Язык математического моделирования Mathcad
.pdf
число в экспоненциальной форме. Так, если это значение задать равным 2, то число 887.55 будет выведено в экспоненциальной форме 8.8755х102. Результат вычислений можно всегда выводить в экспоненциальной форме установкой типа формата “Научные”.
Перемещение объектов в документе: подведите мышку к требуемому объекту; этот объект будет выделен черной рамкой; перемещая мышку добейтесь появления указателя в виде кисти руки; нажмите левую кнопку мышки и переместите объект в другое место.
Редактирование формул
При наборе формул возможно появление ошибок набора.
Кнопка
на стандартной панели инструментов позволяет отменить последнее действие, выполненное при редактировании, т.е. вернуться к тексту, набранному ранее.
Пример редактирования операнда выражения приведен ниже (в примере показана замена операнда 26 на число 13):
Изменение операций выражения производится в зависимости от того, унарная операция или бинарная.
Пример изменения унарной операции приведен ниже (в примере изменена операция квадратного корня на операцию
Sin):
13
Пример изменения бинарной операции приведен ниже (в примере операция умножения изменена на операцию деления):
Пример вставки бинарной операции приведен ниже (в примере осуществлена вставка операции деления):
14
Если мы попытаемся, как в предыдущем примере, вставить операцию вычитания, то потерпим неудачу, так как эту операцию Mathcad воспринимает как знак перед выражением:
Избежать этого очень просто:
Очень часто приходится заключать часть выражения в скобки, например для изменения порядка вычислений. Это осуществляется следующим образом:
15
При необходимости в уже сформированное выражение можно вставить часть повторяющегося выражения:
С помощью клавиши на стандартной панели инструментов копируем выделенное выражение в буфер. Устанавливаем курсор ввода на операнд выражения и по
клавише
вставляем скопированное выражение:
|
|
|
Индивидуальные задания |
|||||||
Вычислить выражения: |
|
|
|
|
|
|||||
1. |
|
tg2 |
3.5 4sin3 2.12 1 5 |
2 cos 1.8 |
||||||
|
|
1.63 e 0.52 6.3 |
|
|||||||
2. |
e 0.8 |
2 cos 1.3 |
1.6 1 3 |
|
1.63 7 |
|
|
|||
|
|
|||||||||
cos3 0.8 2sin |
|
3 1.6 2.12 |
||||||||
16
3. |
1.53 |
|
sin2 |
0.5 cos2 0.6 |
tg3 0.82 |
||||
4.32 |
|
2 |
|
|
0.92 1 |
|
|||
|
|
|
|||||||
|
|
e 0.3 |
|
|
|
||||
4.e 0.82 sin3 0.6 4.3 e 0.62 5tg2 3.1 2sin3 1.4
5. |
|
|
sin3 0.8 cos3 0.6 |
|
3 tg2 3.1 |
|
3.12 |
||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
1.5 |
|
sin2 0.52 |
|
|
|
8.5 |
||||
|
|
|
|
|
e 0.92 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3.8 |
4.1 |
|
|
|
|
|
|||
6. |
sin3 1.3 |
tg2 1 sin3 0.8 sin2 1.1 |
|
|
0.82 |
1 |
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||
e 0.3 1.2 |
2 |
2sin3 |
0.4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. |
|
4e 0.2 5sin3 0.8 1.5 2 |
4.3 |
3sin 0.4 |
||||||||||||||||
|
4e0.3 3 2sin3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
0.2 1.4 4.8 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
8. |
|
3 1.33 tg2 0.5 2e 1.22 3sin 0.8 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
3.1 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
4.1sin4 1.2 |
|
|
|
2sin2 0.33 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9. |
|
0.62 1 |
|
3 sin2 |
0.5 2 cos3 1.5 1.2 |
1 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 1.32 1.22 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
2e 0.42 3tg2 0.8 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
10.2 cos2 1 sin 0.3
sin 0.9 cos2 1.3 e0.33 2e 1.32 43 4.5 0.82 0.3 2sin2 0.1
17
Ответы:
1. Ответ: – 0,156; 2. Ответ: 37,1059; 3. Ответ: 1,42052; 4. Ответ: 3,30209; 5. Ответ: 2,0780203; 6. Ответ:8,874028; 7. Ответ: 1,380985; 8. Ответ: 0,772513 9. Ответ:1,265437; 10.
Ответ: – 0,966429.
Лабораторная работа № 2. Переменные и выражения с переменными
Цель работы: изучить правила записи выражений с использованием переменных, локальное и глобальное присваивание.
