- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЧАСТЬ 1. ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО С MATHCAD
- •Введение. Общие правила работы в среде Mathcad
- •§1. Ваши первые примеры
- •1.1. Ввод данных, формул, вывод решения
- •1.3. Построение графика функции одной переменной
- •1.4. Построение графика функции двух переменных
- •1.5. Освоение функции CreateMesh для форматирования графика
- •§2. Решение уравнений
- •2.2. Нахождение корня уравнения. Операторная скобка Given – Find
- •§3. Учебная задача
- •3.1. Постановка задачи
- •§4. Индивидуальные задания по части 1
- •ЧАСТЬ 2. МАТРИЦЫ И ВЕКТОРЫ В MATHCAD
- •Введение. Общие сведения о матричной алгебре в Mathcad
- •§5. Осваиваем технику работы с матрицами и векторами
- •5.1. Ввод матрицы и вектора
- •5.3. Обращение к столбцу матрицы
- •5.6. Запись массивов данных на диск
- •5.7 Соединение (композиция) матриц и векторов
- •§6. Алгебра матриц
- •6.1. Транспонирование матриц
- •6.2. Умножение матрицы на скаляр
- •6.3. Операции умножения матриц
- •6.4. Сложение матриц
- •6.5. Операции с квадратными матрицами
- •6.6. Решение примеров с действиями алгебры матриц
- •6.7. Специальные приемы работы с матрицами
- •6.8. Ранг матрицы
- •§7. Некоторые применения матриц и векторов
- •7.1. Нахождение всех корней уравнения n-й степени
- •7.2. Применение матриц и векторов для решения систем линейных уравнений
- •7.3. Применение матриц и векторов в задаче интерполяции
- •§8. Учебная задача
- •8.1. Постановка задачи
- •8.2. Решение
- •§9. Индивидуальные задания по части 2
- •ЧАСТЬ 3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В MATHCAD
- •Введение. О программировании в среде Mathcad
- •§10. Осваиваем технику программирования в Mathcad. Ваша первая программа
- •10.2. Выполнение этапа 2 «Разбор способа получения результата. Расчет примеров»
- •10.4. Выполнение этапа 4 «Расчет контрольных примеров применительно к алгоритму»
- •10.5. Выполнение этапа 5 «Составление программы, отладка на контрольных примерах»
- •§11. Задания для самостоятельной разработки программы
- •§12. Учебная задача
- •12.1. Введение
- •12.2. Общие положения
- •12.3. Выполнение фазы 1 решения задачи «Понять существо задачи»
- •12.4. Выполнение фазы 2 решения задачи «Предложить идею алгоритма»
- •12.6. Выполнение фазы 4 «Оценить точность программы, а также ее потенциал в качестве средства для решения других задач»
- •§13. Индивидуальные задания по части 3
- •ЧАСТЬ 4. СИМВОЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В MATHCAD
- •Введение. Сведения о символьных преобразованиях в Mathcad
- •14.1. Опция Evaluate – Symbolically
- •14.3. Опция Symbolics – Expand
- •14.4. Опция Symbolics – Variable
- •§15. Учебная задача
- •15.1. Постановка задачи
- •15.2. Этапы решения
- •15.6. Выполнение этапа 4 «Решение» (на компьютере)
- •§16. Создание анимационных клипов
- •16.1. Общие сведения
- •16.2. Фазы создания анимационного клипа
- •Список использованной литературы
- •2. Арифметические, алгебраические и логические операторы
- •6. Часто употребляющиеся функции
- •8. Графики
- •Общие замечания
- •1. Плоскости
- •2. Прямая линия в пространстве
- •3. Цилиндр
- •4. Конус
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие предназначено для быстрого самостоятельного освоения приемов работы в среде пакета программ для проведения математических и инженерных расчетов Mathcad, а также для привития читателю навыков использования Mathcad в текущей работе. Разработка ориентирована на читателя, имеющего первичные навыки работы с компьютером; знакомство со средой Mathcad не требуется.
Пользователями разработки могут быть:
студенты первого курса технических специальностей;
школьники старших классов, интересующиеся математикой и моделированием;
слушатели системы дистанционного образования;
студенты-заочники.
Области использования:
проведение лабораторных и организуемых самостоятельных работ в рамках учебной дисциплины «Информатика», предусмотренной учебными планами для технических специальностей;
самостоятельное изучение разделов школьниками старших клас-
сов;
самостоятельное освоение пакета Mathcad студентами – заочниками и слушателями системы дистанционного образования;
помощь студентам, осваивающим разделы дисциплин «Алгебра
игеометрия» и «Математический анализ».
Актуальность темы связана с тем, что пакет Mathcad «встроен» во многие ученые дисциплины как среда для постановки и проведения лабораторных работ, в связи с чем этот пакет должен быть освоен студентами до уровня свободного владения. Преимущество этого пакета перед другими пакетами состоит, прежде всего, в удобном для восприятия, интуитивно ясном представлении материала. В настоящее время Московский энергетический институт поддерживает Mathcad Application Server www.vpu.ru/mas, на котором возможно размещение заданий и образцов их выполнения, доступных всем пользователям Internet, благодаря чему представляемая работа может быть полезна для системы дистанционного образования.
В настоящее время опубликовано достаточно много руководств и учебных пособий по Mathcad. Несмотря на то, что каждая из книг содержит исчерпывающие сведения, относящиеся к Mathcad, объемы книг (многие сотни страниц) таковы, что время, необходимое для изучения пакета до уровня его практического использования, далеко выходит за рамки учебного времени, отведенного рабочими программами дисциплин «Информатика», предусмотренных всеми рабочими учебными планами
7
направлений и специальностей технического вуза. Материалы этих книг полезны скорее тем читателям, которые уже владеют навыками работы в среде Mathcad, успешно применяют Mathcad в текущей работе и хотели бы углубить свои знания.
Для первичного знакомства и обретения навыков свободного владения средствами Mathcad предлагается отличная от общепринятых технология изучения. Читатель приглашается к работе с первых строк чтения учебного пособия и по мере освоения его разделов становится соавтором примеров его использования.
8
