ПППМ ПриМ(б) II курс

Лабораторная работа №1.

Простейшие вычисления в Mathcad

Ввести математическое выражение можно в любом пустом месте документа MathCAD. Для этого поместите курсор ввода в желаемое место документа, щелкнув в нем мышью, и просто начинайте вводить формулу, нажимая клавиши на клавиатуре. При этом в документе создается математическая область (math region), которая предназначена для хранения формул, интерпретируемых процессором MathCAD.

Математические выражения содержат, как правило, самые различные, в том числе специфичные символы, набор которых в MathCAD выполняется не так, как в большинстве текстовых процессоров.

Для вставки символов в документы доступны следующие инструменты: - большинство символов, например латинские буквы или цифры, для определения имен переменных и функций набираются на клавиатуре;

- греческие буквы легче всего вставляются с помощью панели инструментов Greek (Греческие символы). Можно также ввести соответствующую латинскую букву и нажать клавиши <Ctrl>+<G> (после этого, например, из латинской буква "а" получается греческая а);

- операторы могут быть вставлены либо с различных математических панелей инструментов, либо соответствующим сочетанием клавиш. Например, наиболее часто употребляемые операторы сгруппированы на панели Calculator (Калькулятор);

- имена функций вводятся либо с клавиатуры, либо, с большей надежностью, с помощью команды Insert / Function (Вставка / Функция).

- cкобки могут быть вставлены нажатием соответствующих клавиш. Однако, для того чтобы выделить скобками уже введенную часть формулы, лучше поместить ее между линиями ввода и нажать клавишу <'> (апостроф).

Некоторые операторы, например, умножения или присваивания численного вывода, допускают различное представление в документах MathCAD. Сделано это, главным образом, для упрощения подготовки отчетов (в MathCAD - программе символ присваивания в виде := выглядит естественно, но в отчетной документации зачастую неприемлем).

Для того чтобы в документе поменять отображение указанных операторов: 1. Поместите указатель мыши на оператор и вызовите щелчком правой кнопкой мыши контекстное меню.

2. Наведите указатель мыши на его первый пункт.

3. В открывшемся подменю выберите нужный вид оператора,

Всегда можно вновь переложить ответственность за представление операторов на MathCAD, выбирая в контекстном меню пункт Default (По умолчанию). Кроме того, выбор пункта AutoSelect (Автоматический выбор) этого меню приводит к отображению оператора редактором MathCAD в зависимости от контекста.

Выбор представления по умолчанию для этих и некоторых других операторов производится на вкладке Display (Отображение) диалогового окна Math Options (Опции математики). Для его вызова выполните команду Math / Options (Математика / Опции). Отображение по умолчанию задается с помощью соответствующих раскрывающихся списков, в частности списка Multiplication для оператора умножения или списка Definition для оператора присваивания.

Переменные и функции

В MathCAD переменные, операторы и функции реализованы в интуитивной форме, т. е. выражения в редакторе вводятся и вычисляются так, как они были бы написаны на листе бумаги. Порядок вычислений в документе MathCAD также очевиден: математические выражения и действия воспринимаются процессором слева направо и сверху вниз.

Перечислим основные действия, которые пользователь может совершать для определения и вывода переменных и функций.

  Определение переменных

Чтобы определить переменную, достаточно ввести ее имя и присвоить ей некоторое значение, для чего служит оператор присваивания :=. Ввести оператор присваивания можно с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражения).

Рассмотрим различие между операторами обычного присваивания и глобального присваивания. Для того чтобы вычислить выражение, содержащее некоторую переменную или функцию, необходимо, чтобы этой переменной ранее в документе было присвоено какое-либо значение. Иначе будет выдаваться сообщение об ошибке. Однако если в любой части документа (например, в самом низу) вставить оператор глобального присваивания, то переменная будет определена в любой части документа.

Обычное, или локальное, присваивание переменной х действует от момента присваивания до момента глобального присваивания. Вообще говоря, MathCAD анализирует документы на предмет присваивания переменных в два прохода: сначала распознаются все операторы глобального присваивания, и все выражения в документе сверху вниз и слева направо вычисляются в соответствии с ними, а при втором проходе в том же порядке анализируются операторы локального присваивания, и все выражения вычисляются с поправкой на них.

  Функции Функции в MathCAD записываются в обычной для математика форме:

- f (х,...) - функция;

 f - имя функции;

 х,... - список переменных.

Легче всего ввести написание функции в документ при помощи клавиатуры. В MathCAD формально можно разделить функции на два типа:

- встроенные функции;

- функции, определенные пользователем.

Применение функций обоих типов в расчетах совершенно одинаково, с тем исключением, что любую встроенную функцию можно сразу использовать в любом месте документа, а пользовательскую функцию необходимо предварительно определить в документе до момента вычисления ее значения. Все переменные, присутствующие справа в выражении определения функции, либо должны входить в список аргументов функции (в скобках, слева после имени функции), либо должны быть определены ранее. В противном случае будет выведено сообщение об ошибке, причем имя неопределенной переменной будет выделено красным цветом.

 

  Вывод значений переменных и функций. Заметьте, что перед тем как вычислить значение математического выражения, вы обязаны определить значение каждой входящей в него переменной.