
- •Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
- •Предисловие
- •1.Основные сведения о MathCa
- •1.1.Знакомство с MathCa
- •1.2. Интерфейс пользователя MathCad Рабочее окно
- •Главное меню
- •Состав команд меню File (Файл)
- •Состав команд меню Edit (Правка).
- •Состав команд меню View (Вид)
- •Состав команд меню Insert (Вставка)
- •Hiperlink… [Ctrl-k] (Гиперсвязь):
- •Состав команд меню Format (Форматирование)
- •Состав команд меню Math (Математика)
- •Состав команд меню Symbolic (Символика)
- •Состав команд меню Window (Окно)
- •Состав команд меню Help (Справка)
- •Панели инструментов
- •Стандартная панель (Standard)
- •Панель форматирования (Formatting)
- •1.3. Настройка панелей инструментов
- •2.Основы работы с пакетом MathCad
- •2.1.Простейшие приемы работы
- •2.1.1.Арифметические операции
- •2.1.2.Функции
- •4 Обратные гиперболические функции
- •2.1.3.Работа с комплексными числами
- •Найдём погрешность по напряжениям
- •2.2. Векторы, матрицы и операции с ними
- •2.2.1 Векторы и матрицы
- •2.2.2 Операторы и функции для работы с векторами и матрицами
- •Max(V)- возвращает максимальный элемент
- •Для нахождения вектора искомых токов записываем
- •В матричной форме эта система запишется
- •2.3. Программы-функции
- •2.3.1. Описание программы - функции и локальной оператор присваивания
- •2.3.2. Обращение к программе-функции MathCad
- •2.3.3. Программирование в программе-функции
- •2.3.4. Программирование в программе-функции разветвляющихся алгоритмов
- •2.3.5. Программирование в программе-функции циклических алгоритмов
- •2.3.6. Построение амплитудно-частотной характеристики
- •2.4 Использование в теоретической электротехнике встроенных функций для расчета рядов и определенных интегралов
- •2.4.1 Расчет численным методом определенных интегралов
- •2.4.2 Встроенная функция для расчета рядов
- •2.4.3 Методика расчета установившихся несинусоидальных токов в линейных электрических цепях
- •3.Примеры электротехнических расчетов при использовании вычислений в среде MathCad
- •3.1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока
- •Корни системы уравнений
- •Вводим исходные данные
- •2.Решение задачи c помощью блока решений Given:
- •3.2. Расчет линейной электрической цепи синусоидального тока
- •Найдём погрешность по напряжениям
- •Д ля нахождения вектора искомых токов записываем
- •В матричной форме эта система запишется
- •3.3.Расчет переходных процессов
- •Решим задачу классическим методом. Задание значений параметров элементов цепи:
- •Напряжение на ёмкости c1 было равно e
- •Построение исходного графика зависимости эдс источника от времени (рис.3.28).
- •3.5.Расчет нелинейных резистивных цепей методом полиномиальной аппроксимации Ньютона
- •Из рис.3.36 следует, что уже на 10-й итерации итерационный процесс достигает требуемой точности.
- •Библиографический список
- •Капаев Владимир Иванович Тарасова Наталья Александровна
Состав команд меню Math (Математика)
Для управления вычислительным процессом в MathCAD имеются следующие команды:
Calculate [F9] (Пересчитать) – провести расчеты по формулам, которых коснулось последнее редактирование.
Calculate Worksheet (Пересчитать все) – провести расчеты по всем формулам MathCAD -документа.
Automatic Calculation (Считать автоматически) – включение/выключение автоматического режима вычислений.
Optimization (Оптимизация) – переключатель режима оптимизации численных расчетов.
Options… (Опции) – меню опций:
– Build-in variables tab (Встроенные величины) – изменения значений встроенных величин.
– Unit system... (Система единиц...) – изменения системы единиц измерения (по умолчанию задана Международная система СИ).
– Dimentions (Единицы измерения...) – изменение названий единиц измерения. К примеру, Вы можете переименовать кг (kg) в килограмм (kilogram), если первое Вас чем-либо не устраивает.
