Математический редактор «MathCAD»

MathCAD — это математический редактор, который используется для решения самых разнообразных математических задач. Он включает следующие функциональные компоненты:

• хорошо продуманную и скоординированную систему меню различных уровней вложенности;

• большой набор панелей инструментов;

• текстовый редактор, обеспечивающий эффективное комментирование всех процессов математических вычислений;

• редактор формул;

• систему ввода, редактирования и форматирования разнообразных графиков, в том числе трехмерных;

• вычислительную систему, удобную для выполнения математических операций, как в численном, так и в аналитическом (символьном) виде;

• набор шаблонов, облегчающий и ускоряющий ввод математических выражений, графиков, встроенных функций, операторов;

• систему проверки правильности написания математических выражений;

• встроенную систему вывода результатов расчета;

• большой набор встроенных функций, удобных для использования;

контекстно-зависимые меню;

• автоматическая система пересчета и контроля единиц измерений в процессе вычислений.

Программа MathCAD запускается двойным щелчком по соответствующему значку на рабочем столе или в пункте Программы главного меню, а также любым из других доступных способов.

Под заголовком окна MathCAD расположено главное меню программы, каждый пункт которого имеет ниспадающий раскрывающийся список команд. Некоторые команды сопровождаются сочетанием клавиш для быстрого вызова и значками, которые размещены в панелях инструментов.

Доступ к командам главного меню MathCAD происходит традиционными способами: мышью, клавишей F10 или с помощью “горячих” клавиш (сочетания Alt c подчеркнутым символом). Правая кнопка мыши и сочетание Shift F10 дает возможность вызова контекстного (динамического) меню для различных областей документа MathCAD.

Для набора и редактирования документов можно использовать соответствующие кнопки на различных панелях инструментов.

Панель инструментов Форматирование

Панель инструментов Стандартная

Панель инструментов Математика

Пиктографическое меню вызывается и редактируется из меню Вид. Панель инструментов Стандартная содержит несколько специальных кнопок:

	выравнивание выделенных областей по верхней границе;
	выравнивание выделенных областей по левой границе;
	открытие окна Мастера функций с перечнем стандартных функций;
	выбор единиц измерения величин в разных системах;
	вычисление выражений документа, расположенных ниже (правее) курсора;
	открытие окна Math Connex;
	открытие окна ресурс-центра;
	открытие справочной системы.

Панель инструментов Математика содержит иконки, каждая из которых раскрывает собственную пиктографическую полосу символов.

Назначение кнопок панели Математика

Значок	Название	Назначение
	Calculator	Общие арифметические операторы
	Graph	Двух- и трехмерные графики
	Matrix	Матричные и векторные операторы
	Evaluation	Некоторые знаки преобразований
	Calculus	Производные, интегралы, пределы, ряды и произведения
	Boolean	Знаки отношения
	Programming	Программные структуры
	Greek	Греческие буквы
	Symbolic	Операторы режима символьных преобразований

Панели математических инструментов

Все остальное свободное пространство окна документа предназначено для ввода математических, графических, текстовых и иных областей.

Сохранение и загрузка документов

При сохранении документа MathCAD 2000 по умолчанию принято расширение .mcd. Выбор нужного диска и папки происходит в стандартном диалоговом окне Windows, вызываемом меню Файл/Сохранить как….

Меню Файл/Сохранить и соответствующий значок панели инструментов производят сохранение документа под текущим именем и в текущую папку.

Создание нового документа удобно начать с меню Файл/Новый или одноименного значка на панели инструментов.

Загрузка документа происходит из меню Файл/Открыть или с помощью значка Открыть панели инструментов Стандартная.

Простые вычисления и присвоения

1. Для того чтобы с помощью MathCAD вычислить значение выражения, необходимо просто набрать его с клавиатуры и нажать знак равенства.

После этого MathCAD показывает результат. Удобство составляет привычный приоритет выполнения операций и возможность редактирования выражений.

2. Если в выражении используются переменные и функции, то их следует вначале задать, т.е. присвоить переменной значение, которое может быть

• константой

• выражением

• функцией

Значение переменной должно быть задано выше или левее упоминания в другом выражении:

Знак присвоения := вводится с клавиатуры в документ при нажатии двоеточия (:), а также с панели математических символов Calculator или Evaluation.

Таким образом, при формировании своего документа следует помнить, что MathCAD воспринимает и работает с документами построчно, слева направо.

3. Можно определить собственную функцию, т.е. функцию пользователя, следующим образом:

,

где

F — имя функции;

x, y — аргументы;

4x³+y²-8— выражение функции.

На момент задания вида функции аргументы (x,y) играют роль формальных, т.е. лишь показывают, как функция зависит от переменных. Перед использованием такой функции аргументы должны быть заданы, т.е. актуализированы. Следует определить их значения любым из удобных способов:

Повторяющиеся вычисления

Повторяющиеся вычисления используются редактором MathCAD для организации итерационных вычислений. Для этого задаются дискретные аргументы.

Например, запись

означает, что переменная t изменяется от 1 до 4 с шагом 0.1.

В таком определении знак перечисления (..) вводится при нажатии точки с запятой (;) или с помощью панели Matrix.

По умолчанию шаг принимается равным единице.

Если MathCAD встретит такую переменную, то он вычислит выражение столько раз, сколько значений содержит дискретный аргумент.

Достаточно набрать x= и z(x)= для того, чтобы результаты были выведены в представленном виде. Следует обратить внимание, что величина, зависящая от дискретной переменной, должна быть задана как функция (в примере z(x)). Если её оставить простой переменной, то вычисления не производятся, и выдается сообщение об ошибке:

Дискретные аргументы могут служить индексами переменных.

Например:

Определим индекс i как величину, которая может принимать значения от 1 до 4. Ввод значений величины v_i осуществляется просто через запятую: