35024

Введение в систему MathCad

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Целью работы является ознакомление с системой MathCad, изучение ее интерфейса и произведение требуемых расчетов, а так же изучение встроенных функций MathCad

Русский

2014-03-24

308.68 KB

3 чел.

Лабораторная работа №2

Введение в систему MathCad.

Цель работы.

Целью работы является ознакомление с системой MathCad, изучение ее интерфейса и произведение требуемых расчетов, а так же изучение встроенных функций MathCad.

Теоретическая часть.

Система MathCad является мощным средством для решения практических расчетных задач, обладающая удобным пользовательским интерфейсом удобным для работы.

MathCad являются математически ориентированными универсальными системами. Помимо собственно вычислений они позволяют с блеском решать оформительские задачи, которые с трудом даются популярным текстовым редакторам или электронным таблицам. Так, они позволяют готовить статьи, книги, диссертации, научные отчеты, дипломные и курсовые проекты не только с качественными текстами, но и с доступным набором самых сложных математических формул и изысканным графическим представлением результатов.

Начиная с версии Mathcad 3.0 для Windows, в Mathcad были реализованы возможности символьной (аналитической) математики. Для этого в систему было включено ядро символьной математики от одной из лучших систем компьютерной алгебры Maple V. Это превратило системы Mathcad в подлинно универсальные математические системы для всех. К важным средствам новых версий Mathcad относятся настройка под любой мало-мальски известный тип печатающих устройств, богатый набор шрифтов, возможность использования всех инструментов Windows, прекрасная графика и современный многооконный интерфейс. В новейшую версию Mathcad 2000 Professional включены эффективные средства оформления документов в цвете, возможность создания анимационных (движущихся) графиков и звукового сопровождения. Тут же текстовый, формульный и графический редакторы, объединенные с мощным вычислительным потенциалом. Предусмотрена и возможность объединения с другими математическими и графическими системами для решения особо сложных задач. Отсюда и название таких систем — интегрированные системы.

Интерфейс системы MatCad.

Интерфейс системы MatCad представляет собой типовое окно Windows и имеет стандартные строки:

  1. Строка Меню – строка с пунктами меню, открывающая доступ к подменю с различными командами;
  2. Панель инструментов - панель с кнопками, обеспечивающими быстрое выполнение наиболее важных команд при работе с системой;
  3. Панель форматирования – панель с кнопками, обеспечивающими быстрое форматирование текстовых и формульных блоков в документах;
  4. Панель инструментов для ввода математических объектов – панель с кнопками открывающими палитры специальных математических знаков и греческих букв(если этой панели нет на основном окне, то ее можно включить, поставив галочку с строке меню ВИД подменю ПАНЕЛЬ ИНСТРУМЕНТОВ в строке МАТЕМАТИКА);

Все эти панели можно перемещать по окну, зажав панель левой кнопкой мыши  саму панель и прилепить ее к любой стороне окна.

Для более наглядного представления приведен рисунок общего вида окна MathCad с пояснениями.

Рис.1 Основные элементы  интерфейса  системы MathCad.

Задание для работы.

Произвести простейшие вычисления в системе MathCad при помощи формульного редактора.

Простейшие вычисления выполняются посимвольным набором левой части вычисляемого выражения и установкой после него оператора вывода — знака = (равно). Например:

 Ввод На экране дисплея

2+3= 2+3=5

Оператор «равно» обычно используется как оператор вывода. Однако в версиях Mathcad 8 и Mathcad 2000 его можно использовать и как оператор первого присваивания.

Ввод На экране дисплея

а=2 а := 2

b=3 b := 3

a+b= a + b:=5

Если теперь попытаться придать переменным а и b новые значения, то ничего из этого не выйдет. Как только после имени переменной, мы попытаемся поставить знак =, появится старое значение переменной.

Ввод На экране дисплея

а= а = 2

_Ь= b = 3

Чтобы все же присвоить переменным новые значения, придется использовать стандартный оператор присваивания : =, для которого сначала вводится символ : (двоеточие).

