Тема 4. Використання системи MathCad для розв’язування фахових задач

4.1. Загальні положення

Сьогодні застосування комп’ютера для розв’язку математичних задач не вимагає обов’язкового створення програм. Існують системи, що успішно виконують як числові, так і символьні обчислення. До них відносяться Mathematica, Maple, Derive, MathCad, Mathlab та ін. Система MathCad належить до найпопулярніших інструментів розв’язку фахових задач. Вона включає:

• математичний процесор для числових та символьних обчислень;

• текстовий та формульний редактори;

• можливості інтерактивної роботи з документами;

• унікальну графічну систему.

MathCad має прості інтерфейс та вхідну мову математичних символів, а також має легку для освоєння технологію розв’язку математичних задач. Цей, а також наступні розділи методичного посібника, орієнтовані на експлуатацію русифікованої версії системи MathCad 14 (Збірка 701291152).

4.2. Основи роботи в MathCad

Інтерфейс системи аналогічний будь-якому вікну додатка Windows. Серед особливих елементів найбільш часто вживана панель математики .

Її дев’ять кнопок розкривають набір вікон з командами відповідної тематики. Вікна рухомі і можуть бути розміщені в зоні панелі інструментів, так і за межами робочого вікна. Кнопки панелі мають систему підказок при наведенні на них курсору миші.

MathCad працює з документами, які розміщуються на його робочому полі у вигляді:

• математичних виразів;

• числових та векторних величин;

• текстових фрагментів;

• графічних областей.

Математичні вирази – це типи даних, оператори та функції.

До типів даних відносяться числові константи, звичайні та системні змінні, масиви.

Константами являються об’єкти, які в процесі обчислень не змінюють свого значення: числа, що задані явно, число , число е тощо.

Змінні в математичних виразах задаються своїми ідентифікаторами, що складаються з літер латинського або грецького алфавіту та цифр, але починаються обов’язково з літери.

В MathCad є деяка група особливих об’єктів, значення яких встановлюється відразу після запуску системи (системні змінні) і в подальшому не змінюються. Наприклад, змінна  означає нескінченність (10³⁰⁷), змінна ORIGIN=0 або будь-яке інше число (з «+» чи «»), в залежності від того з якого номера потрібно визначати індекс першого елемента векторів і матриць, TOL задає допустиму похибку розрахунків (як правило 10^3). Зміну системних значень виконують командою «ИнструментыПараметры рабочего листаВстроенные переменные».

Звичайні змінні повинні бути обов’язково перед їх використанням попередньо визначені користувачем з допомогою оператора присвоювання (комбінація клавіш + ). Для виведення значення змінної на робоче поле застосовується клавіша . Крім локального присвоювання ( ) в MathCad є ще й глобальне присвоювання ( ). Справа в тому, що MathCad прочитує весь документ двічі зліва направо і зверху вниз. При першому проході виконуються всі дії з глобальними змінними, а при другому враховуються і глобальні і локальні змінні. Існує також символьний оператор видачі результатів ( ). Він вживається при роботі з символьними даними для видачі результатів символьних перетворень (дивись рисунок 11).