Состав команд меню Symbolic (Символика)
Команды данного меню используются для символьного вычисления математических выражений. При открытии этого меню часть команд может быть недоступна. Чтобы воспользоваться этими командами, необходимо сначала выделить переменную или выражение, подлежащее обработке
Подменю Evaluate (Вычислить) – преобразование выражений имеет следующие команды:
–Symbolically [Shift-F9] (Вычислить в символах) – символьное вычисление выражения.
–Floating Point… (С плавающей точкой…) – вычисление численного значения символьного выражения: результат – число с плавающей точкой. Максимальное число знаков – 4000.
–Complex (В комплексном виде) – комплексное преобразование выражения.
Команды:
Simplify (Упростить) – упростить выделенное выражение, выполняя арифметические действия, сокращая подобные слагаемые, приводя к общему знаменателю и используя основные тригонометрические тождества.
Expand (Разложить по степеням) – раскрытие выражения: было (X+Y) × (X-Y), стало X2-Y2.
Factor (Разложить на множители) – поиск множителя: было X2-Y2, стало (X+Y) × (X-Y).
Collect (Разложить по подвыражению) – собрать слагаемые, подобные выделенному выражению, которое может быть отдельной переменной или функцией со своим аргументом. Результатом будет выражение, полиномиальное относительно выбранного выражения.
Polynomial Coefficients (Полиномиальные коэффициенты) – найти коэффициенты выражения, когда оно записано как полином относительно выделенной переменной или функции.
ПодменюVariable... (Переменные...) – преобразования, касающиеся переменных имеет следующие команды:
–Solve (Решить относительно переменной) – найти значения выделенной переменной, при которых содержащее ее выражение становится равным нулю. Если выделить переменную в уравнении или неравенстве, эта команда решает уравнение или неравенство относительно этой переменной.
–Substitute (Заменить переменную) – подставить содержимое буфера обмена вместо переменной в выражение во всех местах, где она встречается. Для использования этой команды меню сначала скопируйте в буфер обмена то, что нужно подставить вместо этой переменной, используя команды Копировать или Вырезать. Затем выделите переменную в каком-либо месте выражения и выберите эту команду меню.
–Differentiate (Дифференцировать по переменной) – дифференцировать все выражение, содержащее выделенную переменную по отношению к этой переменной. Остальные переменные рассматриваются как константы.
–Integrate (Интегрировать по переменной) – интегрировать все выражение, содержащее выделенную переменную, по этой переменной.
– Expand to Series... (Разложить в ряд...) – найти несколько членов разложения выражения в ряд Тейлора по выделенной переменной. Диалоговое окно позволяет выбрать количество членов разложения.
–Convert to Partial Fraction (Разложить на элементарные дроби) – разложить на элементарные дроби выражение, которое рассматривается как рациональная дробь относительно выделенной переменной.
Подменю Matrix (Матричные операции) – работа с матрицами содержит команды для работы с матрицами:
–Transpose (Транспонировать) – транспонирование матрицы.
–Invert (Обратить) – инвертирование матрицы.
–Determinant (Определитель) – вычисление детерминанта (определителя) матрицы.
ПодменюTransform (Преобразования) содержит следующие команды:
–Fourier (Преобразование Фурье) – вычислить преобразование Фурье относительно выделенной переменной.
–Inverse Fourier (Обратное преобразование Фурье) – вычислить обратное преобразование Фурье относительно выделенной переменной. Результат – функция от переменной t.
–Laplace (Преобразование Лапласа) – вычислить преобразование Лапласа относительно выделенной переменной. Результат – функция от переменной s.
–Inverse Laplace (Обратное преобразование Лапласа) – вычислить обратное преобразование Лапласа относительно выделенной переменной. Результат – функция от переменной t.
–Z (z-преобразование) – вычислить z-преобразование выражения по отношению к выделенной переменной. Результат – функция от переменной z.
–Inverse Z (Обратное z-преобразование) – вычислить обратное z-преобразование относительно выделенной переменной. Результат – функция от переменной n.
Команда Evaluation Style… (Стиль результата...) – выбор способа отображения результата символьных преобразований: наличие комментариев и вертикальное либо горизонтальное размещение по отношению к преобразуемому выражению.