4. Создание трехмерных графиков

Для того, чтобы создать трехмерный график, требуется на панели «Графики» нажать на кнопку с изображением любого из типов трехмерных графиков. В результате появится пустая область графика с тремя осями и единственным заполнителем в нижнем левом углу (рис.51).

Рис.51

В этот заполнитель следует вставить либо имя функции двух переменных (для быстрого построения трехмерного графика), либо имя матричной переменной, которая задает распределение значений функции на плоскости. Примеры построения трехмерных графиков приведены на рис.52,53.

Пример 1. Функция для быстрого построения трехмерного графика.

Рис.52

Пример 2. Матрица для отображения трехмерного графика:

Рис.53

Рассмотрим на этих же примерах возможности построения других графиков:

- график линий уровня

Рис.54

- график трехмерной гистограммы

Рис.55

- график множества точек

Рис.56

- график векторного поля

Рис.57

График векторного поля отличается от основных типов двумерных графиков. Его смысл заключается в построении некоторого вектора в каждой точке плоскости. Для задания вектора на плоскости необходимо две координаты этого вектора. В Mathcad векторное поле задает комплексная матрица. Действительные части каждого элемента матицы – это проекции вектора на ось ОХ, а мнимые – это проекции вектора на ось ОУ.

5. Форматирование трехмерных графиков

Форматирование трехмерных графиков выполняется с помощью диалогового окна «Формат 3-D графика» (рис.58), которое вызывается двойным щелчком в области графика. Параметры трехмерных графиков устанавливаются при помощи этого диалогового окна.

Рис.58

В этом диалоговом окне доступно большое количество параметров, изменение которых способно очень сильно повлиять на внешний вид графика. Все параметры сгруппированы по принципу действия на нескольких вкладках.

2. Ввод и вывод во внешние файлы

Ввод внешних данных в Mathcad применяется чаще вывода. Для общения с внешними файлами имеется несколько способов. Самый простой – это использовать семейство встроенных функций.

Текстовые файлы

Перечислим встроенные функции для работы с текстовыми файлами:

- READPRN(“file”) – чтение данных в матрицу из тестового файла;

- WRITEPRN(“file”) – запись данных в текстовый файл;

- APPENDPRN(“file”) – дозапись данных в существующий файл.

Внутри скобок в кавычки помещается путь файлу. Можно задавать полный путь к файлу, например, C:\Мои документы\..., так и относительный, имея ввиду, что он будет отсчитываться от папки, в которой находится файл с документом маткада.

Рассмотрим примеры действия этих встроенных функций. Результаты действия этих операторов можно понять, просмотрев получившиеся тестовые файлы, например, с помощью Блокнота Windows.

1. С помощью встроенной процедуры на листе документа создается диагональная матрица I размером 5х5.

6. В этой матрице ноль в третьей строке и четвертом столбце заменяется на 99, а затем с помощью встроенной функции исправленная матрица записывается в файл, название которого стоит внутри кавычек.

3. С помощью другой встроенной функции созданный файл прочитывается в этом же документе.

6. В созданный текстовый файл производится дозапись.

4. Открытие созданного файла можно с помощью Блокнота Windows, если расширение .prn поменять на .txt.

Графические файлы

Подобно вводу и выводу в текстовые файлы, можно организовать чтение и запись данных в графические файлы различных форматов. При этом данные отождествляются с интенсивностью того или иного цвета пикселя изображения, находящегося в файле. Перечислим основные функции:

- READRGB(“file”) – чтение цветного изображения;

- READBMP(“file”) – чтение черно-белого изображения;

- WRITERGB(“file”) – запись цветного изображения;

- WRITEBMP(“file”) – запись черно-белого изображения.

Рассмотрим действие этих встроенных функций на конкретных примерах.

1. Создание матрицы на листе документа, которая будет прочитана в графическом формате.

2. Использование встроенной функции для записи матрицы в .bmp формате.

3. Чтение полученного файла с помощью Paint(рис.59).

Рис.59