- •О.М.Дудка автоматизація математичних розрахунків засобами пакету MathCad Навчальний посібник
- •Розділ 1. Пакет MathCad як засіб автоматизації математичних розрахунків
- •1.1 Загальні відомості про пакет MathCad
- •Робота з текстом
- •Введення математичних виразів і робота з формульним редактором
- •Контрольні запитання
- •1.2 Побудова графіків функцій та форматування графічних об’єктів в середовищі пакету MathCad Побудова двомірних графіків
- •Побудова графіків функцій у полярних координатах
- •Побудова графіків поверхонь
- •Побудова графіка поверхні, заданої в векторній параметричній формі
- •Побудова графіків декількох поверхонь на одному рисунку
- •Форматування графічних об’єктів в середовищі пакету MathCad Форматування двомірних графіків
- •Форматування трьохмірних графіків
- •Контрольні запитання
- •1.3 Символьна математика пакету MathCad Символьна математика
- •Символьні операції з виділеними виразами
- •Символьні операції з виділеними змінними
- •Символьні операції з виділеними матрицями
- •Символьні операції перетворень
- •Контрольні запитання
- •1.4 Обчислення похідних та інтегралів в середовищі пакету MathCad. Комплексні числа Обчислення похідних
- •Обчислення інтегралів
- •Комплексні числа
- •Контрольні запитання
- •1.5 Розв’язування диференціальних рівнянь в середовищі пакету
- •Розв’язування диференціальних рівнянь 1-го порядку. Розв’язок задачі Коші
- •Розв’язання системи диференціальних рівнянь першого порядку
- •Розв’язання диференціальних рівнянь другого порядку
- •Розв’язання системи диференціальних рівнянь вищого порядку
- •Розв’язання диференціальних рівнянь з частинними похідними
- •Контрольні запитання
- •1.6 Матричні операції. Розв’язування лінійних і нелінійних рівнянь та систем рівнянь в середовищі пакету MathCad
- •Робота з масивами, векторами і матрицями
- •Векторні і матричні оператори
- •Пошук коренів нелінійного рівняння
- •Розв’язання нелінійних рівнянь в символьному вигляді
- •Чисельне розв’язання системи нелінійних рівнянь
- •Розв’язування систем нелінійних рівнянь в символьному вигляді
- •Розв’язування систем лінійних рівнянь в символьному вигляді
- •Контрольні запитання
- •1.7 Програмування в середовищі пакету MathCad
- •Хід роботи
- •Завдання для самостійного виконання:
- •Лабораторна робота №2
- •Хід роботи
- •Побудувати графік поверхні і:
- •Завдання для самостійного виконання:
- •Лабораторна робота №3
- •Хід роботи
- •Використовуючи команду Розширити виконати наступні дії:
- •Використовуючи команду Фактор виконати наступні дії:
- •Використовуючи команду Подібні виконати наступні дії:
- •Використовуючи команду Коефіцієнти Полінома виконати наступні дії:
- •Завдання для самостійного виконання:
- •Лабораторна робота №4
- •Хід роботи
- •Завдання для самостійного виконання:
- •Лабораторна робота №5
- •Хід роботи
- •Задати матриці , і:
- •Завдання для самостійного виконання:
- •Список використаної літератури
Символьні операції з виділеними змінними
З виділеними змінними можна виконувати наступні операції:
Обчислити – розв’язати рівняння чи нерівність відносно виділеної змінної, тобто, знайти значення змінної, при яких вираз що містить цю змінну перетворюється в нуль;
Заміна – замінити вказану змінну вмістом буфера обміну;
Диференціали – диференціювати весь вираз, що містить виділену змінну, по відношенню до цієї змінної (інші змінні розглядаються як константи);
Інтеграція – інтегрувати весь вираз, що містить виділену змінну, по цій змінної;
Розкласти на частини – знайти декілька членів розкладу виразу в ряд Тейлора відносно виділеної змінної;
Перетворити в елементарні дроби – розкласти на елементарні дроби вираз, який розглядається як раціональний дріб відносно виділеної змінної.
Символьні операції з виділеними матрицями
В підменю Матриці меню Символи є наступні команди:
Транспонування – одержати транспоновану матрицю;
Інверсія – одержати обернену матрицю;
Визначник – обчислити детермінант (визначник) матриці.
Символьні операції перетворень
Фурьє – виконати пряме перетворення Фурьє відносно виділеної змінної;
Фурьє Зворотнє – виконати обернене перетворення Фурьє відносно виділеної змінної;
Лапласа - виконати пряме перетворення Лапласа відносно виділеної змінної;
Лапласа Зворотне - виконати обернене перетворення Лапласа відносно виділеної змінної.
Контрольні запитання
-
Які обчислення називаються символьними?
-
Де знаходяться команди, що відносяться до роботи символьного процесора?
-
Які операції можна виконувати з виділеними виразами?
-
Для чого служить операція Спростити?
-
Назвіть операції з виділеними змінними.
-
Які операції можна виконувати з виділеними матрицями?
-
Для чого призначена команда Інверсія?
-
Які ви знаєте символьні операції перетворень?
1.4 Обчислення похідних та інтегралів в середовищі пакету MathCad. Комплексні числа Обчислення похідних
В середовищі пакету відбувається як символьне так і чисельне обчислення значень m-кратних похідних (m>1) і частинних похідних функцій у заданих точках.
Для здійснення операції диференціювання потрібно натиснути клавішу знака запитання “?”, або вибрати в панелі інструментів Математика кнопку Матаналіз та кнопку похідної. В результаті на екрані генерується знак операції з двома покажчиками:
Покажчик, що стоїть в знаменнику, вимагає означення змінної диференціювання, тоді як активний покажчик – функцію (її вираз чи ім’я), що диференціюється. Змінна диференціювання і всі константи та змінні, що входять у функцію повинні бути попередньо означені.
Знак операції похідної вищого порядку може бути генерований кількаразовим натиском клавіші “?” по необхідності, або вибрати в панелі інструментів Математика кнопку Матаналіз та кнопку Похідна N-го порядку. В результаті на екрані генерується знак операції з чотирма покажчиками:
В якості змінних диференціювання, констант і змінних диференційованої функції можуть виступати і ранжовані змінні. Дана можливість пакету дозволяє, наприклад, виводити графік похідної будь-якої плоскої функції або частинної похідної в заданій січній площині.