),  тригонометрических функций (tan, sin, cos ),  логарифмов (ln, log ) , а также цифры и знаки =, +, -,х, := ( присвоения).

Следует различать кнопки := (присвоение) и = (равно).

Здесь же  находятся кнопки Х2, Хy  , служащие для возведения в степень, кнопки вычисления корня, нахождения модуля.

Арифметические действия в Маткаде можно совершать, вводя знаки операций с клавиатуры или с панели калькулятора. Знак умножения в Маткаде - точка, но набирается он на клавиатуре  знаком *. Деление набирается клавишей /,

Если в процессе решения задачи происходит нарушение грамматики Маткада, то все содержание  шаблона окрашивается в красный цвет и появляется разъяснение ошибки. К сожалению, часто на хорошем английском языке.

А) Вычислить  4! (факториал числа четыре).

Нажмем кнопку «n!». На экране, в том месте, где расположен крестик, появится шаблон: прямоугольная рамка, внутри которой  расположен черный прямоугольник со знаком «!». Подведя курсор к этому прямоугольнику, введем мышью или с  клавиатуры число 4 и нажмем кнопку « = » на клавиатуре или на панели вычислений. Мгновенно высветится ответ. Зачерненная точка рядом с ответом служит для вставки размерности, пока мы ею не пользуемся.

Б)   Вычислить логарифм натуральный от 25.

Аналогично предыдущему, нажмем на панели калькулятора кнопку «ln», внутри появившихся кнопок вставим число 25 и, нажав «=», получим ответ.

Аналогично вычисляются  sin, cos, tg любого угла в радианах, десятичный логарифм log, модуль числа.

В)  Вычислить е25 . Нажмем на панели калькулятор кнопку  «ex». В  появившемся  зачерненном прямоугольнике верхнего индекса наберем число 25, нажмем  «=.»

Большую роль в наборе чисел играет расположение уголка (На экране – он  голубого  цвета).  Например (см. рис.6), если уголок расположен, как показано в левой части рисунка, то любые знаки операций (сложение, вычитание и т.п.)  будут добавляться к показателю степени, если же уголок расположен, как показано в правой части рисунка, то они будут добавляться ко всему выражению.

56

Рис.6. Влияние расположения уголка на вычисления в Маткаде.

Г)   Вычислить два выражения:

Выражения отличаются тем, что в первом случае ко-

e15 +

 47 + 6

 + sin(0.6)

 рень извлекается  из  трех  слагаемых,  а  во  втором  случае только из числа 47.

Для набора первого выражения наберем  e

 15

, как это

56

e15 +

 47 + 6

 + sin(0.6)

 было объяснено в предыдущем примере и, добившись того,

чтобы уголок обнимал всю степень, нажмем  +. После этого

нажмем кнопку калькулятора, введем число 47 , добьемся, чтобы уголок «обнимал» только число 47 и продолжим набор выражения. Для набора 566  наберем сначала 56, затем нажмем на панели  калькулятор кнопку Xy и введем показатель степени 6.

При наборе второго выражения уголок после ввода числа 47 должен «обнимать» как число 47, так и корень. Остальной набор не отличается от первого примера.

Д) Вычислить

5 * 6 + 4

82

 дробь

При решении задачи  знак модуля вводится  с панели калькулятора, а дробь – с кнопки клавиатуры / (нижний правый угол клавиатуры)

+

4

5⋅  −6 5

2

 = 16.469

8

Вычисление функций   в Маткаде.

17

34

59

92

133

Все вычисления  в Маткаде можно производить, набирая их на клавиатуре, или с по- мощью  окна встроенных функций. Простые выражения типа вычисления функции наби- раются непосредственно на экране.

Задача 3. Вычислить в маткаде функцию  y = 4x 2+5x+3 для x=1,2,…..10.

x := 1 , 2 .. 5

 2

y(x) := 4x  + 5x + 8

x = y(x) =

1

2

3

4

5

Рис.7. Вычисление многочлена.

Решение. Сначала (рис.7) набирается диапазон значений   x:

х:=1,2..10.

Здесь:

7


1) используется знак присвоения «:=» ,  а не знак « =» ,

2) набирается первое значение х, затем через запятую второе его значение, чем задается шаг вычислений, и, наконец, последнее значение.

Две точки между 2 и 10 набираются нажатием клавиши с русской буквой Ж клавиатуры или  кнопки   m..n панели матрицы.

Затем, опять-таки через знак присвоения, набирается выражение для у. Причем следует набирать у (х), а не просто у.

Маткад выполняет команды слева направо и сверху вниз. Поэтому выражение для у(х) должно быть расположено справа и несколько ниже выражения «х :=»

После этого следует набрать «х =» ( равно, а не присвоить) и появится столбец со все- ми значениями х. Так же после нажатия «у (х) =» (у(х) равно)  появляется столбец вычисленных значений у(х). Построение  диапазона изменения аргумента  х называется РАНЖИРОВКОЙ.

