37302

Инженерный анализ моделей технических систем с помощью MathCAD

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

Русский

2013-09-24

72.5 KB

3 чел.

1. Цель

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

2. Программа работы

1. Изучить ключевые понятия по содержанию работы и ознакомиться с основными принципами инженерных расчетов в программном пакете MathCAD.

3. Получить у преподавателя исходные данные для расчета, внести их в отчет и записать последовательность и особенности их введения в компьютер.

4. Запустить программу MathCAD, изучить ее интерфейс, приемы численных и символьных преобразований.

5. Освоить выполнение простых математических вычислений с использованием программы MathCAD на примере общего задания (выполняется совместно с преподавателем).

6. Выполнить индивидуальное задание, полученное у преподавателя.

7. Оформить отчет, продемонстрировать его преподавателю.

3. Исходные данные для индивидуального задания

Вариант 3

1. Найти частную производную

2. Найти сумму матриц

и

3. Сократить дробь

4. Построить график функции

4. Последовательность выполнения общего задания

1) Запустите Mathcad с помощью Пуск – Программы - MathSoft Apps – Mathcad. После запуска программы вы увидите чистый лист, где курсор представлен в виде красного крестика.

2) Установите курсор в начало страницы и введите простое арифметическое выражение: 12345+(678455*25)/3.5 - cos(π)+exp(123)= и нажмите Enter. Значок π  вставляется следующим образом. Установите курсор на позицию, куда нужно вставить символ. На панели инструментов выберите пиктограмму Arithmetic Palette и в появившемся окне щелкните левой клавишей мыши по нужному значку. После знака "=" появится значение данного выражения. Щелкните левой кнопкой мыши на только что введенное выражение. Оно выделится черной рамкой. Наведите курсор на эту рамку и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, переместите выражение вниз страницы.

Решение: .

3) Создайте новый документ с помощью File - New - Blank Worksheet. Произведите сложение двух векторов. Для ввода вектора воспользуйтесь меню Insert - Matrix, установите Rows=3 и Columns=1. Сложите векторы:  и .

Решение: .

4) Создайте матрицу 3x3 (создается аналогично вектору, но установите Columns=3) . Произведите вычитание матрицы  из первой матрицы.

Решение: .

Скопируйте получившуюся матрицу и умножьте ее на .

Решение: .

5) Вычислите значение следующего выражения: . Для ввода математических символов воспользуйтесь пиктограммами Calculus Palette и Arithmetical Palette. После ввода выражения вставьте "=" и нажмите Enter.

Решение: .

6) Вычислите значение производной от выражения . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью вашего выражения появится запись его производной.

Решение: .

7) Вычислите неопределенный интеграл от  по x. Для этого снова выделите x и выберите Symbolics – Variable - Integrate.

Решение: .

8) Вычислите определенный интеграл  (аналогично пункту 8).

Решение: .

9) Создайте новый рабочий лист Mathcad. Произведите символьное преобразование интеграла . Для этого после ввода выражения нажмите Ctrl и точку (при английской раскладке клавиатуры), а затем щелкните мышью за границей выражения. Mathcad отобразит упрощенную версию первоначального выражения.

Решение: .

10) Проведите символьное преобразование массива .

Решение: .

11) Произведите символьное преобразование для .

Решение: .

12) Проведите символьное преобразование для .

Решение: .

13) Найдите решение уравнения . Для этого введите уравнение, используя для ввода символа равенства кнопку "=" из плавающей панели, вызываемой нажатием кнопки Evaluation and Boolean Palette на панели Math Palette. Далее выделите в данном уравнении x, и воспользуйтесь меню Symbolics – Variable - Solve.

Решение: .

5. Последовательность выполнения индивидуального задания

1) Находим частную производную для . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью выражения появится запись его производной . Далее делаем то же самое: . Теперь выделите у и выберите меню Symbolics – Variable – Differentiate. Появится ответ: .

2) Находим сумму матриц  и . Для этого привяжем данные матриц к буквенным значениям А и В. Затем просто складываем их .

3) Сократите дробь: . Для этого выделяем всю дробь и выбираем в меню Symbolics – Simplify. Ниже появится ответ: .

4) Построить график функции: .  Для этого вводим функцию, затем заходим в меню Insert - Graph - X-Y Plot. Появится график без данных, по оси ординат обозначаем ось как y(x), по оси абсцисс – х. График автоматически построится.

6. Выводы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65857. Феодальная раздробленность в русских землях. Характеристика отдельных княжеств 39 KB
  В середине 12 века князь Юрий Долгорукий несколько раз пытался взять город. Юрий силой захватил Коломну окончательно присоединил Переславль и начал войну с Тверью. В Орде Юрий обвинил Михаила в том что тот не платит дань и в отравлении ханской сестры.
65858. Своеобразие славяно-русского язычества 43.5 KB
  Функции Богов часто переплетались между собой дублировали друг друга. Сначала душу хранит Бог а после жизни очистившись от грехов душа вновь возвращается к нему. Берегиня – это богиня породившая всё сущное. Хорс символизировал бога.
65859. Понятие культуры в современной науке 36.5 KB
  Под феноменом культуры понимается все то что создано человеком в результате его приспособления к окружающему природному миру поэтому культура – это всё то что человек добавляет к полученному от природы и то новое что он создает иногда вопреки законам природы...
65861. Человек и среда обитания 24.72 KB
  Жизнедеятельность это повседневная деятельность и отдых способ существования человека. Среда обитания окружающая человека среда обусловленная совокупностью факторов физических химических биологических информационных социальных способных оказывать прямое...
65862. Этнография и этнология 26.5 KB
  В 19 веке начинает складываться теоретические основы антропологии и кроме термина антропология начинают активно использоваться термины этнография и этнология. В англоязычных странах был предпочтительнее антропология. Основные подходы к изучению проблем человека: Философский появляется...
65863. Микропроцессорные системы (МП системы) 90.5 KB
  Модуль вода вывода является специфическим для управляющих систем и содержит узлы позволяющие общаться с внешними переферийными устройствами датчиками и исполнительными механизмами. Периферийные устройства работающие с системой могут быть многочисленными.
65864. Морфемика как раздел языкознания 116 KB
  Таким образом, у морфемики, словообразования, морфонологии и морфологии частично совпадает объект изучения – морфемы (частично, потому что словообразование и морфемика занимаются не только морфемами). Но так как изучаются морфемы под разными углами зрения, у названных дисциплин разные предметы.
65865. Принципы классификации звуков (фонем) 97.71 KB
  Принципы классификации звуков фонем Противопоставление гласных и согласных звуков фонем Принципы классификации согласных Классификация согласных по способу образования Классификация согласных по месту образования Классификации согласных по шумности сонорности и силе артикуляции...