- •Новоуральский политехнический институт
- •Введение в mathcad 2000
- •Введение
- •1 Начальные сведения о системе mathcad
- •1.1 Основные возможности
- •1.2 Отличия MathCad 2000 от предыдущих версий
- •1.5.1 Простые вычисления
- •1.3 Способ записи и соглашения
- •1.4 Основное окно MathCad
- •1.5 Быстрый старт
- •1.5.2 Определения и переменные
- •1.5.3 Ввод текста
- •1.5.4 Определение дискретного аргумента
- •1.5.5 Определение функции
- •2 Редактирование формул
- •2.1 Ввод математических выражений
- •2.2 Управление линией редактирования
- •2.3 Редактирование выражений
- •2.3.1 Вставка оператора
- •2.3.2 Удаление оператора
- •2.3.3 Замена оператора
- •2.3.4 Вставка знака минус
- •2.3.5 Вставка и удаление скобок
- •2.3.6 Применение функции к выражению
- •2.3.7 Перемещение частей выражения
- •2.4 Изменение компоновки документа
- •Копирование и перемещение областей
- •Удаление областей
- •Отделение областей
- •3 Текстовые области
- •3.1 Создание текстовой области
- •3.2 Редактирование текста
- •3.3 Математические выражения в тексте
- •4 Переменные и константы
- •4.1 Имена
- •4.2 Предопределенные переменные
- •4.3 Числа
- •5 Уравнения и вычисления
- •5.1 Определение переменных
- •5.2 Определение функции
- •5.3 Как MathCad просматривает рабочий документ
- •5.4 Дискретные аргументы
- •5.5 Глобальные определения
- •5.6 Управление вычислениями
- •5.7 Форматирование результатов
- •6 Вектора и матрицы
- •6.1 Создание вектора или матрицы
- •Создание массива заполнением пустых полей
- •Определение массива с помощью нижнего индекса
- •Определение массива с помощью дискретного аргумента
- •Определение массива считыванием данных из файла
- •6.2 Верхние индексы и столбцы матрицы
- •6.3 Изменение значения origin
- •6.4 Отображение векторов и матриц
- •6.5 Векторные и матричные операторы
- •6.6 Встроенные функции для работы с массивами
- •7 Графики
- •7.1 Графики в декартовых координатах
- •7.1.1 Создание простейшего графика
- •7.1.2 Графическое представление векторов
- •7.1.3 Размещение нескольких графиков на одном поле
- •7.1.4 Форматирование графиков
- •Форматирование линий графика
- •Нанесение надписей на график
- •7.2 Графики в полярных координатах
- •7.3 Графики поверхностей
- •8 Встроенные операторы и функции
- •8.1 Список операторов
- •8.2 Вычисление производных
- •8.3 Вычисление интегралов
- •8.4 Встроенные функции
- •9 Задания для выполнения на лабораторных работах
- •9.1 Построение выражений
- •9.2 Редактирование формул
- •9.3 Вычисления
- •9.4 Вектора
- •9.5 Матрицы
- •9.6 Построение графиков
- •9.7 Встроенные операторы и функции
9.4 Вектора
9.4.1 Вычислить скалярное произведение векторов x, y:
a)
x
=
y
=
b)x
=
y=

[ Ответ: 7.5 ] [ Ответ: -1+13 i ]
c) x
=
y
=
d) x
=
y
=

9.4.2
Даны два вектора: А =
, В =
.
Вычислить:
а) Линейную
комбинацию
![]()
b) Векторное произведение [A, B ]
c) Векторное произведение [A, B ]
d) Векторное произведение [2A, B ]
9.4.3 С помощью дискретного аргумента создать вектор x, вычислить его длину и сумму элементов. Результат получить с 6-ю десятичными знаками после запятой.
а)
i = 1, 2,
... , 10 [Ответ: 1.007302, 1.208721]
b)
i = 1, 2, ... ,
5
c)
i = 1, 2, 3,
4
d)
i = 0, 1, ... ,
5
9.4.4 Считать вектор x из файла D:\WORK\944.dat в MathCad и вывести его на экран:
a) Получить строку y, представляющую из себя транспонированный вектор x и показать её на экране;
b) Получить вектор v, представляющий из себя отсортированный по возрастанию вектор x;
c) Получить строку z, представляющую собой отсортированную по возрастанию строку y;
d) Получить строку w, представляющую из себя отсортированную по убыванию строку y.
9.4.5 В файле D:\WORK\VECTOR.DAT содержатся компоненты вектора. Считать этот вектор в MathCad, а затем:
а) определить число элементов вектора;
b) найти минимальный и максимальный элементы вектора;
c) вычислить длину и сумму элементов вектора;
d) найти минимальный и максимальный элементы среди компонент со 2-ой по 15-ю.
9.4.6 Заданы арифметические векторы: u = ( 4, 1, 3, -2)
v = ( 1, 2, -3, 2)
x = ( 0, 1, 2, 3)
Найти следующие линейные комбинации:
а) 3 u + 5 v - x b) u + 2 v - 3x
9.4.7 Даны те же вектора, что и в задаче 9.4.6. Найти вектор z из следующих уравнений:
а) 2 z + u - 2 v - x = 0 b) 2 (u - z) + 5 (x + z) = 0
9.5 Матрицы
9.5.1 Вычислить определители:
a)
b)
,
где
![]()
[Ответ: 0] [ Ответ: -3]
9.5.2 Вычислить определитель, затем транспонировать матрицу и вычислить определитель транспонированной матрицы.

9.5.3 Вычислить определитель А, затем получить новую матрицу В умножением всех его элементов на 5 и вычислить определитель В.
A=

9.5.4 Вычислить линейную комбинацию матриц А и В:
3 А
+ 2 В,
А
=
,В
=
Ответ:
![]()
9.5.5 Вычислить произведение матриц и найти определитель результата:

9.5.6
Вычислить произведение: ( 4 0 -2
3 1)
![]()
9.5.7
Вычислить
и найти определитель результата.
9.5.8 Найти значение многочлена f(A) от матрицы А и вычислить определитель результата:
f(x)
= 3 x2
- 4, A
=
![]()
9.5.9 Даны две матрицы А, В. Вычислить ( А + В )Т, АТ + ВТ
А =
,В
=

9.5.10 Найти А-1 и |А-1|, где A – матрица из задания 9.5.9
9.5.11 Решить матричное уравнение
x
Ответ:
![]()
9.5.12
Найти ранг матрицы

9.5.13 Решить системы линейных уравнений способами:
с помощью вычисления обратной матрицы;
с помощью функции lsolve.
а) 7 x + 2 y + 3 z = 15 b) 4 x1 + 4 x2 + 5 x3 + 5 x4 = 0
5 x - 3 y + 2 z = 15 2 x1 + 3 x3 - x4 = 10
10 x - 11 y + 5 z = 36 x1 + x2 - 5 x3 = -10
3 x2 + 2 x3 = 1
9.5.14 В файле D:\WORK\MATRICE.DAT содержатся компоненты матрицы. Считать эту матрицу в MathCad, после чего:
а) определить число строк и столбцов в матрице;
b) найти минимальный и максимальный элементы матрицы;
c) вычислить след и ранг матрицы;
d) с помощью верхних индексов из матрицы выделить вектор, содержащий элементы 4-го столбца матрицы;
e) с помощью дискретных переменных и переменных с индексами выделить из нее матрицу размером 3 х 3 элементов, содержащихся в правом нижнем углу исходной матрицы;
f) отсортировать столбцы исходной матрицы так, чтобы элементы первой строки были записаны в порядке возрастания.
