
- •Среднее профессиональное образование Методическое пособие по MathCad по учебной дисциплине «Математические пакеты программ»
- •Воронеж 2013
- •Пояснительная записка
- •1 Основы работы в среде MathCad
- •1.1 Запуск и выход из программы
- •1.2 Экран дисплея при работе в среде Mathcad
- •1 Строка меню Панель форматирования.2.1 Строка заголовка окна
- •1.2.2 Строка меню программы
- •1.2.3 Панель инструментов Стандартная
- •1.2.4 Панель инструментов Форматирование
- •1.2.5 Панель инструментов Математика
- •1.2.6 Панель инструментов Калькулятор
- •1.2.7 Строка состояния
- •1.3 Сохранение документа и завершение работы с программой
- •2 Вычисление математических выражений
- •2.1 Упражнения к теме 2
- •3 Решение уравнений
- •3.1 Упражнения к теме 3
- •4 Дифференцирование
- •4.1 Упражнения к теме 4
- •5 Интегрирование
- •5.1 Упражнения к теме 5
- •6 Системы уравнений и неравенства
- •6.1 Упражнения к теме 6
- •7 Работа с матрицами
- •7.1 Векторные и матричные операции
- •7.2 Функции, возвращающие специальные характеристики матриц
- •7.3 Упражнения к теме 7
- •8 Построение графиков функций
- •8.1 Построение двумерного графика функции
- •8.2 Упражнения к теме 8.1
- •8.3 Построение графиков поверхностей
- •8.4 Упражнения к теме 8.3
- •8.5 Построение параметрически заданных поверхностей
- •8.5.1 Построение сферы
- •8.5.2 Построение трехмерных фигур с вырезом
- •8.6 Построение поверхностей, полученных вращением кривых вокруг осей
- •8.7 Упражнения к теме 8.5 – 8.6
- •9 Анимация
- •9.1 Упражнения к теме 9
- •10 Математическое моделирование
- •10.1 Основные понятия моделирования
- •10.1.1 Назначение и цели моделирования
- •10.1.2 Основные виды моделей и их свойства
- •10.1.3 Основные принципы моделирования
- •10.1.4 Технология моделирования
- •10.2 Примеры моделирования
- •10.2.1 Имитация Броуновского движения частиц в плоскости
- •10.2.2 Имитация Броуновского движения частиц в пространстве
- •11 Программирование
- •11.1. Задание операторов пользователя
- •11.2 Задание программных модулей
- •11.2.1 Инструкция Add Line
- •Список литературы
- •MathCad
1 Основы работы в среде MathCad
Mathcad Professional – это идеальный математический инструмент для пользователей, работающих в области техники или естественных наук, студентов и преподавателей, инструмент для проведения технических вычислений.
Отличается от других программ компьютерной математики возможностью свободно компоновать рабочий лист и записывать математические выражения в их общепринятой символике, легкостью в изучении, простотой в обращении.
Mathcad может:
использоваться как калькулятор при простых вычислениях;
заменить компьютерные программы, выполняющие более сложные вычисления, предусмотрена возможность программирования с использованием ветвления, циклов, подпрограмм;
определять значения выражений, заданных в символьном виде, определять вид производной сложной функции, вычислять определенные и неопределенные интегралы, решать алгебраические уравнения и системы, обыкновенные дифференциальные уравнения, дифференциальные уравнения в частных производных, проводить статистическую обработку данных, находить минимумы и максимумы функциональных зависимостей и т.д.;
вводить не только числовые значения переменных, но и дополнять их размерностями;
строить графики, гистограммы, трехмерные столбчатые диаграммы для представления статистических данных;
позволяет реализовывать созданные модели не только в статике, но и в динамике (анимационные клипы);
осуществлять обмен данными с другими программами, например, Excel, MATLAB, работать с документами на других серверах, не выходя из среды Mathcad, или с документами, полученными через Internet.
1.1 Запуск и выход из программы
Для запуска программы нужно выбрать пункт меню: Все программы - MathCad - Mathcad XX – MathCad XX.
Для выхода из программы можно дважды щелкнуть на значке системного меню в верхнем углу окна. Если в программе находится несохраненный файл, то на экран выводится диалоговое окно, где надо решать, сохранять или нет указанный файл. Для выхода из программы можно выбрать пункт меню: File (Файл) –Exit (Выход) или нажать комбинацию клавиш: ALT + F4. Эта комбинация клавиш применяется для любых программ в Windows. Перед выходом из программы рекомендуется сохранять все файлы, с которыми работали. Всем файлам автоматически присваивается расширение mcd. Вопрос сохранения документов в программе рассмотрим ниже.
1.2 Экран дисплея при работе в среде Mathcad
Рис. 1.1. Экран дисплея при работе в среде MathCad
1 Строка меню Панель форматирования.2.1 Строка заголовка окна
В верней части окна Mathcad (рис.1.1) имеется строка заголовка, содержащая: значок системного меню; Mathcad – название программы; название открытого документа, после присвоения ему имени; по умолчанию: Безымянный: 1; кнопки: Свернуть, Восстановить, Закрыть.
1.2.2 Строка меню программы
Меню Файл содержит команды, с помощью которых вы можете создавать, открывать и сохранять результаты вычислений, устанавливать параметры страницы, распечатать на принтере и завершить работу с программой.
Меню Правка содержит команды, используемые в случае, если в документе выделена одна или несколько областей. Команды этого меню позволяют копировать фрагменты, вставлять в текст, вырезать фрагменты, отменять последние действия.
Меню Вид позволяет выбирать форму представления результатов на экране, управлять видимостью элементов окна для панелей инструментов, линеек, строки состояния, управлять масштабом текста.
Меню Добавить позволяет помещать графики, матрицы, функции, компоненты и встраивать объекты.
Меню Формат позволяет форматировать текст, изменять шрифты и параметры шрифта, использовать различные стили для представления информации, разделять, выравнивать и блокировать области.
Меню Инструменты позволяет менять режим вычислений (автоматический и ручной), изменить параметры вычислений.
Меню Символика позволяет проводить символьные вычисления, выполнять различные виды преобразований (Лапласа, Фурье), вычислять пределы и определять коэффициенты полиномов.
Меню Окно содержит команды для упорядочения взаимного расположения нескольких окон и позволяет активизировать одно из окон.
Меню Справка располагает мощными справочными средствами о программе.