Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MathCad_Metoda_Lab

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
626.51 Кб
Скачать

9.2 Завдання

Розв’язати задачу згідно з номером варіанту. Функції користувача повинні працювати з різними за розміром масивами при будь-якому значенні початкового індексу масивів.

Продемонструвати роботу функції для двох різних за розміром векторів або матриць.

Умови задач.

У варіантах 1-9 необхідно скласти функцію користувача для:

1 - формування вектора з елементів заданого вектора шляхом вилучення усіх елементів, значення яких дорівнює максимальному елементу вхідного вектора. Побудувати прямокутну діаграму вхідного і решітчасту функцію отриманого вектора.

2 - визначення максимального елемента матриці та індексів усіх елементів, значення яких дорівнює максимальному. Побудувати прямокутні діаграми рядків, що містять максимальні елементи матриці.

3 - формування вектора з елементів заданого вектора помноживши усі елементи, що попередні найбільшому на значення найбільшого елемента вхідного

вектора. Побудувати прямокутну діаграму вхідного і

решітчасту функцію

отриманого вектора.

 

4 - визначення найбільшого елемента матриці і середнього значення елементів рядка, що містить найбільший елемент. Побудувати прямокутну діаграму цього рядка і лінію середнього.

5 - формування вектора з елементів заданого вектора, розташувавши спочатку усі від’ємні, а потім невід’ємні елементи. Порядок серед від’ємними і невід’ємними елементами повинен зберегтися попередній. Побудувати прямокутну діаграму вхідного і решітчасту функцію отриманого вектора.

6 - визначення найменшого з значень елементів стовпця матриці, сума модулів елементів якого найбільша. Побудувати решітчасту функцію цього стовпця.

7 - формування вектора з елементів заданого вектора, замінивши його найменший і найбільший елементи середнім арифметичним елементів вхідного вектора, а інші лишити без зміни. Побудувати прямокутну діаграму вхідного і решітчасту функцію отриманого вектора.

8- формування вектора, кожний елемент якого дорівнює першому додатному елементу відповідного рядка заданої матриці. Побудувати східчасту функцію отриманого вектора.

9 – визначення індексів усіх ненульових елементів заданої матриці. Побудувати східчасту функцію останнього рядка матриці.

У варіантах 10-15 побудувати межі заштрихованої частини площини (рис. у табл. 9.2) і точки, координати яких є елементами двох заданих векторів X і Y. Порізному позначити точки, що належать заштрихованій області або її межі і ті, що їй

не належать.

Розв’язати задачу для двох випадків: кількість точок дорівнює номеру

варіанту і

на п’ять менше. Значення їх координат задати з клавіатури або

сформувати відповідні вектори за допомогою генератора випадкових чисел, але в

50

обох випадках виходячи з позначеної області. Для визначення, які з точок належать заданій області площини застосувати функцію користувача.

Таблиця 9.2 –

Завдання до лабораторної роботи №9 (варіанти 10-15)

10 10

y

10

11

y

10

8

8

5 sin( t1)

 

6

 

 

6

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

8 sin( t)

 

2

x

 

2

 

 

 

 

 

5 sin( t)

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

x

10

8

6

4

22

0 2

4

6

8 x10

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

− 10

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 cos( t) , x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 10 5+5 cos( t1) , 5 , − 5+5 cos( t) , − 5

10

12

6

 

 

 

y

10

 

 

 

 

 

13

y

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sin( t)−8

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

2 sin( t)+6

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −6

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− ( x

−6)

10

8

6

4

0

2

4

6

8

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

x

10

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

x

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 10

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 6

 

 

2 cos( t) , x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

4

 

6

8

 

10

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos( t)+6 , x , x , 2 , 10

 

x

 

 

 

1410

 

 

 

y 10

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

y 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

5 sin( t1)

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

 

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x

− k+10

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− k1+10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 10

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 10

 

y , x , 8 , x1 , − 8

 

 

10

 

 

 

 

 

− 5+5 cos( t1) , v , v1 , k , k1

 

 

 

 

9.3 Контрольні запитання

1.Що таке програмний блок, як він формується?

2.Поясніть різницю між локальними і глобальними змінними по відношенню до програмного блока.

3.Як організувати повернення значення змінної, масиву, декількох змінних і масивів програмним блоком?

4.Що може входити у програмний блок? Поясніть призначення і особливості роботи операторів з панелі інструментів Programming.

51

Додаток А Форматування графіків функцій

Для форматування будь-якого графіка треба двічі клацнути лівою кнопкою миші на області графіка (можна також виділити графік і нажати праву клавішу миші і у контекстному меню обрати команду Format, або з меню Format команду Graph). На екрані з’явиться діалогове вікно для завдання формату графіка. У табл. А.1 наведені опції форматування графіків однієї змінної у декартовій системі координат, а у табл. А.2 – функції двох змінних. Параметри форматування графіка функції, що побудований у полярній системі координат аналогічні наведеним у табл. А.1 для декартової системи координат.

Таблиця А.1 –

Форматування графіків функції однієї змінної у декартовій системі

координат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На вкладці X-Y Axes – вісі координат для кожної вісі можна задати:

 

Log Scale

 

Логарифмічний масштаб

 

 

 

 

 

Grid Lines

 

Нанесення ліній координатної сітки

 

 

 

Numbered

 

Нанесення числових значень на координатні вісі

 

Autoscale

 

Автоматичне масштабування

 

 

 

 

Show Markers

Показати

мітки

 

 

2

 

 

 

 

пунктирні лінії на рис. (не

 

 

 

 

 

 

 

− 8

3

 

 

більше

двох

для

кожної

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

вісі).

Значення

абсцис

і

sin(x)

0

 

 

 

 

ординат,

через

які

мають

 

 

 

 

 

 

 

− 1

 

 

бути

проведені

лінії задає

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

користувач у

відповідних

 

2

0

10

 

 

комірках).

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auto Grid

Автоматичний вибір кількості міток на вісі

Number of Grids

Поле для

завдання кількості міток – якщо відмінено

 

 

автоматичний вибір їх кількості

Axes Style - Boxed,

Вибір місця розташування осей: по периметру області

Crossed, None

графіка (Boxed) , перехрестя розташовано у початку

 

 

координат (Crossed), вісі відсутні (None)

Equal Scales

Рівні масштаби по осям абсцис ординат

На вкладці Traces –

слід (лінія)

 

для кожного графіка можна задати:

Legend Label

Позначення (підпис) у легенді

Symbol

Символ, що використовується для позначення точок графіка

Line: solid, dot,

Тип лінії: суцільна, пунктирна, штрихова, штрихпунктирна

dash, dadot

 

 

 

Color

Колір лінії

 

 

Type: lines,

Спосіб відображення графіка: у вигляді лінії,

points,

точок,

 

 

error,

погрішність, (різниця ординат двох функцій)

bar,

прямокутна діаграма

52

 

step,

 

 

східчастий графік,

 

 

 

 

draw,

 

 

крива,

 

 

 

 

 

stem

 

 

решітчаста функція

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weight

 

 

Товщина лінії

 

 

 

 

Hide Arguments

 

 

Не відображувати аргументи

 

 

 

 

Hide Legend

 

 

Не відображувати легенду

 

 

 

 

Вкладка Labels –

позначення дозволяє задати:

 

 

 

 

Title

 

 

 

Заголовок графіка

 

 

 

 

Above

 

 

 

Розмістити заголовок: над графіком

 

 

 

Below

 

 

 

під графіком

 

 

 

 

Show Title

 

 

 

відображувати заголовок

 

 

 

 

Axis Labels

 

 

 

Позначення осей

 

 

 

 

Вкладка Defaults –

завдання параметрів по умовчанню дозволяє:

 

 

 

Change to Defaults

 

 

Замінити

усі установки користувача на прийняті по

 

 

 

 

 

 

умовчанню для усього документа

 

 

 

Use for Defaults

 

 

 

Використовувати завдані формати в якості форматів, що

 

 

 

 

 

 

прийняті по умовчанню.

 

 

 

Таблиця А.2 – Форматування графіків функції двох змінних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вкладка General

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rotation

 

кут повороту навколо вісі z

 

 

 

 

 

Tilt

 

кут нахилу (кут повороту навколо вісі x)

 

 

View - вид

 

Twist

 

Результуючий кут

повороту навколо

вісі z у

 

 

 

 

 

 

 

 

результаті виконання попередніх команд

 

 

 

 

Zoom

 

Зміна масштабу

 

 

 

 

 

 

Perimeter

 

вісі розташовані по периметру області побудови,

 

 

 

 

 

 

 

 

завжди на передньому плані.