Задача 4. Вычислить функцию  y= 3x4-7x3+4x2-9x+2 для х = 0,0.5,1,1.5......3

Пояснение. Здесь задано излишнее количество данных для ранжировки  х. Необходимыми данными, которые и следует вводить,  являются: первое значение, второе значение через запятую, последнее значение после двоеточия, вводимого, как указано выше.

Задача 5. Вычислить функцию двух переменных z = 3x2  +4y2  + 8 для значений х= 1,1.5,2.0,....5 и для значений у = 0,0.5,1.0,....5

Пояснение. Задача решается аналогично предыдущим:

Сначала производится ранжировка обеих независимых переменных х и у.

Затем набирается выражение для функции «z(x,y):=»

После этого набирается «х =» ,  «у =» и «z(x,y) =»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48353. Русский язык и культура речи 283 KB
  Культура речи как учебная дисциплина Культура речи изучается в высших учебных заведениях как составная часть цикла гуманитарных дисциплин предназначенного для студентов всех специальностей. Предметом культуры речи как учебной дисциплины являются нормы литературного языка виды общения его принципы и правила этические нормы общения функциональные стили речи основы искусства речи а также трудности применения речевых норм и проблемы современного состояния речевой культуры общества.; повышение культуры разговорной речи обучение речевым...
48354. Социология 526.5 KB
  Социология logos учение наука об обществе о законах строения функционирования изменения и развития как общества в целом так и отдельных его систем и подсистем вплоть до малых групп. Так история изучает прошлое человеческого общества политология – политические процессы и явления экономическая наука – экономические процессы во всей их полноте и разнообразии демография – количественные показатели рождаемости и смертности т. Метод социологии – это специфическое проявление социально-философского метода во всестороннем изучении общества как...
48355. Исследование операций в бухгалтерском учете 272.5 KB
  Проблема выбора решения в условиях неопределенности. Решения могут быть удачными и неудачными разумными и неразумными. Оптимальными называются решения по тем или другим признакам предпочтительные перед другими. Заметим что само принятие решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица чаще группы лиц которым предоставлено право окончательного выбора и на которых возложена ответственность за этот выбор.
48356. Лекции по акушерству 753 KB
  Гипоксия плода и новорожденного 6 Лекция №6. Гипоксия плода продолжение лекции №5 13 Лекция №9. Родовые травмы плода и новорожденного 61 VII семестр. Морфогенез плаценты зависит от развития маточноплацентарного кровообращения а не от кровообращения у плода.
48357. Дошкольная педагогика 1.61 MB
  В своих научных труда Всеобщий совет Великая дидактика Материнская школа он отразил цели и задачи формы и методы воспитания и обучения детей. Предмет дошкольной педагогики – процесс воспитания его цель задачи содержание формы методы средства воспитания детей дошкольного возраста. способствовать воспитанию и обучению детей от рождения до школы теоретический и методический аспект в соответствии с требованиями современного общества; 2. разработать новые концепции и технологии воспитания и обучения детей дошкольного возраста.
48358. Концепции современного естествознания 764 KB
  Специфические черты науки: Наука универсальна она сообщает знания истинные для всего универсума при тех условиях при которых они добыты человеком. сложилась следующая система наук: математические и естественные науки естествознание система наук о природе; социальные науки человекознание система наук о человеке и обществе; технические науки техникознание система наук наиболее тесно связанных с реализацией теоретического знания. Выделяются науки фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки...
48359. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И СОЦИАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ 1.26 MB
  Структура психики человека. psyche психика logos учение наука о психическом отражении действительности в процессе деятельности человека. В системе человек право в первую очередь реализуются личностные качества человека как общественного существа включенного в социальные отношения как носителя сознания и в частности правосознания. Правовое регулирование деятельности человека в обществе и государстве осуществляется в сложнейших условиях характеризуется разнообразием моральных и правовых отношений возникающих в сфере...
48360. Педагогика в условиях компетентностно-ориентированного подхода к обучению 1.41 MB
  Автор раскрывает основные вопросы возникновения и развития педагогики теорию и методику обучения воспитания взаимодействия ребенка с различными образовательными институтами организация и проведения уроков в школе.8 Раздел 2 Теория обучения. во втором разделе рассматриваются: теория образования и обучения движущие силы обучения государственный образовательный стандарт методы приемы средства принципы обучения формы организации учебной деятельности урок в школе структура урока анализ урока воспитательная...
48361. Экономическая оценка инвестиций, Курс лекций 2.32 MB
  Использование рычагов при выполнении инвестиционного проекта Понятие рычаг имеет отношение к условиям вызываемым наличием стабильного элемента затрат в сочетании с колебаниями в широких пределах уровня прибыли. Исходное условие инвестирования капитала – получение в будущем экономической отдачи в виде денежных поступлений достаточных для возмещения первоначально инвестированных затрат капитала в течение срока осуществления инвестиционного проекта...