маткад / методичка
.pdfУрок 9. Программирование в MathCAD |
131 |
HT
God(H 300)
God(H 260)
Упражнение 9.2. Имеется числовой массив B, элементы которого – это количество баллов, полученных студентами при прохождении теста по информатике. Требуется установить, сколько студентов получили «зачет», если известна минимальная сумма баллов Tmin для его выставления.
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Упражнение 9.3. Известно, что |
1 |
|
|
|
|
|
|
. Сколько сомножителей надо взять |
|
|
2 |
|
|||||||
|
k 2 |
|
|
k |
|
|
|
2 |
|
в произведении, чтобы равенство выполнялось с заданной степенью точности .
Упражнение 9.4. Вычислите |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x 3 a |
|
для заданного значения a, используя рекур- |
||||||||||
рентное соотношение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
a |
|
||||
|
x |
|
|
|
x |
|
|
|
||||
|
3 |
x |
||||||||||
|
n 1 |
|
|
n |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
и условие xn a. Сколько итераций надо выполнить для достижения заданной погрешности , используя условие xn 1 xn ?
9.5.Возврат значения (return)
Если для определения переменной или функции применяется программный модуль, то его строки исполняются последовательно при вычислении в документе этой переменной или функции. Соответственно, по мере выполнения программы рассчитываемый результат претерпевает изменения. В качестве окончательного результата выдается последнее присвоенное значение. Чтобы подчеркнуть возврат программным модулем определенного значения, можно взять за правило делать это в последней строке программного модуля (например, как это сделано в программах рассмотренных выше примеров).
Вместе с тем можно прервать выполнение программы в любой ее точке (например, с помощью условного оператора) и выдать некоторое значение, применив оператор return. В этом случае при выполнении указанного условия значение, введенное в знакоместо после return, возвращается в качестве результата, а никакой другой оператор больше не выполняется.
Пример 9.9. Составить программу, с помощью которой можно установить, имеет ли система линейных уравнений AX=B решение. В случае существования единственного решения программа должна возвращать решение X, которое находится с помощью формул Крамера.
Решение:
132 |
Урок 9. Программирование в MathCAD |
SLE(A,B) - функция для решения с ис темы линейных уравнений AX=B методом Крамера
SLE(A B) |
|
OR IGIN 1 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
N rows(A) |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
for |
i 1 N |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
H A |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
H i B |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
di |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sd |
|
di |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
||||||||||
|
|
if D |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
if (sd 0) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
return |
|
|
"T here is no solution(s)" |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
return |
|
|
"Infinite set of solution(s)" |
if (sd |
|
0) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
for |
i 1 N |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
xi |
di |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
D |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
continue |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примеры решения уравнения AX=B с помощью функции SLE:
1 |
2 |
0 |
1 |
|
|
||||
A |
4 |
0 |
3 |
|
B |
2 |
|
SLE(A B) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
0 |
|
0 |
|
|
|
||
1 |
2 |
0 |
1 |
|
|
||||
A |
4 |
0 |
3 |
|
B |
2 |
|
SLE(A B) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
3 |
|
0 |
|
|
|
||
1 |
2 |
0 |
1 |
|
|
||||
A |
1 |
0 |
2 |
|
B |
2 |
|
SLE(A B) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
4 |
|
4 |
|
|
Упражнение 9.5. Пусть массив H содержит информацию о наводнениях в СанктПетербурге. Описание структуры массива см. в примере 9.8. Составьте программы для ответа на следующие вопросы:
1)В каком году впервые с начала наблюдений был отмечен самый высокий уровень подъема воды?
2)Какой была максимальная высота наводнения в заданный год?
3)В каком году чаще всего регистрировались наводнения?
4)Какова максимальная высота наводнения в заданный год?
Урок 9. Программирование в MathCAD |
133 |
9.6.Перехват ошибок (on error)
Программирование в MathCAD позволяет осуществлять дополнительную обработку ошибок. Если пользователь предполагает, что действие оператора в каком-либо месте программного модуля способно вызвать ошибку (например, деление на ноль), то эту ошибку можно перехватить с помощью оператора on error. В правом знакоместе шаблона оператора следует ввести выражение, которое должно выполняться в данной строке программы. В левом – выражение, которое будет выполнено вместо правого выражения, если при выполнении последнего возникает ошибка. Пример использования оператора on error:
f(x) |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(x |
x 6 |
|
|
|
|
|
|||
g(x f) |
|
return |
"not defined" |
on error f(x) |
||||||
|
||||||||||
|
|
|
return |
"not defined" |
if Im(f(x)) 0 |
|||||
|
|
|
f(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g(2 f) |
|
|
|
|
g( 10 f) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
g( 6 f) |
|
|
|
|
g(3 f) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
В примере функция g(x,f) позволяет вычислять значения функции f(x) только в тех точках x, в которых она определена и является вещественнозначной.
9.7.Пример рекурсивно определенной функции
Пример 9.10. Составить программу для определения наибольшего общего делителя (НОД) массива чисел.