Краткие теоретические сведения
Очень часто приходится выполнять выражения или цепочки выражений с использованием переменных. Переменная в MathCad – это идентификатор, которому присваивается числовое значение и который используется в выражениях. Идентификатор – это набор букв и цифр, первым из которых должна быть буква; буквы могут быть латинскими или греческими с соответствующей панели; малые и большие буквы различаются; в качестве цифры может использоваться символ подчеркивания _. Имеется возможность определения идентификаторов с нижним индексом. Для этого перед указанием нижнего индекса необходимо нажать клавишу [·] и затем набрать индекс, например Ψmin. Идентификатор с индексом по внешнему виду практически не отличается от элемента одномерного массива. Чисто визуально идентификатор с индексом отличается немного большим удалением индекса вправо в сравнении с элементом массива.
При выполнении цепочки выражений последовательность вычислений в документе определяется слева-направо и сверхувниз.
Чтобы цепочка выражений была вычислена, необходимо всем переменным из выражений присвоить числовые значения. Присваивания бывают двух видов: локальные и глобальные. Локальное присваивание осуществляется нажатием символа := на панели Калькулятор. Присвоенное значение в документе
18
начинает действовать с момента его записи (слева-напрво и сверху-вниз).
Глобальное присваивание действует в пределах всего документа независимо от места его определения. Глобальное присваивание определяется символом ≡ с панели Оценка. Ниже приведен пример цепочки выражений с использованием локального (для х) и глобального (для а) присваивания:
Конструирование выражений осуществляется аналогично константным выражениям. Промежуточные присваивания переменным осуществляются, как это видно, символом :=, окончательные ответы выражений определяются нажатием клавиши [=] на клавиатуре.
В качестве элементов выражения могут использоваться функции определенных интегралов, сумм и произведений с панели Исчисление. Для этого достаточно щелкнуть мышкой по соответствующей функции, чтобы ее трафаретка была перенесена на место курсора. Далее, на место метки ■ поместить соответствующие значения. Пример выражения с использованием функций панели Исчисление приведен ниже:
Среди набора стандартных функций обратим внимание на необычную функцию If, которая используется для присваивания числового значения по условию. Синтаксис функции If:
19
If(условие, значение при выполнении условия, значение при невыполнении условия)
Пример использования функции If приведен ниже:
|
|
|
|
Индивидуальные задания |
|
||||||||||||
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos3 x sin3 x y2 3 x2 |
|
y 1 |
|
|
e y |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e y x 4 cos x2 |
4 y3 a3 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
где : y e x ex |
x2 1 4.3 a2 |
|
|
|
|||||||||||||
при : x 0.5, |
a 1.3 |
|
|
|
|
||||||||||||
x – локальная переменная, |
|
|
|
|
|||||||||||||
а – глобальная переменная |
|
|
|
|
|||||||||||||
2. |
|
tg3 x y |
|
|
|
3 4sin2 x a |
|
|
|||||||||
|
sin x3 |
|
|
x y |
|
|
4.3 |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
cos y2 |
2e x 3e y a2 |
|
|
|
|
|||||||||||
где : y sin2 |
x cos2 x 1 |
|
|
|
|
||||||||||||
при : x 0.6, |
a 2.1 |
|
|
|
|
||||||||||||
x – локальная переменная, а – глобальная переменная
20
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 |
|
|
cos x |
|
|
2tg3 x2 3sin2 x y |
|
|
||||||||||||||||||||
|
sin x2 |
|
|
|
|
|
cos y |
|
|
e a a2 |
|
|
x y a |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
a2 |
4sin2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
где : y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
cos a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
при : x 1.1, |
|
a 0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x – локальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
а – глобальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.5y |
sin3 x 2 cos2 y3 4 |
x2 y2 |
4e x ay |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
2x3 y2 5cos2 x y a2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
e-x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где : y |
|
|
|
|
2 cos2 x 7x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
e |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
при : x 1.2, |
|
a 0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x – глобальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
а – локальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 a2 1 x 1 |
|
2e x y cos2 x 7tg2a |
||||||||||||||||||||||||||
|
sin3 ax cos3 |
y |
|
|
x y a |
|
3 |
cos3 x a |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
где : y 2.5 sin x 1.3 |
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
при : x 0.5, |
|
a 1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x – локальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
а – глобальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
21
6. |
|
|
|
x a2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
e sin x 4 cos3 |
x2 y2 |
|
|
tg3a |
|
|||||||||||
|
|
x y |
|
2sin2 xy 1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где : y 8.1e x a cos3 a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
при : x 0.6, |
a 1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x – глобальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
а – локальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x cos3 ay 3 x2 y2 |
|
|
e xy cos3 x2 |
|||||||||||||
|
4a tg3 x 5axy |
x2 y2 a3 |
|
4a |
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
где : y 3.2ax2 cos3 x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
при : x 0.4, |
a 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x – глобальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
а – локальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2axy 3cos3 |
x 4a cos x3 |
|
|
ax |
|
|
||||||||||
|
4sin3 xa 33 |
ax yx3 3 |
1 |
|
x y |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
где : 0.5 ax sin4 x2 1.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
при : x 0.8, |
a 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x – локальная переменная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
а – глобальная переменная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
22
