- •Оглавление
- •Введение
- •Теоретическая часть
- •Основные сведения о пакете Mathcad
- •Mathcad-документ и его структура
- •Простейшие конструкции системы Mathcad
- •Функции, определяемые пользователем
- •Переменные диапазона (ранжированные переменные)
- •Текстовые фрагменты
- •Графические области
- •Организация условий в Mathcad
- •If (Условие, Выражение1, Выражение2)
- •Матрицы и матричные операторы Mathcad
- •Решение уравнений средствами Mathcad
- •Аргументы:
- •Отсутствие сходимости функции root
- •Аргументы:
- •Практическая часть
- •Лабораторная работа №1 Табулирование функций и нахождение корней уравнений в системе Mathcad
- •Лабораторная работа №2 Функции условных выражений
- •Лабораторная работа №3 Функции для обработки векторов и матриц
- •Лабораторная работа №4 Решение систем линейных и нелинейных уравнений
- •Лабораторная работа №5 Решение уравнений с помощью программного модуля
- •Лабораторная работа №6 Построение графиков поверхности
- •Список использованных источников
Текстовые фрагменты
Текстовые фрагменты представляют собой куски текста, которые пользователь хотел бы видеть в своем документе. Существуют два вида текстовых фрагментов:
текстовая область предназначена для небольших кусков текста — подписей, комментариев и т. п. Вставляется с помощью команды Вставка Текстовый регион (Insert →”Text Region”)или комбинации клавиш Shift+ "(двойная кавычка);
текстовый абзац применяется в том случае, если необходимо работать с абзацами или страницами. Вставляется с помощью комбинации клавиш Shift+ Enter.
Графические области
Графические области делятся на три основных типа — двумерные графики, трехмерные графики и импортированные графические образы. Двумерные и трехмерные графики строятся самим Mathcad на основании обработанных данных.
Для создания декартового графика (рис.1):
Установить визир в пустом месте рабочего документа.
Выбрать команду(Insert→Graph) Вставка График Х-У график , или нажать комбинацию клавиш
Shift+ @, или щелкнуть кнопку
панели
Графики.
Появится
шаблон декартового графика.
Введите в средней метке под осью Х первую независимую переменную, через запятую — вторую и так до 10, например х1, х2,
Введите в средней метке слева от вертикальной оси Y первую независимую переменную, через запятую — вторую и т. д., например у1(х1), у2(х2), …, или соответствующие выражения.
Щелкните за пределами области графика, что бы начать его построение.
Рис. 1 Пример табулирования функции с использованием ранжированной переменной
Создание трехмерных графиков более подробно описано в методических указаниях к лабораторной работе по этой теме
Организация условий в Mathcad
В Mathcadе допустимы простые и составные условия.
Простое условие имеет вид: выраж.1 операция_отношения выраж.2
(операции отношения: >, <, ≤, ≥, ≠, =)
Составные условия содержат простые, соединенные знаками логического умножения (*) и логического сложения (+). Например, условие -4<x<56 можно записать следующим образом: (-4<x) (x<56), а совокупность условий -4<x 7, 12<x <34 так: (x>-4) (x 7)+(x<34) (x>12).
Условие принимает значение 0, если оно ложно, и 1 в случае его истинности.
Существует ряд встроенных функций, у которых возвращаемый ими результат зависит от знака или значения аргумента. При их вычислении производится сравнение аргумента с некоторыми числовыми константами, например с нулем или целыми числами. Довольно широкие возможности дает функция if для создания условных выражений
Формат условной функции:
If (Условие, Выражение1, Выражение2)
Если условие истинно, то функция if принимает значение выраж.1, иначе - выраж.2. Выражения, в свою очередь, могут содержать функцию if.
Замечание: Вместо условия можно указать любое выражение, и если оно принимает значения, отличные от 0, то функция if принимает значение выраж.1, иначе - значение выраж.2
Матрицы и матричные операторы Mathcad
Использование панели Matrix - Матрицы
Ввод
матрицы
Xn Индексированная переменная.
X-1 Инверсная матрица.
|X| Определитель матрицы.
Векторизация
матрицы.
M<> Выделение столбца матрицы.
MT Транспонирование матрицы.
m..n Границы одномерного массива.
В системе Mactcad есть дополнительные функции сортировки – перестановка элементов векторов и матриц:
sort (V) – сортировка элементов вектора в порядке возрастания их значений;
csort (M,n) – перестановка строк матриц М таким образом, чтобы отсортированным оказался n-й столбец;
rsort (M,n) – перестановка столбцов матриц М таким образом, чтобы отсортированным оказался n-я строка.
diag(V) - диагональная матрица, создает диагональную матрицу, в главной диагонали которой размещается вектор V.
revers(V) – Переставляет элементы вектора V (после функции sort) в обратном порядке.
identity(n) - Создает квадратную матрицу размером n*n и присваивает ее элементам значения 1.
cols(M) - число столбцов матрицы M.
rows(M) - число строк матрицы M.
tr(М) - след матрицы M. Возвращает след (сумму диагональных элементов) матрицы М.
mean(M) - среднее значение массива M.
eigenvals(M) - вектор, содержащий собственные значения матрицы M.
eigenvecs(M) - Возвращает матрицу, столбцами которой являются собственные векторы матрицы M. Порядок столбцов тот же, что в векторе, возвращаемом функцией eigenvals(M)
и др.
