200

14. Цикл заданий по расчетам в Mathcad

Цикл включает 9 индивидуализированных групповых заданий трудоемкостью в 2…3,5 ч каждое (в зависимости от «компьютерной квалификации» учащихся). Конкретные формулы, выражения и параметры, индивидуальные для каждого учащегося, берутся из таблиц разд. 15 согласно ссылкам в начале задания и в отдельных задачах задания.

Задание 1

Вычисления по формулам. Построение графиков и их копирование в Word. Интегрирование и дифференцирование функций с параметрами

Согласно вашему варианту, формулу плотности распределения вероятностей возьмите в

табл. 15.1.1 разд. 15.1, а подынтегральную функцию – в табл. 15.3.1 разд. 15.3.

1. Сформируйте на диске D папку с именем «Гр.______Mкад-Преп» (Преп – фамилия Преподавателя, ведущего занятия), в ней – вторую папку «Мкад-Ваша фамилия», где будете хранить все ваши файлы, создаваемые на занятиях .

2. Вызовите Mathcad через значок на рабочем столе или через меню «Пуск-Программы-Mathsoft Apps-Mathcad». Создайте рабочий документ в Mathcad, сохранив открытый Mathcad «Untitled:1» через меню «File-Save as» в вашей папке под именем «Р1-3МкдФамилия(ваша)» (в этом файле должны быть выполнены задания 1…3).

Внимание! Файлы остальных работ нумеруются по аналогии с указанием номеров выполняемых заданий после буквы р!

2. Выполните следующие действия в окне Mathcad.

• Откройте 8 операционных панелей (от Calculator до Greek, за исключением панели Symbolic) соответствующими кнопками окна (см. рис. 2.1) или через меню «View-Toolbars-Конкретная панель» и сгруппируйте их в правой стороне экрана правее вертикальной линии экрана так, чтобы можно было мышкой нажимать на любой из элементов каждой панели.

• Вызовите нажатием в окне кнопки <f(x)> панель вставки встроенных функций Mathcad «Insert Function» и, просмотрев общий список функций и их категории, уберите эту панель.

• В меню «View» установите галочку «Regions: страницы документа при этом окрасятся в серый цвет, а блоки с объектами Mathcad – в белый.

• Через команды «Format-Format-Result» на панельке Result Format в оконце Number of decimal places (см. рис. 2.1) установите число десятичных знаков – 9.

• Через меню «Tools-Worksheet Options» - на панельке «Worksheet Options» в оконце «Convergence Tolerance» установите значение допустимой погрешности (TOL) –10^-10.

4. Ознакомьтесь: с Введением, Перечнем условных обозначений в Mathcad, Глоссарием, Особенностями пакета Mathcad 13, Принципами вычислений в Mathcad и с разд. 2.1 учебного пособия.

5. Изучите элементы правильного графического изображения выражений в рабочем документе Mathcad на рис. 2.2 пособия и «Правила набора и вычислений по формулам в Mathcad», п. 1-13. Введите в рабочий документ заголовок раздела (текстовую область):

«Задание1

1.1. Текущая дата. Вычисления по формулам. Вычисление плотности ______(имя)__________распределения вероятностей f(X, р1, р2). Вариант №____»

Вычислите следующее выражение:

№ варианта вашего выражения – в табл.15.1.1 разд. 15.1. Значения переменных в формуле – из п. 1). (1.1)

• Способ ввода в РДМ формулы для вычислений – согласно п. 5 Правил вычислений по формуле, см. также рис. 2.2, А (для простых формул) и 2.2, Г (для формул с функциональными аргументами) в разд. 2.1.

• Имя формулы вводите в форме табл. 14.1 с учетом того, что аргумент с одним значением в имя формулы не записывается.

• При вводе формулы с функциональными аргументами обратите внимание: порядок ввода выражений в РДМ (рис. 2.2, Г) обратен их порядку из математической записи (рис. 2.2, В), и функциональная зависимость аргументов и имени формулы от первичных переменных в РДМ записывается в явном виде в отличие от математической записи, где эта зависимость подразумевается согласно их выражениям.

• При неправильном вводе в РДМ вычислительных объектов Mathcad окрашивает первый из них в красный цвет. При подводе к такому объекту мышки выдается сообщение об ошибке. Сообщения с поясненииями из Хелпа Mathcad приведены в Приложении 4. При вводе курсора в красный объект и нажатии клавиши <F1> Mathcad выдаст перечень сообщений об ошибках Error Messages In Numerical Calculations. Если найти в этом перечне выдаваемое Mathcad сообщение, то в тексте пояснения могут быть адресные ссылки на материалы, дополняющие пояснение.