 

 

 

Axes Style –

 

Corner

 

вісі перетинаються

у одній

точці

(точці

 

 

 

 

 

 

 

найменших значень

координат x,

y, z

області

 

стиль осей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

побудови)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

None

 

Вісі відсутні

 

 

 

 

 

 

Equal Scales

 

Застосувати однакові масштаби для усіх осей

 

Frames – кадр,

 

Show Border

 

Обвести область графіка прямокутною рамкою

 

рамка

 

Show Box

 

Відобразити навколо графіка ребра куба

 

 

 

 

Surface

 

відображувати графік у вигляді поверхні

 

 

 

 

Contour

 

відображувати графік у вигляді ліній рівня

 

Display As –

 

Data Points

 

відображувати графік у вигляді окремих точок, що

 

завдання виду

 

 

 

 

 

 

належать його поверхні

 

 

 

графіка для

 

Bar Plot

 

відображувати графік у вигляді прямокутних

 

кожної

 

 

 

 

 

 

паралелепіпедів з однаковими основами

 

 

функції

 

Vector Field

 

векторне поле

 

 

 

 

 

 

Patch Plot

 

відображувати графік у вигляді верхніх граней

 

 

 

 

 

 

 

 

паралелепіпедів

 

 

 

53

Вкладка Axesформатування осей

 

 

Draw Lines

 

Відображувати лінії координатної сітки

 

 

 

Draw Ticks

 

Відображувати позначки на лініях координатної

 

 

 

 

сітки

 

 

 

 

Grids – лінії

 

Auto Grid

 

Автоматичний вибір кількості ліній

 

 

 

 

 

координатної сітки

 

 

 

координатної

 

 

 

 

 

 

 

Line Color

 

завдання кольору ліній координатної сітки

сітки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Number

 

завдання

кількості

ліній координатної

сітки

 

 

 

 

 

 

 

(якщо не

заданий

автоматичний

вибір їх

 

 

 

 

кількості)

 

 

 

 

 

 

Line Weight

 

завдання товщини ліній координатної сітки

 

 

 

Axis Color

 

колір вісі

 

 

 

 

Axis Format –

 

Show

 

Нанесення числових значень біля позначок на вісі

формат осей

 

Numbers

 

 

 

 

 

 

 

 

Axis Weight

 

товщина вісі

 

 

 

 

 

Auto Scale

 

Автоматичне масштабування

 

 

Axis Limits –

 

Minimum

 

завдання

нижньої межі вісі (якщо

не

обрано

 

Value

 

автоматичне масштабування)

 

 

межі осей

 

 

 

 

 

Maximum

 

завдання верхньої межі вісі (якщо не обрано

 

 

 

 

 

Value

 

автоматичне масштабування)

 

 

Вкладка Appearance

 

 

 

 

 

 

 

 

Fill Surface

 

Зафарбувати поверхню

 

 

 

 

Fill Contours

 

Зафарбувати поверхню згідно з лініями рівня

Fill options -

 

No Fill

 

поверхня графіка не зафарбована і прозора

 

опції

 

Alternate

 

Відобразити

поверхню

наполовину

зафарбовування

 

Mesh

 

зафарбованими прямокутниками

 

 

 

 

Smooth

 

Зафарбувати поверхню з поступовою зміною

 

 

Shading

 

кольору

 

 

 

 

 

 

Wireframe

 

Відобразити лінії, що формують каркас графіка

 

 

Contour

 

Відобразити лінії рівня

 

 

Line options –

 

No Lines

 

лінії на графіку відсутні

 

 

 

Hide Lines

 

сховати лінії, які були б не видні, якщо поверхня

опції ліній

 

 

 

 

 

графіка не була прозорою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weight

 

Завдання товщини ліній, що зображують

 

 

 

 

 

поверхню

 

 

 

 

Point options –

 

Draw Points

Відображення точок, за якими побудовано графік

 

Symbol

 

завдання символу для зображення точок

 

опції точок

 

 

 

 

Size

 

Завдання розміру символу для зображення точок

 

 

 

54

 

 

Solid Color

Застосовувати один колір для зафарбовування

 

 

 

 

поверхні, зображення ліній каркаса, точок. Для

 

 

 

 

вибору кольору

треба

двічі клацнути на

вікні

 

 

 

 

завдання кольору, що розташоване поряд.

 

 

 

 

 

 

 

Вкладка Lighting – освітлення

 

 

 

 

 

Enable

 

Робить доступним освітлення

 

 

 

Lighting

 

 

 

 

 

Lighting -

 

Ambient

 

Колір навколишнього простору

 

освітлення

 

Light Color

 

 

 

 

 

 

 

Lighting

 

Відображення

списку

стандартних

схем

 

 

Scheme

 

освітлення

 

 

 

 

 

On/Off

 

Ввімкнений /вимкнений

 

 

Light –

 

Diffuse Color

 

задає колір розсіяного освітлення

 

джерело світла

 

Specular

 

Колір відображеного світла

 

(параметри

 

Color

 

 

 

 

 

задаються для

 

Light

 

Місце розташування джерела світла

 

кожного

 

Direction

 

 

 

 

 

джерела

 

Infinite Light

 

безкінечно віддалене джерело світла

 

світла)

 

Source

 

 

 

 

 