Ввод На экране дисплея

а:1 а := 1

b:1 b := 1

a+b= a + b = 2

Приведем еще несколько примеров простых вычислений. Для ввода десятичных чисел в качестве разделителя целой и дробной части используется точка, а не запятая.

Ввод На экране дисплея

1.234*2.345= 1234 • 2.345 = 2.894

1/7= 7 = 0-143

cos(0.5)= cos(0.5) = 0.878

е 2= е2 = 7.389

В этих примерах можно заметить некоторые особенности работы Mathcad при выполнении простых вычислений:

•некоторые комбинированные операторы (например, : =) вводятся одним символом;

•Mathcad вставляет пробелы до и после арифметических операторов;

•оператор умножения вводится как звездочка, но представляется точкой в середине строки;

•оператор деления вводится как косая черта, но заменяется горизонтальной чертой;

•оператор возведения в степень вводится знаком ", но число в степени представляется в обычном виде (степень как верхний индекс);

•по умолчанию десятичные числа имеют представление с тремя знаками после разделительной точки;

•Mathcad понимает наиболее распространенные константы, например е — основание натурального логарифма (проверьте, что он поймет и pi или л).

Способы решения уравнений в MathCAD

  1. Для решений уравнения с одним неизвестным вида F(x) = 0 существует специальная функция  root(f(x),x), Эта функция возвращает с заданной точностью значение переменной, при котором выражение f(x) равно 0.
  2. Для одновременного нахождения всех корней полинома используют функцию Polyroots(v), где v — вектор коэффициентов полинома, начиная со свободного члена. Нулевые коэффициенты опускать нельзя. В отличие от функции root функция Polyroots не требует начального приближения.
  3. Функция Find (Найти) работает в ключевой связке с ключевым словом Given (Дано). Конструкция Given – Find использует расчетную методику, основанную на поиске корня вблизи точки начального приближения, заданной пользователем.

Задание для лабораторной  работы.

Для нечетных номеров в списке преподавателя:

произвести расчет шаблона определенного интеграла e^x при условии, что х изменяется от 0 до 1; найти решение уравнения ((x^3-4)/(x^2)=0) при помощи функций Given и Find.

Для четных номеров в списке преподавателя:

произвести символьное вычисление шаблона производной функции ((ln(x)+5*x)/(x^2)) ; произвести расчет корней полинома(3*х^3+2*X^2+6=0) при помощи функции polyroot.

Для открытия меню функций MathCad необходимо нажать на кнопку

или ввести название  функции вручную.

Порядок выполнения работы:

  1. Запускаем программу Matcad.

  1. Для выполнения задания на лабораторную работу необходимо на вкладке Вид – Панель инструментов выбрать панели Калькулятор, Исчисление, Вычисление, Логический.
  2. Для второй части лабораторной работы нечетных номеров необходимо воспользоваться функцией Given и Find для этого необходимо задать значение x.

  1. Для второй части лабораторной работы четных номеров необходимо воспользоваться функцией Polyroot; для этого необходимо задать значение x.

Контрольные вопросы:

  1. Способы решений уравнений в MathCad.
  2. Стандартные шаблоны для математического анализа MathCad.
  3. Способ получение ответа в виде числа с плавающей запятой, с требуемой точностью.
  4. Интерфейс системы MatCad представляет собой.

Содержание отчета.

1.Отчет должен быть выполнен на бумаге формата А4.

2.Отчет должен содержать  краткую теорию по теме работы.

3.Отчет должен содержать текст программ MathCad с комментариями.

