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

80585. Разработка мероприятия по наладке и эксплуатации вычислительного модуля (ВЧС) в составе устройства числового программного управления (УЧПУ) «Электроника МС2101» с выполнением реальной части 370.73 KB
  Целями дипломного проектирования являются: разработка мероприятий по наладке и эксплуатации вычислительного модуля (ВЧС) в составе УЧПУ «Электроника МС2101»; выполнение реальной части дипломного проекта, изготовление универсального прибора диагностирования (осциллографа) и программного обеспечения к нему.
80586. Особенности переводческих трансформаций в рассказах Э.По 384 KB
  В процессе перевода часто оказывается невозможным использовать соответствие слов и выражений, которые нам дает словарь. В подобных случаях мы прибегаем к трансформационному переводу, который заключается в преобразовании внутренней формы слова или словосочетания или же ее полной замене для адекватной передачи содержания высказывания.
80587. Рекреационные ресурсы и курортология 2.05 MB
  Структура рекреационного потенциала территории представляет собой систему, состоящую из двух ведущих блоков: ресурсной составляющей, представленной рекреационными ресурсами и социально-экономической составляющей, представленной материально-технической базой.
80588. Течения в Мировом океане 667 KB
  Учебное пособие посвящено одной из наиболее интересных проблем современной океанологии - теоретическому изучению течений в Мировом океане. Показаны основные силы, вызывающие движение в океане. Представлены сведения о математическом решении направления и скорости плотностных и дрейфовых течений.
80589. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ 1.77 MB
  Объектом изучения физической географии материков и океанов являются природные территориальные комплексы (ландшафты) Земли (ПТК), планетарные закономерности и морфоструктурные особенности их возникновения, развития и изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека.
80590. Экологические проблемы Крыма 593 KB
  Решение экологических проблем, по-видимому, вряд ли возможно при развитии чисто рыночных отношений. Индустриально развитые страны после безуспешных попыток найти решение экологических проблем на путях развития рыночной экономики были вынуждены расширить и ужесточить государственное вмешательство...
80591. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИРОДНЫХ РЕГИОНОВ МИРА 362.5 KB
  Различают несколько групп хозяйственно-культурных типов: Первобытные охотники собиратели и рыболовы среди которых различают: собирателей и охотников жаркого пояса собирателей и рыболовов морских побережий и бассейнов больших рек охотников и рыболовов холодного пояса...
80592. Приливы в Мировом океане 315.43 KB
  Учебное пособие посвящено одной из наиболее интересных проблем современной океанологии - теоретическому изучению приливов в Мировом океане. В нем собраны и систематизированы любопытные сведения о приливах – их громадной роли в истории человечества, их месте в современной жизни и что можно ожидать от них в будущем.
80593. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ 204.22 KB
  Сложен метаморфическими породами докембрия и нижнего палеозоя. Восточная часть архипелага - платформа, покрытая чехлом осадочных пород палеозоя и мезозоя; западная сформировалась в эпоху каледонского орогенеза.