Решение: Построим вспомогательную функцию для нахождения НОД двух чисел, используя метод Эвклида:
NOD(a,b) - функция для определения наибольшего общего делителя двух чисел a и b:
NOD(a b) z if(a b a b) y if(a b a b)
while mod(y z) 0 h mod(y z) y z
z h
z
Тогда для нахождения НОД массива чисел можно воспользоваться следующей программой:
134 |
Урок 9. Программирование в MathCAD |
NODarray(A) - функция для определения наибольшего общего делителя массива чисел A :
NODarray(A) |
d A1 |
|
for i 1 last (A) |
|
d NOD d Ai |
|
d |
|
Примеры обращения к функциям NOD и NODarray:
NOD(48 144) |
|
|
|
|
NOD(60 156) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|||||||||
i 1 5 |
|
|
Ci |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
NODarray(C) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NODarray ( 45 |
18 81 27 72)T |
|
|||
|
|
12 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
144 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
135 |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов
Задача о попадании снаряда в цель
Траектория с наряда, вылетающего из орудия под угломс начальной с корос тью (vм/с ек ),
o
опис ываетс я уравнениями:
x |
|
v cos( ) t , |
y |
|
v sin ( ) t |
g t2 |
, где g=9.8м/с ек2, t - время, с ек. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
o |
|
|
o |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задавая v и определить, поразит ли с наряд цель выс отой P, рас положенную в вертикаль- |
|||||||||||||
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной плос кос ти с твола орудия на рас с тоянии R и на выс оте H. |
|
|
|||||||||||
Исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Начальная с корос ть |
vo 15 |
м/с ек |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Угол вылета |
60 |
град. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ус корение с вободного паденияg 9.8 |
м/с ек2 |
|
|
|
|
|
|||||||
Характерис тика цели: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выс ота, м |
|
|
P 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Выс ота над поверхнос тью, |
м |
H 4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рас с тояние до цели, м |
|
|
R 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rad( ) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|||
Функция перевода угла из градус ной меры в радианную: |
|
|
|||||||||||
Уравнения траектории снаряда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x (t) v cos(rad( )) t |
|
y (t) v |
sin (rad( )) t |
|
g t2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
o |
|
|
o |
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Найдем момент времени T, |
когда траектория с наряда перес ечет плос кос ть x=R: |
||||||||||||
|
R |
T |
1.333 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
T vo cos(rad( )) |
с ек |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В этот момент времени координата "y" точки траектории с наряда будет равна: |
|||||||||||||
yR y (T) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Попадание в цель будет, ес ли |
|
|
H P |
. Проверим, выполняетс я ли это ус ловие: |
|||||||||
|
|
|
|
H yR |
|
|
|
|
|
|
|||
usl (yR H) (yR H P) |
|
|
|
if(usl "da" |
"no" ) "da" |
|
|
||||||
Уравнение цели: c (u) R |
|
u P P H |
|
|
|
|
|
|
|||||
Пос троим траекторию с наряда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
10
y(t)
5
u
|
|
|
|
|
0 |
5 |
10 |
x(t) c(u)
Снаряд поразит цель на выс оте:
if(usl yR "no" ) 8.609
136 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
|
|
nod 25
Построение кривой, вычерчиваемой грифелем спирографа
Спирограф - это зубчатый дис к радиусBа, рас положенный внутр и колес а радиусA.аДис к вращаетс я против час о вой с трелки и вс егда находитс я в зацеплении с внешним колес ом. В дис ке имеетс я небольшое отверс тие на рас с тоянииC от центра дис ка, в которое помещаетс я карандаш. Грифель карандаша в процес с е вращения вычерчивает рис унок ; вычерчивание заканчиваетс я, когда карандаш возвращаетс я в ис ходное положение. Уравнение кривой, вычерчиваемой грифелем, в параметричес кой ф орме имеет вид:
x(t)=(A-B)cos t + C cos , |
y(t)=(A-B)sin t - C sin , |
где =(A/B)t, C<B<A . |
Угол t меняетс я от 0 до 2n, n равно B, деленному на наибольший общий делитель (НОД) чис ел A и B.
Даны натуральные A, B, C (C<B<A). Смоделировать работу с пирогра фа.
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A 120 |
|
|
|
|
|
|
|
B 55 |
C 50 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Параметры с пирографа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Поис к НОД(A,B): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
D1 max(A B) |
|
D2 min(A B) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N 10 |
i 3 N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Di if Di 1 |
|
|
|
|
0 0 mod Di 2 Di 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NOD Di 1 Di |
|
0 |
NOD 5 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
n |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
NOD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Параметричес кое задание кривой: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
||||||||||
x (t) (A |
B) cos(t) C cos |
|
|
t |
|
|
|
|
y (t) (A B) sin (t) C sin |
|
|
t |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
||||||||||
t 0 0.1 |
2 n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Кривая, вычерчиваемая с пирографом при: |
120 |
B 55 |
C 50 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
137 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
B |
C |
||
|
Кривая, вычерчиваемая с пирографом при: |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
B |
C |
||
Кривая, вычерчиваемая с пирографом при: |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
B |
C |
||
Кривая, вычерчиваемая с пирографом при: |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
138 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
|
|
Задача о нахождении площади поверхности вращения
Найти площадь поверхности, образованной вращением вокруг оси абсцисс петли линии 9a y2 x (3a x)2 .
