- •6.2.5 Управление элементами интерфейса
- •6.2.6 Выделение областей
- •6.2.7 Изменение масштаба документа
- •6.2.8 Обновление экрана
- •6.2.9 Содержание инструментальных панелей подменю «математика»
- •6.3 Основные правила работы в среде «MathCad»
- •6.3.1 Удаление математических выражений
- •6.3.2 Копирование математических выражений
- •6.3.3 Перенос математических выражений
- •6.3.4 Вписывание в программу текстовых комментариев
- •6.5 Правила вычислений в среде «MathCad»
- •6.4.1 Построение графиков в декартовой системе координат
- •6.4.2 Построение графиков в полярной системе координат
- •6.4.3 Изменение формата графиков
- •6.4.4 Правила трассировки графиков
- •6.4.5 Правила просмотра участков двумерных графиков
- •Определение корней алгеброических уравнений
- •6.7.2 Определение корней трансцендентных уравнений
- •Вычисления по циклу
- •Обработка данных
- •6.8.1 Кусочно-линейная интерполяция
- •6.8.2 Сплайн-интерполяция
- •6.8.3 Экстраполяция
- •Символьные вычисления
- •6.10.1 Стратегии одномерной оптимизации
- •6.10.2 Локальные и глобальные экстремумы
- •6.10.3 Методы включения интервалов неопределенности
- •6.10.4 Критерии оптимизации
- •5 Методы поиска экстремума функции цели
- •6.10.6 Пример записи целевой функции при синтезе фильтров
- •Программирование в среде «mathcad»
- •7.1 Обзор инструкций
- •7.1.1 Инструкция Add line
- •7.1.2 Оператор внутреннего присваивания
- •7.1.3 Условная инструкция «if»
- •7.2.1 Особенность присвоения значения функции
- •7.2.2 Общие принципы задания операторов
6.4.3 Изменение формата графиков
Для изменения размеров рисунка нужно подвести указатель линии к маркерам изменения размера.
Эти маркеры имеют вид маленьких черных прямоугольников.
Указатель при этом приобретает форму двухсторонней стрелки, указывающей, в каких направлениях можно изменить размер рисунка.
Нажав левую кнопку мыши и захватив соответствующую сторону или угол шаблона рисунка, можно не отпуская кнопки, растягивать или сжимать шаблон.
После того как кнопка будет отпущена, размер рисунка изменится.
Сжимать и растягивать графики можно в вертикальном, горизонтальном и диагональном направлениях.
Если при выделенном рисунке нажать клавишу F3, Рис. будет перенесен в буфер обмена. Переместив курсор в новое место и нажав клавишуF4, можно вставить Рис. в новое место.
Обширные возможности форматирования графиков дает окно форматирования, которое появляется, если дважды щелкнуть мышью на графике.
6.4.4 Правила трассировки графиков
Если щелкнуть в области графика правой кнопкой мыши, появляется меню. В нем есть команда Tracy(трассировка). Эта команда выводит окно трассировки двумерных графиков, представленное на рис. 4.4.
Рис.6.29 Трассировка двумерных графиков
Трассировка начинает работать после выделения графика и позволяет определить значение функции в любой точке графика. В окне графика появляется большое перекрестие из двух черных пунктирных линий. С помощью указателя мыши его можно перемещать по графику, устанавливая любое значение аргумента. При этом координаты точки графика, на которую установлено перекрестие, отображаются в окне трассировки.
6.4.5 Правила просмотра участков двумерных графиков
Некоторые графики представляют собой довольно сложные кривые. Для детального просмотра любого участка графика следует выделить график, поместить в него указатель мыши и щелкнуть правой клавишей. В появившемся контекстном меню следует выбрать команду Zoom(масштаб). Это ведет к открытию диалогового окнаX-YZoom, с помощью которого можно увеличить любой участок графика. Для того, чтобы воспользоваться этим окном, необходимо предварительно выделить фрагмент графика функции (рис. 6.30).
Рис.6.30 Просмотр участков
При этом в окне просмотра отображаются минимальные и максимальные значения XиY, определяющие область просмотра.
Кнопки Zoom,Unzoom,FullViewпозволяют увеличить выделенную часть графика, снять выделение и вернуться к просмотру всего графика.
5.
Определение корней алгеброических уравнений
Пусть требуется решить уравнение с одним неизвестным x:
F(x) = 0 (6.1)
Это означает найти значения xi, называемые корнями или решениями, удовлетворяющие уравнению (6.1).
Правильность полученного решения можно проверить подстановкой.
Уравнение (6.1) называется алгебраическим уравнением n-ой степени если оно представляет собой многочлен степени n относительно x:
, (6.2)
где коэффициент ai – действительные или комплексные числа.
Алгебраической уравнение n-ой степени имеет n корней.
Алгебраическое уравнение называется действительным, если все его коэффициенты ai – действительные числа.
Комплексные корни алгебраического уравнения могут быть только парными, комплексно сопряженными числами.
Уравнение нечетной степени всегда имеет хотя бы один действительный корень.
Аналитические методы решения уравнения (6.2) при n ≥ 3 весьма трудоемки. Компьютерные методы предельно упрощают эту задачу.
Методы решения алгебраических уравнений в среде MathCAD
Возможны 2 способа нахождения корней уравнения (6.2) в среде MathCAD:
с помощью методов символьной математики согласно правилу 6;
путем обращения к встроенной функции согласно правилу 2.
Рассмотрим применение обоих методов на конкретных примерах.
Пример
Найти корни кубического уравнения:
(6.3)
Решение по правилу 6:
Открываем рабочий лист и записываем многочлен из уравнения (6.3):
Выделяем (затемняем ■) в этом многочлене в любом члене один символ – переменную x – путем протаскивания курсора.
Открываем меню «Символ», подменю «Переменные» (Variable), щелчок по опции «Вычислить» (Solve).
На рабочем листе появляется результат, записанный в форме вектора:
Решение по правилу 2:
Вновь записываем многочлен из уравнения (6.3):
Выделяем (затемняем ■) в этом многочлене в любом члене один символ переменной х – путем протаскивания курсора.
Записываем вектор коэффициентов многочлена, для чего открываем меню «Символ», щелчок по опции «Коэффициенты» (Polynomial Coefficients).
Перед вектором вставляем его имя V:= . Получаем результат:
Следует отметить, что при отсутствии какого-либо члена, соответствующий ему коэффициент принимается равным 0.
Обращаемся к пиктограмме «Встроенная функция» f(x) на второй строке текстового окна – стандартной линейке.
На появившемся после щелчка диалоговом окне в разделе «Категория функций» выбираем строку с надписью «Решение» (All), а в разделе «Название функции» – polyroots (корни полинома).
После нажатия на кнопку «ок» или «Вставить» на рабочем листе появляется название данной функции.
В скобки вписываем имя вектора коэффициентов V и вводим знак =.
После ввода знака равенства получаем результат в виде вектора:
,
Точность полученного результат устанавливаем путем открытия меню «Формат», подменю «Результат» и выбора требуемого числа десятичных знаков в открывшемся окне.
Проводим проверку полученных результатов.
Для этого последовательно при каждом из полученных значений корня xi (переносим их методом копирования) вычисляем значение многочлена F(x).
Близость к нулю действительной и мнимой частей F(x) указывает на правильность полученных результатов:
check-up