- •Лабораторная работа №1. Основы работы в Mathcad
- •Внешний вид приложения
- •Правила объявление переменных в среде Mathcad
- •Типы данных в среде Mathcad
- •Представление чисел
- •Операторы для работы с числами
- •Арифметические операторы
- •0Ператор факториала и модуля
- •Вычислительные операторы
- •Комплексные числа
- •Функции в среде Mathcad
- •Задание пользовательской функции
- •Встроенные функции
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Основы работы с массивами в системе Mathcad
- •Общие сведения о массивах
- •Задание массивов
- •Создание массива командой Вставка Матрицы (Insert Matrix)
- •Обращение к отдельным элементам массива
- •Создание массива определением его отдельных элементов
- •Создание тензора
- •Ранжированные переменные
- •Матричные операции
- •Использование матричных функций
- •Решение систем линейных уравнений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3. Визуализация данных в среде Mathcad
- •Типы графиков
- •График кривой в двумерной декартовой системе координат
- •Построение нескольких графиков
- •Форматирование шкалы графиков
- •Форматирование графиков
- •Создание графиков в полярных координатах
- •Трехмерные графики
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4. Подпрограммы в MathCad
- •Язык программирования Mathcad
- •Создание программы
- •Условные операторы (if, otherwise)
- •Операторы цикла (for, while, break)
- •Возврат значения (return)
- •Контрольные вопросы
Форматирование графиков
С помощью второй вкладки Линии графика (Traces) диалогового окна Форматирование выделенной декартовой плоскости (Formatting Currently Selected X-Y Plot) можно произвести настройку ряда данных (см. рисунок 3.3).
Главным элементом вкладки Линии графика (Traces) является список, содержащий 16 строк. Каждая строка отвечает за отображение одного ряда данных.
Рассмотрим некоторые настройки рядов данных.
Легенда (Legend Label). Своеобразное «имя» набора параметров, описывающих отображение зависимости на графике.
Символ (Symbol). Параметр определяет символ, которым отображаются узловые точки графика.
Линия (Line). Параметр определяет, линией какого типа будет прочерчена зависи-мость. Всего же таких типов четыре.
Сплошная линия (Solid).
Пунктирная линия (Dot).
Штриховая линия (Dash).
Штрихпунктирная линия (Dadot).
Рисунок 3.3 – Вкладка линии графика.
Цвет (Color). С помощью данной настройки можно задать наиболее подходящий цвет линий и точек.
Тип (Туре). Параметр определяет тип представления ряда данных.
Линия (Lines). График в виде обычной кривой.
Точки (Points). Параметр отвечает за задание точечного графика.
Погрешность (Error). График с отложенной погрешностью.
Столбец (Bar). График отображается в виде столбчатой диаграммы (гистограммы).
Шаг (Step). График в виде контура обычной гистограммы.
Стержень (Stem). Построение стержневой диаграммы.
Сплошные столбцы (SoLidbar). График в виде закрашенной гистограммы.
Толщина линии (Line Weight) и Толщина символа (Symbol Weight). Параметр определяет толщину линий и величину символов точки в пикселях.
Задание 3.5. Для ознакомления с типами линий и символов графиков выполните листинг 3.5.
Листинг 3.5. Типы линий и символов графиков.
Задание 3.6. Для ознакомления с типами графиков выполните листинг 3.6.
Листинг 3.6. Типы графиков.
Создание графиков в полярных координатах
Полярная система координат – двухмерная система координат, в которой каждая точка на плоскости определяется двумя числами – углом и радиусом.
Для создания графика в полярных координатах введите графическую область с помощью специальной кнопки Полярный график (Polar Plot) панели Графические (Graph). Укажите функцию и её аргумент аналогично графику в декартовой системе координат.
Задание 3.7. Для ознакомления с графиками в полярных координатах выполните листинг 3.7.
Листинг 3.7. Графики в полярных координатах.