Решение:
Перепишем уравнение в следующем виде:
y 2 9xa (3a x)2
Очевидно, что данная функция не может быть выражена, как явная. График состоит из двух линий ( y 0 и y < 0), поэтому можно ввести две функции: y1(х) и y2(х) соответст-
венно.
Для определения границ интегрирования найдѐм точки пересечения графика с осью ОХ (т. к. линия вращается вокруг оси ОХ). Допустимые значения переменной x 0 .
a 2 |
|
|
|
|
|
|
y1(x) |
|
1 |
|
|
|
x (3a |
x) |
y2(x) y1(x) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
root (y1(x) y2(x) x 0 1) |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
y 1(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
root (y1(x) y2(x) x 2 7) |
6 |
y 2(x) |
0 1 2 3 4 |
|
5 6 |
7 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
x
Из рисунка видно, что для заданного параметра а=2 получили границы изменения х от 0 до 6.
Как известно, формула для вычисления площади поверхности вращения кривой y = y(x) вокруг оси ОХ имеет вид:
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 dx |
|
|
|
||||
|
|
S 2 y(x) |
1 ( y (x)) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
||
Пусть вращается, например, положительная ветвь петли |
y1(x) 0 . |
|
|
|
|||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
S 2 |
y1(x) 1 |
|
y1(x) |
|
|
dx |
S 37.699 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
S 3a2 , |
|
Если сравним полученный результат с результатом теоретическим: |
то |
||||||||||||
убедимся в правильности решения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y 1(x) y 2(x) |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3a2 37.699 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
Замечание. В MathCAD нет символа приближенного равенства. Количество выводи- |
|||||||||||||
мых знаков после десятичной запятой |
|
может быть изменено с помощью команды |
|||||||||||
Format, Result (Формат, Результат). |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 0 1 2 |
3 4 5 6 7 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
139 |
|
|
Оценка неизвестного закона распределения таксационного признака северной сосны
При обследовании насаждения северной сосны получены значения диаметра на высоте груди (в см.) у 50 деревьев. На основании статистического анализа выборочных данных и проверки гипотезы о виде закона распределения оценить неизвестный закон распределения генеральной совокупности при уровне значимости 0.05 .
Ввод экспериментальных данных:
Объем выборки n : 50 |
i : 0..n 1 |
ORIGIN 0 – предопределенная переменная, задает значение индекса первого элемента числового массива.
Введем исходные данные, разбив числовой массив xi из 50 элементов на три подмассива (для экономии места):
|
|
j |
|
|
|
|
0 15 |
k |
|
16 31 |
g |
|
|
32 49 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
xj |
|
|
|
xk |
|
|
|
|
|
|
|
xg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
j |
|
|
k |
g |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
29 |
|
16 |
|
28 |
|
|
32 |
|
|
24.5 |
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
31 |
|
17 |
|
36 |
|
|
33 |
|
|
39.5 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
26.5 |
|
|
|
|
44.5 |
|
|
|
|
|
|
21.5 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
35 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
39.5 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
36 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
30.5 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
22.5 |
|
|
|
|
33.5 |
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
39 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
30.5 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
35.5 |
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
30.5 |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
41 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
38.5 |
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
|
|
36.5 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
42 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
43 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
24.5 |
|
|
|
|
|
|
42.5 |
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
44 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
30.5 |
|
|
|
|
40.5 |
|
|
|
|
|
|
38.5 |
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
45 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
36.5 |
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
46 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
33.5 |
|
|
|
|
|
|
22.5 |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
47 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение интервального распределения выборки и гистограммы
Построить гистограмму можно с помощью статистической встроенной функции hist. Результатом функции является вектор частот, определяющий, сколько экспериментальных значений содержится в каждом интервале.
140 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Примеры MathCAD-документов |
|
|
Формат функции: hist(L, x)
где L – вектор, задающий пределы частичных интервалов; x – вектор экспериментальных данных.
Задание вектора L:
Определим минимальное и максимальное значения экспериментальных данных:
|
|
|
|
|
min( x) 20 |
max( x) 44.5 |
|
|
|
||||
Определим размах выборки: max(x) |
|
min(x) 24.5 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
Разделим отрезок [20; 44.5] на 9 частичных интервалов длиной h: |
|
||||||||||||
|
|
j 0 9 |
h |
max(x) min(x) |
h 2.722 |
|
|
Lj min(x) h j |
|||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lj |
- границы интервалов |
|
|
4 |
|
- эмпир ические |
||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
частоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
22.722 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
25.444 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28.167 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30.889 |
|
|
|
|
|
hist( L x) |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
33.611 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36.333 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
39.056 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
41.778 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение гистограммы
F hist(L x)
F
L
По виду гистограммы, которая является оценкой теоретической кривой распределения, делаем предположение о нормальном законе распределения.