4.Отчет должен содержать выводы о проделанной лабораторной работе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26257. Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах 327.5 KB
  Практическое занятие Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах Цели и задачи. Развить способность практиковать интегрированный подход к защите растений и умение использовать современные методы и средства борьбы с вредителями и болезнями. Рассматриваются агротехнические химические и биологические методы защиты растений от болезней и вредителей при различных уровнях интенсификации агротехнологий и интегрированном подходе. Разработать систему мер по защите растений в заданном севообороте при заданной фитосанитарной ситуации.
26258. Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах (ГИС) 384 KB
  Практическое занятие Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах ГИС Цели и задачи. Приобретение навыков картографирования агрофизического состояния почв с использованием педотрансферных функций и ГИСтехнологий. Рассматривается методика разработки картограмм агрофизических свойств почв в геоинформационных системах на примере плотности почв и запасов продуктивной влаги. Освоить методику картографирования физических и воднофизических свойств почв на конкретном первичном...
26259. Понятия природного ландшафта и агроландшафта и принципы ландшафтно-экологического анализ территории 102.5 KB
  Формируются определения природного ландшафта сельскохозяйственного ландшафта рассматриваются задачи ландшафтноэкологического анализа территории и географическая классификация ландшафтов. Ключевые слова: геосистема геосистемные уровни региональный локальный местности урочище подурочище фации агроэкологическая группа земель элементарный ареал агроландшафта классификация ландшафтов. Географическая классификация природных и природносельскохозяйственных ландшафтов. В качестве базовой категории в ландшафтоведении используется понятие...
26260. Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации 63.5 KB
  Лекция Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации Цели и задачи. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации. Принципы и возможности экологизации защиты растений. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации Проектирование систем защиты осуществляется на основе определения видового состава вредных организмов в рамках агроэкологической группы земель и их потенциальной вредоносности которая устанавливается с помощью...
26261. Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями 99 KB
  Практическое занятие Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями Цели и задачи Сформировать представление о современных системах обработки почвы в севооборотах и основных направлениях ее совершенствования. Рассматриваются особенности обработки почвы в различных агроэкологических условиях в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур. Ключевые слова: оптимальная и равновесная плотность почвы отвальная плоскорезная чизельная комбинированная основная...
26262. Оценка агроклиматических условий 285.5 KB
  Температура воздуха почвы и растения всегда зависит от количества солнечной радиации. В зависимости от длительности промерзания почвы и ее среднегодовой температуры выделяются четыре типа температурного режима почв: мерзлотный характерен для районов вечной мерзлоты среднегодовая температура почвы отрицательная; длительно сезонно промерзающий с длительностью промерзания не менее 5 месяцев среднегодовая температура почвы положительная глубина проникновения отрицательных температур более 2 м; сезонно промерзающий с длительностью...
26263. Подготовка семян к посеву 609.5 KB
  Домашнее задание Подготовка семян к посеву Цели и задачи. Освоить систему подготовки семян к посеву приобрести навыки сортировки калибровки и обработки семян различными препаратами и физическими средствами стимуляции. Аннотация Рассматриваются различные виды подготовки семян к посеву: сортировка калибровка тепловой обогрев протравливание инкрустация дражирование скарификция стратификация и др. Приводятся нормативные требования к качеству семян.
26264. Расчет потребности в элементах питания на планируемую урожайность 109 KB
  Развить умение рассчитывать дозы минеральных и органических удобрений на планируемую урожайность с использованием различных методов. Рассматриваются три группы способов расчета доз удобрений под планируемую урожайность: нормативные балансовые и статистические. Ключевые слова: нормативы затрат удобрений вынос элементов коэффициент использования запасы потери газообразные вымывание прибавка урожая балансовые коэффициенты нормативы расхода поступление. Нормативный метод расчета доз удобрений на планируемую урожайность.
26265. Выбор культуры и сорта 1.09 MB
  Менее требовательны к плодородию почвы культуры отличающиеся хорошо развитой корневой системой или повышенной усвояющей способностью корней рожь сорго овес нут чина пелюшка люпин желтый и синий сераделла гречиха и др. Легкие песчаные и супесчаные удобренные почвы можно использовать для возделывания озимой ржи овса песчаного сорго картофеля турнепса арбуза дыни сераделлы эспарцета песчаного люцерны желтой и житняка. Среднесуглинистые почвы больше подходят для овса проса сорго гречихи ячменя подсолнечника сои фасоли...