- •Математика в mathcad Лабораторный практикум
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 операции над матрицами в mathcad
- •1. Цель работы
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Теоретическая часть
- •4. Образец выполнения
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 3
- •4. Образец выполнения
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Лабораторная работа № 6
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Лабораторная работа № 8
- •4. Образец выполнения
- •4. Образец выполнения
- •4. Образец выполнения
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Лабораторная работа № 15
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 16
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 18
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 19
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 20
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 21
- •4. Образец выполнения
- •Решение:
- •5. Варианты заданий
- •Лабораторная работа № 22
- •Лабораторная работа № 23
- •4. Образец выполнения
- •5. Варианты заданий
- •Список литературы
- •Содержание
- •Дмитриева Татьяна Владимировна Игошкина Наталия Геннадьевна Максимова Алина Петровна
- •428024, Г. Чебоксары, пр. Тракторостроителей, 101, корпус 30
5. Варианты заданий
Вариант 1
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
.
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
.
Вариант 2
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
.
Вариант 3
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
.
Вариант 4
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
.
Вариант 5
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.

Вариант 6
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 7
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 8
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 9
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 10
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 11
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.
![]()
Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
![]()
Вариант 12
Задание 1. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь фигуры, ограниченной указанными линиями.
♦
♦
♦![]()
Задание 2. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой длину дуги данной линии.
♦
♦
♦
Задание 3. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой объем тела, полученного вращением фигуры Ф вокруг оси абсцисс.

Задание 4. Вычислить с точностью до двух знаков после запятой площадь поверхности, образованной вращением дуги кривой L вокруг оси абсцисс.
.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Получение навыков вычисления частных производных в математическом пакете MathСad.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучите теоретическую часть. Выполните задание, соответствующее номеру Вашего варианта, и продемонстрируйте его преподавателю.
2. Оформите отчет по лабораторной работе, который должен содержать:
титульный лист (Рис. 2);
исходные данные варианта;
последовательность действий для решения задачи;
результаты решения задачи.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
С помощью Mathcad можно вычислять производные функций любого количества аргументов. В этом случае производные по разным аргументам называются частными. Чтобы вычислить частную производную, необходимо, как обычно, ввести оператор производной с панели Вычисление и в соответствующем местозаполнителе напечатать имя переменной, по которой должно быть осуществлено дифференцирование.
4. ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ
Пример 1.
Вводим
данные
![]()
Находим производные


Пример 2.
Вводим
данные



Записываем
общую формулу частных производных

Подставляем в общую формулу координаты точки М и количество дифференцирований для каждой переменной
![]()
Примеры 3 и 4.
Записываем общую формулу градиента некоторой функции f(x, y, z) и её производной по направлению V

Подставляем функцию g и координаты точки М
![]()
5. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Вариант 1
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 2
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 3
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 4
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 5
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2. Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 6
Задание
1.
Для функции двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 7
Задание
1.
Для функции двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 8
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 9
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 10
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 11
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов
найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
Вариант 12
Задание
1. Для функции
двух аргументов
найдите её частные производные
,
,
,
,
.
Задание
2.
Для функции
трёх аргументов

найдите значения производных
,
,
в точке
.
Задание 3. Для функции F(x, y, z) из задания 2 найдите её градиент в точке М.
Задание
4. Для функции
F(x,
y,
z)
из задания 2 найдите производную в точке
М
по направлению вектора
.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
МЕТОД НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Получение навыков построения линейной и квадратичной зависимостей в математическом пакете MathСad.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучите теоретическую часть. Выполните задание, соответствующее номеру Вашего варианта, и продемонстрируйте его преподавателю.
2. Оформите отчет по лабораторной работе, который должен содержать:
титульный лист (Рис. 2);
исходные данные варианта;
последовательность действий для решения задачи;
результаты решения задачи.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Пусть проводится n испытаний, и результатом каждого из них является пара чисел – значения некоторых переменных x и y. Требуется установить зависимость между этими переменными. Итогом испытаний является таблица:
|
x |
x1 |
x2 |
... |
xn |
|
y |
y1 |
y2 |
... |
yn |
где каждому числу xi поставлено в соответствие число уi.
Допустим,
что точки, взятые из таблицы, группируются
около некоторой прямой линии. Тогда
можно предположить, что между x
и y
существует линейная
зависимость
.
Признаком наилучшей прямой считается минимум суммы квадратов отклонений, который рассчитывается по формуле

Пусть
теперь точки на графике располагаются
вблизи некоторой параболы так, что между
x
и y
можно предположить квадратичную
зависимость:
,
тогда
.
Сумма квадратов отклонений рассчитывается
по формуле

