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

28804. Русь и Золотая Орда. Какие оценки монгольского фактора в истории России существуют в исторической литературе 15.88 KB
  Карамзина состояли в следующем: согласие с татарами позволившее провести 40 мирных лет; большая заслуга перед своей малой Родиной Московским княжеством: обогатил усилил расширил; ЛН Гумилев считал что монголотатарского ига на Руси не было Нашествия Батыя были лишь военным рейдом и последующие события не имеют к нему непосредственного отношения Он утверждал что Великое княжество Владимирское в лице Александра Невского добилось выгодного союза с Золотой Ордой В 1237 г. Батый вторгся в земли Руси. ×Ярлык на княжение зависимые...
28805. Каковы причины возвышения Москвы? Какие еще альтернативы объединения Руси вы могли бы назвать 14.07 KB
  – свержение монголотатарского ига Иван III происшедшее мирным путем после отказа платить дань Орде и последующего стояния на Угре русского и татарского войск друг против друга когда хан так и не решился вступить в битву. первый свод законов нового объединенного Русского государства – Судебник Ивана III. – завершение процесса объединения при сыне Ивана III Василии III.
28806. Образование централизованного Московского государства в 15-16вв. Чем данный процесс в России отличается от западноевропейского 13.91 KB
  Особенностями политической системы Московского царства были: а внутренней: 1 авторитарный характер государственной власти 2 превращения Руси с XV в и единственное в мире независимое православное государство; 3 закрепление политической и культурной изоляции и отставания от Европы; б внешней: 1 огромная территория государства 2 превращение Руси в многонациональное государство Завершающий этап централизации Русского государства связан с именем и царствованием внука Ивана III Ивана Грозного впервые принявшего в 1547 г. Тем самым...
28807. Внешняя политика Советского государства в 20-30-х гг. Почему в данный период не удалось создать систему международной безопасности 15.85 KB
  Почему в данный период не удалось создать систему международной безопасности Внешняя политика СССР в 2030 гг. СССР добился снятия экономической блокады. 1924-1933 годы постепенного признания СССР.В конце 20х годов произошло резкое ухудшение международного положения СССР.
28808. Истоки и причины Второй Мировой войны. Причины поражения СССР на первом этапе ВОВ. Формирование антигитлеровской коалиции 15.85 KB
  Причины поражения СССР на первом этапе ВОВ. Ослабление СССР репрессиями Сталина только в армии было арестовано и убито около 4 млн человек. Пассивность Франции и Великобритании с целью натравить Гитлера на СССР. Стремление каждой страны Европы достичь своих целей участвуя в войне например Польша мечтала напасть на СССР Италия мечтала захватить соседние земли.
28809. Подготовка и осуществление коренного перелома в ВОВ. Путь к победе. Какие события позволяют судить о решающем вкладе СССР в победу над Германией 18.15 KB
  Наибольшего размаха и напряжения военные действия достигли на советскогерманском фронте где летом в вооруженной борьбе принимало участие с обеих сторон более 700 расчетных дивизий до 12 млн. К осени протяженность советскогерманского фронта достигла почти 6200 км максимальной величины за всю войну. В результате героического сопротивления советских войск наступление противника на южном крыле советскогерманского фронта было остановлено. Несмотря на то что на большинстве участков наступление противника было остановлено положение на южном...
28810. СССР в послевоенные годы. Была ли неизбежна «холодная война» 15.58 KB
  И тем не менее с точки зрения выяснения того когда и как она началась думается имеет существенное значение то какими виделись послевоенные отношения между США и СССР Рузвельту и какой линии он намеревался придерживаться в этом вопросе. В последовавшей затем беседе с советским послом президент особо подчеркнул что считает поддержание и развитие дружественных отношений между США и СССР абсолютно необходимыми и соответствующими интересам обеих стран. Вслед за этим вскоре после состоявшейся в ноябре 1943 года в Тегеране встречи руководителей...
28811. Почему «Хрущевское десятилетие» вошло в историю страны как «оттепель»? Укажите основные направления хрущевских реформ 14.42 KB
  Смерть Сталина устранение от власти Берии положило конец массовому террору в стране. Критика культа личности Сталина разбудила советское общество порождала веру надежду на изменение к лучшему.
28812. Эпоха «развитого социализма» 1965-1985. Почему все попытки модернизации социализма были неудачны 15.78 KB
  Почему все попытки модернизации социализма были неудачны 14 октября 1964 г. Брежнева не был эпохой застоя как утверждала перестроечная историография как не стал и не мог стать периодом официально провозглашенного развитого социализма. Эпоха развитого социализма – закономерный и неизбежный этап кризисного развития советской тоталитарной системы.