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

21952. ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СТРОИТЕЛЬСТВА 260.31 KB
  ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СТРОИТЕЛЬСТВА. ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА I. Инженерногеологические исследования при выборе строительной площадки выполняемые с целью сравнительной оценки возможных вариантов ее размещения первая стадия изысканий включают в себя проведение следующих работ. Инженерногеологическая рекогносцировка.
21953. ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ПОРОД. Отчетные инженерно-геологические материалы 229.19 KB
  Отчетные инженерногеологические материалы. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОРОД Главная задача грунтоведения и инженерной геологии заключается в оценке геологической обстановки сопровождающейся прогнозом инженерногеологических процессов и явлений применительно к требованиям различных видов производственной деятельности человека. В случае отрицательного прогноза в комплекс инженерногеологических работ входит выбор наиболее рациональных способов борьбы с неблагоприятными процессами и явлениями. Различают мероприятия двух типов: 1...
21954. Инженерно-геологические исследования в горном деле 2.71 MB
  Предмет и задачи инженерногеологических исследований в проблеме рационального использования полезных ископаемых. Системный подход к инженерногеологическому исследованию при разведке месторождений полезных ископаемых. Инженерногеологические условия месторождений полезных ископаемых. Предмет и задачи инженерногеологических исследований в проблеме рационального использования полезных ископаемых.
21955. Введение в инженерную геологию 2.3 MB
  Основные направления инженерной геологии и ее современная структура. Возникновение инженерной геологии и развитие ее на первых этапах были связаны со строительством. Поэтому можно говорить о предыстории инженерной геологии которая по существу складывается из двух этапов.
21956. Основные факторы, определяющие инженерно-геологические условия территории региона 1.87 MB
  Результаты воздействия этих факторов в геологическом прошлом отражены в геологическом строении и характере пород и в различных последствиях влияния геологических процессов карст тектоническая нарушенность пород и др. зависят от характера пород образовавшихся в существующее геологическое время. Геология При изучении инженерногеологических условий анализируется геологическое строение и состав пород в соответствии с их генезисом и геохронологическими схемами. Горные породы Земную кору слагают горные породы различные по происхождению и...
21957. Изучение инженерно-геологических условий (региональные, локальные, отдельных объектов и сооружений) 165 KB
  Особенности инженерногеологических свойств грунтов Данные о инженерногеологических и физикомеханических свойствах пород используются при детальном инженерногеологическом картировании инженерногеологических изысканиях для различных видов наземного и подземного строительства и др. Физикомеханическими свойствами горных пород следует называть такие которые определяют их физическое состояние отношение к воде и закономерности изменения прочности и деформируемости. Физикомеханические свойства рыхлых песчаноглинистых отложений существенно...
21958. Методы инженерно-геологических исследований 1.03 MB
  Методы инженерногеологических исследований. Общая систематизация методов инженерногеологических исследований. Новые методы и способы проведения инженерногеологических исследований в РБ. Общая систематизация методов инженерногеологических исследований.
21959. Процесс разработки интерфейса 217 KB
  При этом важно понимать что здесь описываются только методы создания новой системы. Система автоматизации например может быть эффективно использована только в том случае когда пользователь этой системы понимает суть автоматизируемых процессов. Это значит что концепции и суть сложной системы могут быть безболезненно вынесены из интерфейса в документацию освобождая ресурсы дизайнера. Побочным свойством новой системы компьютера Макинтош было то что его интерфейс был понятен и удобен в работе.
21960. Критерии качества интерфейса. Скорость выполнения работы 80 KB
  Скорость выполнения работы Длительность выполнения работы пользователем состоит из длительности восприятия исходной информации длительности интеллектуальной работы в смысле – пользователь думает что он должен сделать длительности физических действий пользователя и длительности реакции системы. Как правило длительность реакции системы является наименее значимым фактором.1 Длительность интеллектуальной работы Взаимодействие пользователя с системой не только компьютерной состоит из семи шагов: 1 формирование цели действий 2 определение...