Вкладка Title -

заголовок

 

 

 

 

 

 

 

Graph Title

 

поле для вводу заголовка

 

 

 

 

Above

 

Розмістити заголовок над графіком

 

 

 

Below

 

Розмістити заголовок під графіком

 

 

 

Hide

 

сховати заголовок

 

 

 

Вкладка Backplanes

 

 

 

 

 

 

Fill

 

Зафарбувати координатну площину кольором,

 

 

Backplane,

 

що заданий у полі color

 

 

 

 

Color

 

 

 

 

 

 

 

Backplane

 

Відображення межі

навколо координатної

 

 

Border

 

площини

 

 

 

 

 

Draw Lines

 

Відображення ліній координатної сітки

 

 

 

Draw Ticks

 

Відображення позначок на координатній вісі

 

 

 

Line Color

 

завдання кольору ліній координатної сітки

 

 

 

Line Weight

 

завдання товщини ліній координатної сітки

 

Вкладка Quick Plot Data

Вкладка Quick Plot Data дозволяє задати для кожної змінної початкове (start) і кінцеве (end) значення, кількість ліній координатної сітки (# Grids)- кількість точок з заданого інтервалу, по яким будується графіка функції. Coordinate system (система координат) дозволяє обрати одну з систем координат для побудови графіка: Cartesian (декартова), Spherical (сферична), Cylindrical (циліндрична).

Вкладка Special

 

Fill

Зафарбувати поверхні графіка кольором

Contour options

 

відповідно лініям рівня

– опції ліній

 

 

55

рівня

Draw Lines

Зображення ліній рівня за обраним напрямком

 

Auto Contour

Автоматичний вибір кількості ліній рівня

 

Numbered

Нанести числові значення коло ліній рівня (на

 

 

діаграмі ліній рівня)

 

 

Number

поле для завдання кількості ліній рівня

 

Z-Contours,

поле для завдання напрямку, у якому

 

X-Contours,

відображуються лінії рівня

 

 

Y-Contours

 

 

 

 

Matrix

Взаємне розташування паралелепіпедів, що

 

Stacked

відображують аплікати графіка функції

Bar Plot Layout

Side by side

 

 

 

 

 

 

 

 

Spacing

Відстань між паралелепіпедами

Connectivity

задає спосіб з’єднання точок у разі, якщо обрана побудова

 

графіка у вигляді точок (Data Points вкладки General) и Lines

 

вкладки Appearance. Може бути обраний один з способів:

 

Row Order – в порядку слідування точок в векторі,

 

Increasing X, Increasing Y, Increasing Z,–

у напрямку

 

зростання координати X, Y або Z

 

 

 

 

 

 

 

Вкладка Advanced

 

 

Enable Fog

Затінення графіка

 

 

Perspective

перспективне

зменшення

більш віддалених

 

 

частин зображення

 

 

Vertical

масштаб по вертикальній вісі

 

Advanced View

Scale

 

 

 

Viewing

Відстань, на якій обрана перспектива

Options

Distance

 

 

 

 

 

 

 

 

Colormap -

завдання координати, по відношенню до якої

 

Increasing X,

виконується побудова ліній рівня (відповідне

 

Increasing Y,

зафарбування графіка)

 

 

Increasing Z

 

 

 

 

Shininess

Освітленість графіка (якщо застосовується

 

 

підсвічування і поверхня графіка забарвлена)

 

 

 

 

 

%

Прозорість поверхні графіка

 

 

Transparency

 

 

 

 

Polygon

завдання взаємного положення ліній, що

 

Offset

формують поверхню и поверхні графіка (граничні

 

 

значення: 0 –

лінії розташовані за поверхнею, 10

 

 

– перед поверхнею)

 

56

 

ЗМІСТ

 

Вступ.........................................................................................................................

 

3

Лабораторна робота №1. Інтерфейс Mathcad.......................................................

4

Лабораторна робота №2. Виконання розрахунків у Mathcad..............................

14

Лабораторна робота №3. Робота з матрицями у Mathcad....................................

17

Лабораторна робота №4. Побудова графіків у Mathcad.......................................

24

Лабораторна робота №5. Робота з комплексними числами.................................

30

Лабораторна робота №6. Обчислення суми, добутку, інтегрування,

 

диференціювання, визначення границь у Mathcad .............................................

32

Лабораторна робота №7.

Використання символьних перетворень....................

36

Лабораторна робота №8.

Розв’язання алгебраїчних, трансцендентних

 

рівнянь, систем лінійних і нелінійних рівнянь, нерівностей у Mathcad ............

41

Лабораторна робота №9.

Програмування у Mathcad............................................

48

Додаток А. Форматування графіків функцій.......................................................

52