- •Лабораторная работа №13.Вычисления в Mathcad
- •13.1Общематематические функции Mathcad
- •13.2Операции с матрицами и векторами Понятие массива
- •Вставка и редактирование массивов
- •Адресация элементов массива
- •Операции над массивами
- •Встроенные функции для работы с массивами
- •Построение графиков в Mathcad
- •График в прямоугольных координатах
- •График в полярных координатах
- •Построение трехмерных графиков
- •Форматирование трехмерных графиков
- •Функции для построения графиков
13.2Операции с матрицами и векторами Понятие массива
Массив – переменная, которой присвоена совокупность конечного числа числовых или символьных элементов, упорядоченных некоторым образом и имеющих определенные адреса. В пакете Mathcad используются массивы двух наиболее распространенных типов:
одномерные (векторы);
двумерные (матрицы);
многомерные (матрицы, элементами которых, в свою очередь, также являются матрицы).
Порядковый номер элемента, который является его адресом, называется индексом. Индексы могут иметь только целочисленные значения. Они могут начинаться с нуля или единицы, в соответствии со значением системной переменной ORIGIN.
Вставка и редактирование массивов
В Mathcad при помощи массивов могут записываться векторы (одномерные массивы), матрицы (двумерные массивы) или таблицы. Для действий над матрицами и векторами имеется панель инструментов «Матрица», показанная на Рис. 13 .1
В этом окне следует указать размер создаваемой матрицы (ввести число столбцов и строк) и нажать кнопку «Вставить». Появится шаблон матрицы, в знакоместа которого следует ввести элементы массива. Элементы могут быть числовыми, буквенными (т.е. представлять собой названия переменных), строковыми (см. Лабораторную работу №14), а также состоять из математических выражений, включая функции. При задании буквенных элементов и элементов-выражений необходимо предварительно определить их, т.е. присвоить им численные значения.
Рис. 13.1 Панель матриц
Для ввода матриц и векторов при помощи
кнопки
панели инструментов «Матрица», меню
Вставить – Матрица… или
комбинации клавиш Ctrl+M
вызывают окно, показанное на Рис. 13 .2
Рис. 13.2 Окно ввода матриц и векторов.
Вектор является частным случаем матрицы. При вводе вектора в графе «Столбцов» следует проставить 1, а в графе «Строк» – размер вектора.
Если массив содержит большое количество строк или столбцов, может оказаться удобнее вводить данные в форме таблицы. В этом случае меню Вставка – Данные – Таблица создает в документе таблицу для ввода значений. Таблицы и матрицы являются равнозначными элементами.
В дальнейшем можно, записав имя вектора или матрицы и, поставив знак «=», получить на экране его значение. При этом по умолчанию применяется автоматический режим отображения. Суть его в том, что если в массиве не больше 10 столбцов или строк, он отображается в виде матрицы, а если больше – таблицы. Изменить стиль отображения можно на вкладке «опции отображения» диалогового окна, вызываемого через меню Формат – Результат….
Размер уже созданной матрицы можно изменить, добавляя или удаляя строки или столбцы. Для добавления строк или столбцов следует выделить элемент, правее и ниже которого необходима вставка, и вызвать диалоговое окно вставки матрицы (Рис. 13 .2). В нем необходимо указать количество вставляемых строк и столбцов (0 при необходимости) и нажать кнопку «Вставить». Кнопка «Удалить» служит для удаления заданного количества строк и/или столбцов, начиная от выделенного элемента. При этом результат должен оставаться вектором или матрицей (т.е. не должен выродиться в скалярное число).
Другим способом изменения размеров матриц является использование специальных функций (см. ниже).
В Mathcad можно работать с многомерными массивами путем создания вложенных матриц. Поскольку отдельного интерфейса для ввода вложенных матриц не предусмотрено, их ввод осуществляется путем вставки в простую матрицу переменных, которым, в свою очередь, присвоены матричные значения.
