- •Лабораторная работа № 6 Математические расчёты с помощью программы Smath studio
- •1. Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •Интерфейс программы
- •Форматирование текста
- •Ввод, редактирование и форматирование математических выражений
- •Определение функции
- •Вычисление выражений
- •Функции для численного решения уравнений
- •3. Порядок выполнения работы
- •1. Ввод формул и текста, решение простейших выражений.
- •6. Решение дифференциальных уравнений
- •4. Задания для тренировки
- •Контрольные вопросы для домашней подготовки
- •Лабораторная работа № 7 Математические расчёты с помощью программы Maxima.
- •1. Цель работы
- •3. Научиться строить визуализировать результаты решения с помощью графиков.
- •2. Теоретические пояснения
- •Интерфейс программы
- •Ввод и решение простейших выражений в Maxima
- •Константы
- •Арифметические операции
- •Переменные
- •Математические функции
- •Символьные преобразования
- •Графическое отображение данных
- •Решение дифференциальных уравнений
- •3. Порядок выполнения работы
- •6. Решение дифференциальных уравнений
- •7. Символьные вычисления
- •4. Задания для тренировки
- •Контрольные вопросы для домашней подготовки
- •Лабораторная работа № 8 Математические расчёты с помощью программы SciLab.
- •1. Цель работы
- •3. Научиться строить визуализировать результаты решения с помощью графиков.
- •2. Теоретические пояснения
- •Интерфейс программы
- •Арифметические операции
- •Переменные
- •Системные переменные
- •Константы
- •Математические функции
- •Матрицы
- •Функции для решения нелинейных уравнений и их систем
- •Графическое отображение данных
- •Решение дифференциальных уравнений
- •3. Порядок выполнения работы
- •1. Ввод формул и текста, решение простейших выражений.
- •2. Решение уравнений
- •3. Решение систем линейных уравнений матричным способом
- •4. Решение систем нелинейных уравнений
- •5. Построение графиков функций
- •6. Решение дифференциальных уравнений
- •4. Задания для тренировки
- •Контрольные вопросы для домашней подготовки
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Определение функции
Функция есть правило, согласно которому проводятся некоторые вычисления с её аргументами и вырабатывается её числовое значение. Пользовательские функции описываются в следующем порядке:
1. Ввести в рабочий документ имя функции и левую скобку.
2. Ввести список аргументов, отделяемых друг от друга точкой с запятой и закончить его правой скобкой.
3. Ввести двоеточие [ : ], что приведет к появлению знака присваивания [ := ] и следующего за ним поля ввода.
4. Напечатать в поле ввода выражение.
Вычисление выражений
Для того чтобы получить числовой результат, нужно:
1. Ввести в рабочий документ выражение, значение которого нужно вычислить.
2. Ввести знак равенства [ = ], после чего программа вычисляет введенное ранее выражение и выводит в рабочий документ результат вычислений. Для вычисления выражения в ручном режиме необходимо нажать клавишу [F9].
Функции для численного решения уравнений
polyroots(арг) – функция предназначена для численного решения полиномиальных уравнений. В качестве аргумента функции (арг) выступает матрица чисел, стоящих при переменных многочлена.
solve(арг1, арг2) – функция для численного решения уравнений, в отличии от функции polyroots позволяет решать кроме полиномиальных уравнений так же линейные и нелинейные уравнения. В качестве первого аргумента функции (арг1) выступает – выражение левой части решаемого уравнения при правой части равной нулю. В качестве второго аргумента (арг2), выступает искомая переменная.
roots (вектор1, вектор2) – функция нахождения корней системы нелинейных уравнений. Возвращает значения вектора2, при которых функции вектор1 равны нулям. В качестве вектора1 выступает матрица левых частей решаемых уравнений системы, при правой части равной нулю. Вектор2 содержит матрицу со списком искомых переменных
rkfixed (НачУсл; Начало; Конец; КолвоШагов; Система(x;u)) – функция из дополнения ODE Solve предназначена для решения дифференциальных уравнений и их систем методом Рунге-Кутта 4-го порядка с фиксированным шагом. НачУсл – матрица начальных условий; Начало и конец – границы расчётного диапазона; КолвоШагов – количество точек в расчётном диапазоне; Система(x;u) – матрица правых частей диф. уравнений.
3. Порядок выполнения работы
1. Ввод формул и текста, решение простейших выражений.
Введите следующее выражение
При вводе выражения
степень вводится через клавишу на
клавиатуре «^» или кнопкой на панели
арифметика
.
Когда необходимо сделать операции над определённой частью введённой формулы, то часть формулы выделяется с помощью клавиш – стрелок и пробела:
нажимаем «пробел»
нажимаем «/»
Результат набора – ошибка: «x – неопределено».
Введите значения в переменные x, y, y1. При этом описание этих переменных должно быть выше, левее, чем введённая ранее формула.
Добавьте надпись «моя первая формула»
2. Решение уравнений
Необходимо вычислить корни следующего уравнения:
Решение уравнения с помощью стандартной функции polyroots( ).
Решение уравнения с помощью функции solve(2):
3. Решение систем линейных уравнений матричным способом
Пусть необходимо решить следующую систему:
Вводим матрицу
значений А
и матрицу результатов B.
Ввод матрицы осуществляется с помощью
сочетания клавиш Ctrl
+ M,
либо с помощью кнопки матрица
на панели инструментов Матрицы.
Решение системы произведение
инвертированной матрицы А
и матрицы B.
Ответом решения систему будут значения: x = 1, y = 0, z = 2.
4. Решение систем нелинейных уравнений
Пусть необходимо решить следующую систему:
Решение системы уравнений с помощью функции roots(2):
5. Построение графиков функций
Построим
графики функций
;
.
Для этого вставим пустое поле графика с помощью пункта главного меню – вставка график Двумерный (2D). В появившемся окне, в поле ввода вводим правую часть функции.
Для размещения двух и более кривых на одном графике, необходимо вместо описания функции вставить алгебраическую систему, и вписать правые части функций.
Постройте график функций:
и
Результат выполнения:
С помощью дополнений можно отформатировать графики под требуемые стили оформления.
Используя дополнение X-Y Plot Region оформите график функции y = sin(x) по образцу:
