Решение строительно-технологических задач в пакете MathCAD
.pdf
Задания к лабораторной работе
Задание 1
Построить график функции f(x) и приблизительно определить один из корней уравнения. Решить уравнение f(x) = 0 с помощью встроенной функции root.
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.3 |
|
Задания для самостоятельной работы |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
f(x) |
Вариант |
|
f(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
ex 1 x3 x |
2 |
0.25x3 x 2 |
|||
|
x 0,1 |
x 0,2 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
x |
|
|
|
arccos11 xx2 x |
|
3 |
3 sin(3.6x) |
4 |
||||
|
|
x 0,1 |
|
x 2, 3 |
||
5 |
arccos x 1 0.3x3 |
6 |
3x 4lnx 5 |
|||
|
x 0,1 |
x 2, 4 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
7 |
1 0.4x2 arcsin x |
8 |
ex e x 2 |
|||
|
x 0,1 |
x |
0,1 |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
9 |
3x 14 ex e x |
10 |
1 x tg x |
|||
|
x 1,3 |
x |
0,1 |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2
Для полинома g(x) выполнить следующие действия:
1.С помощью команды Символы Коэффициенты полинома
создать вектор V, содержащий коэффициенты полинома.
2.Решить уравнение g(x) = 0 с помощью функции polyroots.
3.Решить уравнение символьно, используя команду Символы Переменные Вычислить.
71
Таблица 5.4
Задания для самостоятельной работы
Вариант |
g(x) |
Вариант |
g(x) |
|
|
|
x4 + x3 – 17x2 – |
1 |
x4 – 2x3 + x2 – 12x + 20 |
2 |
|
|
|
|
– 45x – 100 |
3 |
x4 + 6x3 + x2 – 4x – 60 |
4 |
x4 – 5x3 + x2 – 15x + 50 |
5 |
x4 – 14x2 – 40x – 75 |
6 |
x4 – 4x3 – 2x2 – 20x + 25 |
7 |
x4 – x3 + x2 – 11x + 10 |
8 |
x4 + 5x3 + 7x2 + 7x – 20 |
9 |
x4 – x3 – 29x2 – 71x –140 |
10 |
x4 – 7x3 + 7x2 – 5x + 100 |
Задание 3
Решить систему линейных уравнений:
-матричным способом и используя функцию lsolve;
-методом Гаусса;
-используя функцию Find.
Таблица 5.5
Задания для самостоятельной работы
Вариант |
Система линейных |
Вариант |
Система линейных |
|||||
|
уравнений |
|
уравнений |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
2x1 x2 2x3 3x4 8 |
|
2x x 5x x 4 |
|||||
|
|
3x3 6 |
|
|
1 2 |
3 |
4 |
|
1 |
3x1 |
2 |
x1 |
3x2 6x4 7 |
|
|||
|
x2 3x4 4 |
|
|
|
|
|
||
|
2x1 |
|
2x2 x3 2x4 2 |
|
||||
|
|
|
|
x |
4x |
7x |
6x |
2 |
|
x1 2x2 x3 2x4 4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 5.5
Вариант |
Система линейных |
Вариант |
Система линейных |
|
уравнений |
уравнений |
|||
|
|
|
x1 2x2 3x3 4x4 22 |
|
x |
2x |
3x |
|
4x |
|
26 |
||||||||||||||||
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|||
|
|
|
3x |
|
x |
|
2x |
17 |
|
2x |
3x |
|
4x |
|
x |
4 |
34 |
||||||||
3 |
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
4 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
||||||
x |
|
x |
x |
x |
8 |
|
3x1 4x2 x3 2x4 26 |
||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3x4 |
7 |
|
|
4x |
x |
2x |
|
3x |
4 |
26 |
||||||||
|
x1 2x3 |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
9x1 10x2 7x3 x4 23 |
|
2x1 8x2 3x3 2x4 18 |
||||||||||||||||||||||
|
7x x 5x 37 |
|
|
x 2x 3x 2x |
|
28 |
|||||||||||||||||||
5 |
|
1 |
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
6 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|||
|
|
|
2x3 |
|
x4 |
22 |
|
|
x3 x4 10 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
5x1 |
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
x2 2x3 |
3x4 26 |
|
|
|
|
2x4 |
21 |
|
|
||||||||||||
|
4x1 |
|
11x2 x3 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
6x |
|
x |
10x |
x 158 |
|
2x |
x 4x |
x |
66 |
|||||||||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
7 |
2x1 x2 10x3 |
7x4 |
128 |
8 |
2x2 6x3 x4 |
63 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
2x2 |
2x3 |
x4 7 |
|
|
3x2 |
6x3 |
5x4 146 |
|||||||||||||||
|
3x1 |
|
|
8x1 |
|||||||||||||||||||||
|
x |
12x |
|
2x |
x 17 |
|
2x |
7x |
|
6x |
|
x |
|
80 |
|||||||||||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
||||
|
x |
|
2x |
|
6x |
|
x 88 |
|
2x |
3x |
2x |
|
16 |
||||||||||||
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
1 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
||
9 |
5x1 2x3 3x4 |
88 |
|
10 |
2x1 x2 13x3 |
4x4 |
213 |
||||||||||||||||||
|
|
|
3x2 |
7x3 |
2x4 |
181 |
|
|
|
|
|
|
|
|
72 |
||||||||||
|
7x1 |
|
|
3x1 x2 2x3 x4 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
7x2 |
5x3 |
2x4 |
99 |
|
|
12x3 |
5x4 |
|
159 |
||||||||||||
|
3x1 |
|
|
x1 |
|
||||||||||||||||||||
Задание 4
Преобразовать нелинейные уравнения системы к виду f 1(x) = y и f 2 (y)= x. Построить их графики и определить начальное приближение решения. Решить систему нелинейных уравнений с помощью функции Minerr.
73
Таблица 5.6
Задания для самостоятельной работы
Вариант |
Система нелинейных |
Вариант |
||||||
|
уравнений |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
sinx 2y 2 |
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
x |
0,7 |
||||
|
cos y 1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
sin(x 0,5) y 1 |
|
||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
cos y 2 x 0 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
cosx y 1,5 |
|
|
|
||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
0,5 |
1 |
||||
|
2x sin y |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0,5 |
|
y |
0,8 |
|
|
7 |
cos |
|
|
8 |
||||
|
|
|
1,6 |
|
|
|||
|
sin y 2x |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
sin(x 1) 1,3 y |
|
|
|||||
9 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
0,8 |
|||
|
x sin y 1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Система нелинейных уравнений
sin y x 0,42y cos x 1 0
sin(x 2) y 1,5cos y 2 x 0,5
cos(x 0,5) y 2
sin y 2x 1
cos(x 2) y 0sin y 0,5 x 1
cos(x 0,5) y 1sin y 0,5 x 1
74
Задание 5
Символьно решить системы уравнений.
2y z a
4 y a
2x y b z z b3y x c3x
Задание 6
Для производства строительных изделий А и B используется три вида сырья. На производство единицы изделия А требуется затратить сырья первого вида a1 кг, сырья второго вида – a2 кг, третьего – a3 кг. На производство единицы изделия В требуется затратить сырья первого вида b1 кг, сырья второго вида – b2 кг, третьего – b3 кг. Производство обеспечено сырьем первого вида в количестве t1 кг, второго вида в количестве t2 кг, третьего вида t3 кг. Прибыль от реализации единицы готового изделия А составляет r1 денежных единиц, изделия В – r2 денежных единиц. Составить план выпуска изделий, обеспечивающий максимальную прибыль.
Таблица 5.7
Задания для самостоятельной работы
Вариант |
a1 |
a2 |
a3 |
b1 |
b2 |
b3 |
t1 |
t2 |
t3 |
r1 |
r2 |
1 |
5 |
4 |
3 |
3 |
3 |
4 |
750 |
630 |
700 |
5 |
6 |
2 |
6 |
4 |
3 |
2 |
3 |
4 |
600 |
520 |
600 |
6 |
3 |
3 |
4 |
3 |
3 |
3 |
4 |
5 |
440 |
393 |
450 |
6 |
5 |
4 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
5 |
273 |
300 |
380 |
4 |
5 |
5 |
2 |
3 |
3 |
1 |
6 |
7 |
438 |
747 |
812 |
7 |
5 |
6 |
4 |
3 |
2 |
3 |
4 |
6 |
488 |
454 |
546 |
2 |
4 |
7 |
8 |
6 |
3 |
2 |
3 |
2 |
840 |
870 |
560 |
6 |
2 |
8 |
5 |
3 |
2 |
2 |
3 |
3 |
505 |
378 |
393 |
7 |
4 |
9 |
6 |
4 |
3 |
2 |
3 |
4 |
600 |
520 |
600 |
6 |
3 |
10 |
2 |
3 |
2 |
3 |
6 |
8 |
428 |
672 |
672 |
3 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
Задание 7
Для приготовления b0 кг бетонной смеси с заданными свойствами используются вещества Aj, j=1,2,3. B xj кг вещества Aj содержится aijxi кг химического элемента Bi, i=1,2. Содержание элемента Bi
в смеси должно заключаться в пределах от bi до bi кг. Стоимость 1 кг вещества Aj составляет Cj у.е.
Таблица 5.6
Задания для самостоятельной работы
Вариант |
a11 |
a12 |
a13 |
a21 |
a22 |
a23 |
b |
b |
b |
b |
b0 |
С1 |
С2 |
С3 |
|
|
|
|
|
|
|
i |
i |
i |
i |
|
|
|
|
1 |
0,1 |
1,0 |
0,6 |
0,1 |
0,5 |
0,4 |
3,2 |
5,0 |
7,0 |
5,2 |
15 |
5 |
14 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0.2 |
0,9 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
3,4 |
4,8 |
6,8 |
5,4 |
20 |
6 |
13 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,3 |
0,8 |
0,7 |
0,2 |
0,7 |
0,6 |
3,6 |
4,6 |
6,6 |
5,6 |
25 |
7 |
12 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,4 |
0,7 |
0,4 |
0,7 |
0,8 |
0,7 |
3,8 |
4,4 |
6,4 |
5,8 |
30 |
8 |
11 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,3 |
0,9 |
0,8 |
4,0 |
4,2 |
6,2 |
6,1 |
35 |
9 |
10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,6 |
0,5 |
0,3 |
0,8 |
1,0 |
0,9 |
4,2 |
4,0 |
6,0 |
6,2 |
40 |
10 |
9 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0,7 |
0,4 |
0,9 |
0,4 |
0,1 |
1,0 |
4,4 |
3,8 |
5,8 |
6,4 |
45 |
11 |
8 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,8 |
0,3 |
0,2 |
0,9 |
0,2 |
0,3 |
4,6 |
3,6 |
5,6 |
6,6 |
50 |
12 |
7 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0,9 |
0,2 |
1,0 |
0,5 |
0,3 |
0,2 |
4,8 |
3,4 |
5,4 |
6,8 |
55 |
13 |
6 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,0 |
0,1 |
0,1 |
1,0 |
0,4 |
0,1 |
5,0 |
3,2 |
5,2 |
7,0 |
60 |
14 |
5 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
Литература
1.Глушаков, С. В. Математическое моделирование MathCAD 2000, MatLab 5: учебный курс / С. В. Глушаков, И. А. Жакин, Т. С. Хачиров. – Харьков, М.: Фолио: АСТ, 2001. – 524 с.
2.Дьяконов, В. Mathcad 2001: учебный курс / В. Дьяконов. –
СПб.: Питер – Москва, 2001. – 624 c.
3.Кирьянов, Д. Mathcad 15/Mathcad Prime 1.0 / Д. Кирьянов. –
БХВ-Петербург. – Москва, 2012. – 432 c.
4.Кудрявцев, Е. М. Справочник по MathCad 11 / Е. М. Кудрявцев. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 180 с.
5.Макаров, Е. Г. Mathcad: учебный курс / Е. Г. Макаров. – СПб.:
Питер, 2009. – 384 с.
6.Плис, А. И. MathCad-2000 : математический практикум / А. И. Плис, Н. А. Сливина. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 654 с.
7.Поршнев, С. В. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием пакета MathCad: учебное пособие / С. В. Поршнев. – М.: Горячая линия-Телеком, 2002. – 252 с.
8.Ракитин, В. И. Руководство по методам вычислений и приложения MathCad: учебное пособие / В. И. Ракитин. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 264 с.
9.Щепетов, А. Г. Автоматизация инженерных расчетов в среде Mathcad / А. Г. Щепетов. – Москва: Стандартинформ, 2006. – 264 c.
77
Учебное издание
РЕШЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В ПАКЕТЕ MATHCAD
Лабораторный практикум для студентов специальности 1-70 01 01 «Производство
строительных изделий и конструкций»
Составители: СЕНЬКО Ольга Брониславовна
ЗЕЛЕНКОВСКАЯ Жанна Леонидовна
Редактор Е. В. Герасименко
Компьютерная верстка Е. А. Беспанской
Подписано в печать 25.06.2020. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 4,53. Уч.-изд. л. 3,55. Тираж 100. Заказ 307.
Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/173 от 12.02.2014. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.
78
