МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И

СПОРТА УКРАИНЫ

Севастопольский национальный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ

УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Информатика»

для студентов очной формы обучения и контрольной работы для студентов заочной формы обучения

специальности 6.050502 «Инженерная механика»

и специальности 6.070106 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Часть 2.

Севастополь

2011

УДК 519.6

Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Информатика» для студентов очной формы обучения и контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности 6.050502 «Инженерная механика» и специальности 6.070106 «Автомобили и автомобильное хозяйство» Часть 2. / Сост. доцент кафедры КиВТ Лелеков С. Г., доцент кафедры КиВТ Шаталова Ю. Г. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2011. – 35 с.

Целью методических указаний является оказание помощи студентам в освоении математического пакета MathCad и выполнения контрольной работы по дисциплине «Информатика»

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры КиВТ (протокол № 7 от 29 марта 2011 г.).

Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

Рецензенты:

1. Крамарь В.А. – доцент кафедры технической кибернетики СевНТУ

2. Овчинников А.Л. – старший преподаватель кафедры информационных систем СевНТУ.

Содержание

1. Краткие теоретические сведения 4

1.1. Функциональное назначение среды MathCad 4

1.2. Основные приемы работы в среде MathCad 5

1.2.1. Рабочая область 5

1.2.2.Панели инструментов 7

1.2.3. Приемы ввода формул 9

1.2.4. Особенности ввода некоторых символов 11

2. Решение задач с помощью пакета MathCad 13

2.1. Табулирование функций и построение графиков в MathCad 13

2.1.1. Табулирование функций 13

2.1.2. Построение графиков функций 14

2.1.2.1. Построение двумерных графиков 14

2.1.2.2. Построение трехмерных графиков 15

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 16

2.2. Решение алгебраических уравнений средствами MathCad 17

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2 19

2. 3 Решение систем уравнений 21

2.3.1 Решение систем линейных уравнений 21

2. 3.2 Решение систем нелинейных уравнений 22

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 24

2.4. Решение дифференциальных уравнений 26

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4 29

2.5. Интегрирование 30

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5 31

3. Задания к контрольной работе 33 Список рекомендуемой литературы 34

1. Краткие теоретические сведения

1.1. Функциональное назначение среды MathCad

Среда MathCad предназначена для решения вычислительных задач.

Среда позволяет вводить данные и выполнять над ними математические операции, строить графики, решать уравнения, вычислять статистические характеристики и т.д. Одной из самых важных возможностей Mathcad являются символьные вычисления, позволяющие решить многие задачи аналитически, например, определение интегралов и производных. Формулы и преобразования вводятся и отображаются в форме, принятой в математике.

В качестве категорий объектов в среде можно выделить:

переменные, константы, текст, вектора, массивы, формулы, графики и др. (рис.1).

Рис.1 Примеры ввода текста, переменных, уравнений и т.д. в среде MathCad

1.2. Основные приемы работы в среде MathCad

1.2.1. Рабочая область

Большую часть окна Mathcad занимает рабочая область, в которую пользователь вводит математические выражения, текстовые поля и элементы программирования. Важно уметь настроить рабочую область для работы, чтобы хорошо ориентироваться в документе.

Курсор ввода

В рабочей области курсор ввода представлен виде небольшого крестика (на дисплее он имеет красный цвет). С его помощью отмечается незаполненное место в документе, куда в текущий момент можно вводить формулы или текст. Чтобы переместить курсор, достаточно щелкнуть указателем мыши в требуемом месте, либо передвинуть его клавишами-стрелками. Если выполнить щелчок в области формулы или начать ввод выражения на пустом месте, вместо курсора появятся линии редактирования, отмечающие место в формуле или тексте, редактируемые в данный момент.

Внешний вид документа

Документ Mathcad строится по принципу размещения формул и текста в рабочей области, которая изначально является подобием чистого листа. Чтобы показать или скрыть расположение регионов с математическими выражениями, текстом или графиками, имеется возможность включить опцию показа границ регионов. Делается это с помощью главного меню View/Regions (Вид/Регионы). В правой части рабочей области расположена вертикальная линия раздела страниц. Если документ большой, то в некотором месте будет наблюдаться и прерывистая горизонтальная линия раздела страниц. Эти линии показывают, каким образом будет осуществлено разбиение на страницы при распечатке документа на принтере. Изменить параметры страницы можно с помощью команды File/Page Setup (Файл/ Параметры страницы). Вид документа с разделительными линиями и регионами формул и графика представлен на рисунке 2.

Ориентироваться в размещении объектов на странице документа помогает горизонтальная линейка, расположенная под панелями инструментов в верхней части окна Mathcad (на рис. 2 линейка отмечена белой стрелкой) Линейку можно вызвать на экран с помощью команды View / Ruler (Вид / Линейка)

Рис. 2. Вид документа с разделительными линиями и регионами формул и графика

Перемещение по документу

Просматривать документ вверх-вниз и вправо-влево удобно с помощью вертикальной и горизонтальной полос прокрутки, перемещая их бегунки (в этом случае обеспечивается плавное перемещение вдоль документа) или щелкая мышью с одной из двух сторон бегунка (при этом перемещение по документу будет скачкообразным). Также для перемещения курсора по документу можно использовать клавиши листания страниц <PgUp> и <PgDn>. Обратите внимание, что во всех перечисленных случаях положение курсора не меняется, а просто просматривается содержание документа. Кроме того, если документ имеет большой размер, просматривать его содержимое удобно при помощи меню Edit /Go to Page (Правка/Перейти к странице). При выборе этого пункта откроется диалог, позволяющий перейти к странице с заданным номером.

Для того чтобы двигаться по документу вверх-вниз и вправо-влево, перемещая курсор, следует нажимать на соответствующие клавиши управления курсором. Попадая в область регионов с формулами и текстом, курсор превращается в две линии ввода — вертикальную и горизонтальную синего цвета.

При дальнейшем перемещении курсора внутри региона линии ввода смещаются на один символ в соответствующую сторону. При выходе за пределы региона курсор снова становится курсором ввода в виде красного крестика. Конечно, переместить курсор можно и щелчком мыши в соответствующем месте. Если щелкнуть на пустом месте, то в нем появится курсор ввода, а если в пределах региона — то линии ввода.