Трехмерные графики
Рассмотрим простой способ создания трехмерного графика:
Для начала введем графическую область трёхмерного графика. Проводя аналогию с построением двумерной декартовой системы координат, вполне логичным будет предположить, что графическая область поверхности должна иметь три маркера для определения вида функции и ее переменных. На самом же деле маркер есть только один. В общем случае в нем должен быть прописан массив, содержащий координаты узловых точек по всем трем осям.
После того как графическая область введена, следует задать вид функции, определяющей поверхность. В отличие от X-Y-зависимостей, просто ввести ее выражение в маркер нельзя
В маркер графической области следует ввести имя заданной выше функции. Однако, в отличие от двумерного случая, прописан должен быть лишь непосредственно текст имени, без переменных в скобках. При быстром же построении поверхности мы имеем дело с таким же массивом, как если бы мы просто набрали его вручную, однако в данном случае параметры его определяются системой автоматически.
Задание 3.8. Для ознакомления с быстрым построением трёхмерного графика выполните листинг 3.8.
Листинг 3.8. Быстрое построение трёхмерного графика.
Для форматирования параметров графиков быстрого построения существует специальная вкладка Данные графика быстрого построения (Quick Plot Data) окна форматирования трехмерных графиков (3D-Plot Format). Открывается это окно либо двойным щелчком левой кнопкой мыши на графической области (см. рисунок 3.4).
Все параметры настройки графика быстрого построения расположены на вкладке График1 (Plot1). В общем случае таких вкладок может быть несколько. Вкладка График1 (Plot1) содержит три меню настройки, две из которых, Ряд1 и Ряд2 (Range1 и Range2), идентичны друг другу. Эти меню отвечают за характеристики сетки построения поверхности вдоль каждой из осей переменных и содержат следующие параметры настройки.
Начало (Start). В окошке данного параметра вы можете произвольным образом задать начальную точку построения прямоугольника по данной оси.
Конец (End). Здесь вы можете определить конечную точку интервала.
Количество линий сетки (# of Grids). Параметр определяет, на сколько отрезков будет разбит интервал построения по выбранной переменной.
Рисунок 3.4 – Вкладка параметров трёхмерного графика.
Задание 3.9. Измените настройки быстрого построения (см. рисунок 3.4) и выполните листинг 3.9.
Листинг 3.9. Быстрое построение трёхмерного графика.
Задание 3.10. Выполните индивидуальные задания к лабораторной работе в соответствии с номером варианта.
Постройте трёхмерный график функции
Номер по варианту |
Задание |
Фамилия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постройте
графики функции Гаусса
Номер по варианту |
Задание |
Фамилия |
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=1, 2 и 3. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.5, 0.6, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.8: для m=-1, 0 и 1. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.4, 0.5 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Points.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.8: для m=-2, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.4, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Bar.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.7: для m=-2, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.4, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Step.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=1, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.6, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=-1, 2 и 3. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.6, 0.9 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.8: для m=-1, 2 и 3. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.5, 0.7, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Bar.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.6: для m=4, 6 и 10. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.5, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Bar.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=-2, 0 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.5, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Step.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.6: для m=-1, 0 и 1. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.4, 0.6 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Points.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=1, 3 и 6. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.4, 0.6, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.6: для m=0, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.4, 0.6, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.7: для m=-2, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.4, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Stem.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.7: для m=-2, 0 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.5, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Step.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.6: для m=4, 6 и 7. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.6, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Bar.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.7: для m=-2, 2 и 4. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.6, 0.7 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Stem.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.6: для m=4, 6 и 7. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.2, 0.6, 0.8 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Bar.
|
|
|
|
Построить на одном поле три графика с σ = 0.5: для m=-1, 2 и 3. Построить на одном поле три графика с m = 0: для σ = 0.3, 0.6, 0.9 На графиках отобразить не менее100 точек по оси x. Тип представления ряда данных – Lines.
|
|
