2. Самостоятельная работа

Настоящее пособие ориентировано на использование программы Mathcad 11, рассматриваемые команды и функции аналогичны и для других версий программы. Названия команд, выделенные полужирным шрифтом, приводятся для русифицированной версии программы (на практике могут встретиться разные варианты перевода). При первом упоминании названия дается его английский вариант.

Наилучших результатов самостоятельной работы можно достигнуть последовательным изучением теоретических сведений с одновременным применением их на практике.

Самостоятельная работа № 1 основные приемы работы в mathcad

Внешний вид экрана Mathcad является типовым для пакетов, работающих в среде Windows. Специфическими для Mathcad являются математические панели. Главная математическая панель Математика (Math) содержит кнопки для открытия панелей более низкого уровня: Арифметика (Calculator); Графики (Graph); Матрицы (Matrix) для векторных и матричных операций; Мат. анализ (Calculus); Булево (Boolean) и др.

При наведении указателя мыши на многие из кнопок панелей появляется подсказка и сочетание «горячих клавиш», нажатие которых на клавиатуре приведет к эквивалентному действию.

Курсор ввода указывает место рабочей области, где будут вводить­ся или создаваться формулы, текст, графики, текстовые поля и т. д. Положение курсора устанавливается мышью или клавишами управления курсора на клавиатуре.

Любой объект в рабочей области Mathcad часто называют регионом или областью. Выделение областей производится стандартно (щелчком мышки или с помощью рамки выделения), при этом появляется прямоугольная рамка. Выделенный регион можно перемещать (указатель мыши, установленный на границе рамки, приобретает форму ладони), масштабировать, копировать и т. д.

Выполните пункт 1 задания к работе.

Ввод формул. Символы основных арифметических операций и цифры следует вводить с клавиатуры. Для часто встречающихся символов также желательно использовать клавиатурный вариант ввода.

Дробная часть числа отделяется от целой с помощью десятичной точки (аналог десятичной запятой).

В арифметических выражениях могут применяться встроенные стандартные функции, для которых при необходимости в скобках указывается аргумент (или аргументы через запятую). Используются три способа их ввода: выбор с панели Арифметика (несколько наиболее распространенных функций); ввод с клавиатуры имени функции; выбор из списка, открываемого командой меню Вставка – Функция (Insert – Function) или кнопкой f(x) на стандартной панели.

Внимание: не все функции в Mathсad имеют имена, совпадающие с принятыми в математике: например, тангенс — tan.

При вводе формулы курсор ввода представляет собой уголок синего цвета. Горизонтальная сторона курсора подчеркивает тот символ или часть формулы, по отношению к которым выполняется очередная операция. При выполнении некоторых операций, таких как деление, извлечение корня, возведение в степень и заключение в скобки, требуется выделять курсором группу символов, для которых будет выполняться операция.

Внимание: ширина уголка курсора и его высота увеличиваются при каждом нажатии клавиши пробела.

Для получения результата (вывода его на экран) необходимо набрать знак «=». Слева от знака равенства появится результат выражения или значение заданной ранее переменной.

По умолчанию действует режим автоматического вычисления. Для включения (или отмены) этого режима используется флажок команды Автовычисление меню Инструменты – Вычисления (Tool – Calculatе – Automatic Calculation). Если режим автовычисления отменен, то для каждого запуска программы нужно нажимать кнопку « = » на стандартной панели инструментов или клавишу F9.

Выполните пункт 2 задания к работе.

Математические выражения. Операция присваивания. Для того чтобы задать значение переменной, используется операция присваивания, обозначаемая специальным символом «:=». Общий вид этого оператора: имя переменной := математическое выражение .

Знак присваивания выбирается с панели Арифметика или вводится с клавиатуры — двоеточие для латинской раскладки.

Имена переменных могут состоять из букв и цифр, но начинаться должны с буквы. Mathcad различает строчные и прописные символы (так, «Х» и «х» — имена разных переменных). В Mathcad латинские символы в обозначении переменных имеют прямое начертание.¹

Операция умножения обычно не подразумевается, а пишется явно (обязательно «x2», хотя можно «2x»). Например:

x := 2.18 s := sin(1.5х) + 0.45 12 := tan(x2) – 0.3xs 12 =…

Внимание: Mathcad читает и выполняет программу слева направо и сверху вниз. Все переменные должны быть определены (должно быть присвоено какое-то значение) до того, как будут использованы.

Если порядок следования выражений не соблюден или использованная переменная вообще не задана, возникнет ошибка, выделенная красным цветом (сообщение «значение переменной или функции не определено» (this variable or function is not defined above)).

Часто при попытке получить значение переменной, которая не определена, Mathcad автоматически преобразует знак «=» в «:=».

Выполните пункт 3 задания к работе.

Ввод и редактирование формул значительно упрощается при использовании следующих рекомендаций:

– перемещать курсор внутри формулы удобнее с помощью клавиатурных кнопок управления курсором;

– если горизонтальная сторона уголка подчеркивает все выражение, включая символ «:=», то ввод символов в формулу не производится, нужно вернуть курсор к размеру, не превышающему ширины правой части выражения (расширять курсор клавишей «пробел»);

– если нужно набрать несколько формул строго в одной строке или друг под другом, удобнее переходить от одной формулы к месту ввода следующей с помощью соответствующих стрелок клавиатуры.

При необходимости можно выровнять группу выделенных областей по горизонтали или вертикали с помощью специальных кнопок стандартной панели, которые становятся активными при выделении нескольких регионов (аналогичная команда меню Формат – Выров­нять области (Format – Align Regions)).

Выполните пункт 4 задания к работе.

Результат расчетов может быть представлен в различных форматах. Десятичный формат (Decimal) — обычная форма записи дробного числа. Научный (Scientific) применяется для очень больших и очень малых чисел и включает число в десятичном формате (мантисса), умноженное на число 10 в определенной степени (порядок).

По умолчанию в Mathcad установлен формат Общий (General), когда автоматически определяется наилучшая для данного числа форма представления: в десятичном или научном формате. Изменить параметры представления результата можно командой меню Формат – Результат (Format – Result). Изменения будут относиться к выделенным формулам, а если выделений нет — ко всему документу.

Выполните пункты 5 и 6 задания к работе.