- •1. Основы работы с системой MathCad 8
- •1.1. Пользовательский интерфейс системы
- •1.2. Входной язык системы MathCad
- •2. Редакторы MathCad
- •2.1. Редактор формул
- •2.2. Редактор графиков
- •3. Примеры математических расчетов в MathCad
- •3.1. Решение нелинейных уравнений и систем
- •3.2. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений
- •3.3. Решение задач оптимизации
- •3.4. Решение задач интерполяции и регрессии
- •3.5. Работа с векторами и матрицами
- •3.6. Работа со случайными числами
2. Редакторы MathCad
Система MathCAD интегрирует в себе три редактора: текстовый, формульный н графический. Текстовый редактор предназначен для ввода текста. Для запуска текстового редактора достаточно в любом месте экрана ввести символ двойной кавычки ("). В появившийся прямоугольник можно вводить текст. В текстовом блоке визир окрашен красным цветом. Перед набором текста рекомендуется выбрать нужный размер и тип шрифта. Особенности работы в текстовом редакторе MathCAD подробно изложены в [I, 2]. Отметим, что текстовый редактор MathCAD несложно освоить пользователю, имеющему минимальные навыки работы с любым другим текстовым редактором. Основными частями системы MathCAD являются редакторы формул и графиков. Поэтому на их изложении следует остановиться более подробно.
2.1. Редактор формул
Запуск редактора формул осуществляется одновременно с
запуском системы MathCAD. Визир в форме маленького красного крестика показывает место, с которого можно начинать набор формул. Переустановку визира можно произвести с помощью клавиш управления курсором или щелчком мыши в любом месте документа. При вводе формул, включающих математические символы, можно использовать не только клавиатуру, но и ряд палитр шаблонов панели Математика (рис.5), значительно облегчающих процесс ввода.
]
Рис. 5- Использование шаблонов панели Математика
Для использования шаблона следует установить курсор в место ввода и щелкнуть по его изображению на палитре шаблонов. В составе сложного шаблона (например, шаблон определенного интеграла) может быть несколько позиций для ввода данных. Как видно из рис.5, позиции ввода имеют вид небольших черных квадратиков. Позиция ввода активизируется курсором или щелчком мыши.
Наряду с готовыми шаблонами, ввод объектов в текущее окно редактора производится и с помощью клавиатуры. Так, например, для задания ранжированной переменной х., принимающей значения от 1 до 3, с шагом 0.5, требуется набрать:
х: 1,1.5 ; 3
При этом на экране появится следующее изображение:
х: 1,1.5...3
Теперь дополним объявление переменной х объявлением функции x2. Для этого: определим имя функции, введем в круглых скобках аргумент (или список аргументов через запятую), затем знак двоеточия, который приведет к появлению знака присваивания, и формулу создаваемой функции. В нашем примере, чтобы провести вычисление функции на заданном интервале достаточно набрать её имя и знак равенства. Вычисление функции удобно дополнить вычислением аргумента, который задан интервалом.
При создании математических выражений пользователь может использовать все многообразие стандартных функций. Любую из них можно поместить в документ с помощью диалогового окна Вставить функцию (рис.б), вызов которого производится выбором пункта Функция позиции меню Вставка.
Как видно из рисунка левая часть окна является списком категорий функций, а правая - списком функций, входящих в данную категорию. Поэтому выбору имени функции предшествует выбор категории. Сделав выбор функции, следует щелкнуть по кнопке Вставить. При этом шаблон выбранной функции вставляется в документе на место, отмеченное курсором. В шаблоне функции места, в которые следует ввести значения аргументов, отмечены черными квадратиками.
Рис. 6. Диалоговое окно Вставить функцию
В пакете MathCAD выделены следующие категории функций: All - все функции, размещенные в алфавитном порядке; Bessel - Бесселевы функции; Complex Numbers - комплексные числа; Differential Equation Solving - решение дифференциальных уравнений;
File Access - функции доступа к файлам; Fourier Transform - преобразование Фурье;
Hyperbolic - гиперболические функции;
Imaqe Processing - обработка изображения;
Interpolation and Prediction - интерполяция и предсказание;
Log and Exponential - логарифмические и экспоненциальные функции;
Numbers Theory/Combinatorics - теория чисел и комбинаторика;
Pieccwise Continuous - функции ступенек и условий;
Probability Density - функции плотности вероятности;
Probability Distribution - функции распределения вероятностей;
Random Numbers - функции случайных чисел;
Regression and Smoothing - регрессия и сглаживание;
Solving - решение алгебраических уравнений;
Sorting - функции сортировки;
Special - специальные функции;
Statistics - статистические функции;
Trigonometric - тригонометрические функции;
Truncation and Round-Off- округление и работа с частью числа; Vector and Matrix - работа с векторами и матрицами.
Перечень некоторых наиболее часто используемых математических функций приведен в разделе 1.2, а глава 3 полностью посвящена рассмотрению примеров использования функций MathCAD в математических расчетах.