4. Скопируйте все объекты вычисления вашей формулы и вставьте их ниже выходной таблицы первоначальных вычислений. Увеличьте шаг по «х» для повторных вычислений, чтобы число значений «х» было не более пяти.

• 20 первых строк выходной таблицы второго расчета снабдите подтаблицей сочетаний значений вычислительных параметров формулы, где каждая строка которой является комбинацией значений аргументов, по которым вычислено соответствующее номеру строки значение выходной таблицы ( аналоги подтаблицы – см. табл. А и Б на рис. 2.3). Введите строку заголовка подтаблицы, в ячейки которого впишите имена параметров формулы. Численные значения параметров в подтаблице вставьте согласно п.14 Правил набора и вычислений … разд. 2.1.

– Форму подтаблицы вставьте через команды меню «Insert-Data-Table». Заполнение подтаблицы – согласно п. 14 Правил вычисления по формулам в разд. 2.1. В нулевую строку таблицы вставьте имена аргументов вашей формулы х, р1, р2, а в знакоместо имени вставьте любую букву.

– После заполнения подтаблицы аргументов передвиньте ее за край блока вплотную к выходной таблицы, вставьте курсор в имя подтаблицы, ПКМ вызовите контекстное меню и его командой Hide Arguments скройте имя подтаблицы.

– Перетаскивая ЛКМ границу любой строки в столбце номеров строк в выходной таблице (или в подтаблице аргументов), уравняйте ширину строк в обеих таблицах. Установите подтаблицу по отношению к выходной таблице так, как показано на рис. 2.3: строка с названиями столбцов подтаблицы должна продолжать строку с номерами столбцов выходной таблицы.

4. Вставьте п. «1.2. Текущая дата. Построение графиков». Постройте графики по вычисленным в п. 1.5 значениям (см. п.3.1 и рис. 3.1 Пособия), т.е. f(x, р1, р2). На каждом графике должно быть по 3 кривых (каждый график соответствует одному из 2 значений третьего аргумента р2, а каждая кривая на графике – одному из 3 значений аргумента р1). Цвета всех кривых на обоих графиках должны быть разные.

• Скопируйте один из графиков и разместите его ниже первых двух. Задействуйте в нем вторую ось Y согласно п. 5 построения графиков из разд. 3.1. Введите в знакоместо функции оси Y2 одно из имен кривых этого графика, умноженного на 100.

• Ознакомьтесь с меню редактирования графиков (двойной щелчок ЛКМ на графике, см. рис. 3.2) и установите: сетку на обоих графиках, увеличьте толщину линий одной кривой в 2 раза. Озаглавьте каждый график через оконце Title вкладки Labels: Граф1/2. Плотность распред (1).

• Вызовите измеритель координат графиков (Контекстное меню (щелчок ПКМ на графике)-Trace) и продемонстрируйте преподавателю возможности измерений координат на графике с изображениями точек: а) только в точках кривых, б) в любом месте поля графика на графиках с одной и двумя осями Y.

• Скопируйте один из графиков и выполните для какого-либо характерного участка графика 2-кратное вложенное увеличение, согласно разд. 3.3 с последующим предъявлением его преподавателю.

4. Вставьте п. «1.3. Текущая дата. Копирование данных из Mathcad в Word».

• Вызовите пакет Word, создайте в нем файл с именем Вашего рабочего документа «Р1-3МкдФами­лия(ваша).doc».

• Сформируйте шаблон таблицы 1.1 и заполните её величинами приращений объема документа (в кб) при вставке графика и таблицы из Mathcad в Word разными путями. В Word-документе клавишей <Enter> создайте на 0,5 страницы группу пустых строк, в которые и следует помещать вставляемые объекты.

Объекты вставляйте на свободное место в документе, а не в таблицу. Таблицу возьмите типа Выходной таблицы с заголовком, а график – из расчета по формуле; укажите в таблице имена графика и таблицы.

• По одному экземпляру из вставляемых объектов оставьте в документе (с минимальным расходом памяти), а остальные после определения объема удалите. Для оставленных объектов создайте обтекание в тексте. Двойным щелчком ЛКМ на объекте вызовите панель «Формат рисунка» и на ее вкладке «Положение» щелкните по полю «перед текстом»: после щелчка на <ОК> на рисунке внутренние маркеры заменятся на внешние, и рисунок мышкой можно переставлять в любое место страницы документа (проверьте!).

Таблица 1.1