- •Некоторые из основных приемов работы с Mathcad Выполнение арифметических вычислений. Пусть необходимо вычислить следующее выражение:
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Разработка программ
- •Линейные алгоритмы Пусть необходимо вычислить значение выражения для произвольных значенийx,yиz. Процесс вычислений может быть выполнен следующими способами:
- •Разветвляющиеся алгоритмы Реализацию программы для этого типа алгоритма рассмотрим на примере. Пусть необходимо вычислить значение следующей функции:
- •Циклические алгоритмы Для многократного выполнения некоторой последовательности операторов Mathcadрасполагает двумя видами циклов:
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Решение системы нелинейных уравнений
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы и задания
- •Применение интерполяции и сплайнов
- •Интерполяция таблично заданной функции двух независимых переменных
- •Сплайн-интерполяция
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Список литературы
Порядок выполнения работы
1. Решить СЛАУ в соответствии с указанным преподавателем вариантом (см. таблицу 1) по формулам Крамера и методу Гаусса.
Рис. 11. Решение задачи Коши для системы дифференциальных уравнений
Рассматривая найденные компоненты вектора-столбца корня СЛАУ как коэффициенты степенного полинома типа , построить график функции f(t) на отрезке [a, b].
Для подынтегральной функции f(x) (см. таблицу 2), вычислить первообразную F(x) и её производную F’(x). Построить графики трех упомянутых функций на произвольно выбранном отрезке.
Вычислить значение определенного интеграла с 5-ю значащими цифрами в соответствие с вариантом задания (см. таблицу 3, где a и b - соответственно нижний и верхний пределы интегрирования).
Построить график частичной суммы ряда Фурье для указанной преподавателем варианта функции (см. таблицу 4) при количестве слагаемых 5, 10 и 20.
Найти численное решение задачи Коши для дифференциального уравнения 1-го порядка на отрезке [x0, x0+1] для числа узлов сетки 6 и 32. Вариант задания взять из таблицы 5.
Таблица 1
N вар. |
Система уравнений |
a, b |
N вар. |
Система уравнений |
a, b |
0 |
x1+x2+2x3+3x4=1 3x1-x2-x3-2x4=-4 2x1+3x2-x3-x4=-6 x1+2x2+3x3-x4=-4 |
-5, 3 |
5 |
2x1-x2+3x3+2x4=4 3x1+3x2+3x3+2x4=6 3x1-x2-x3+2x4=6 3x1-x2+3x3-x4=6 |
6, 9 |
1 |
x1+2x2+3x3+4x4=5 2x1+x2+2x3+3x4=1 3x1+2x2+x3+2x4=1 4x1+3x2+2x3+x4=-5 |
2, 16 |
6 |
x1+2x2-x3+x4=8 2x1+x2+x3+x4=5 x1-x2+2x3+x4=-1 x1+x2-x3+3x4=10 |
2, 5 |
2 |
x2-3x3+4x4=-5 x1-2x3+3x4=-4 3x1+2x2-5x4=12 4x1+3x2-5x3=5 |
1, 5 |
7 |
2x1+x3+4x4=9 x1+2x2-x3+x4=8 2x1+x2+x3+x4=5 x1-x2+2x3+x4=-1 |
1, 4 |
3 |
x1+3x2+5x3+7x4=12 3x1+5x2+7x3+x4=0 5x1+7x2+x3+3x4=4 7x1+x2+3x3+5x4=16 |
2, 6 |
8 |
2x1-6x2+2x3+2x4=12 x1+3x2+5x3+7x4=12 3x1+5x2+7x3+x4=0 5x1+7x2+x3+3x4=4 |
0, 6 |
4 |
x1+5x2+3x3-4x4=20 3x1+x2-2x3=9 5x1-7x2+10x4=-9 3x2-5x3=1 |
-4, -1 |
9 |
x1+5x2=2 2x1-x2+3x3+2x4=4 3x1-x2-x3+2x4=6 3x1-x2+3x3-x4=6 |
-5, -1 |
Таблица 2
N вар. |
Подынтегральная функция |
N вар. |
Подынтегральная функция |
0 |
|
5 |
|
1 |
|
6 |
|
2 |
|
7 |
|
3 |
|
8 |
|
4 |
|
9 |
|
Таблица 3
N вар. |
Подынтегральная функция |
a |
b |
N вар. |
Подынтегральная функция |
a |
b |
0 |
|
1 |
3 |
5 |
|
1 |
2 |
1 |
-1 |
3 |
6 |
|
0 |
1 | |
2 |
|
1 |
2 |
7 |
|
0 |
1 |
3 |
|
1 |
2 |
8 |
|
0 |
1 |
4 |
|
1 |
2 |
9 |
|
0 |
1 |
Найти решение задачи Коши для системы дифференциальных уравнений 1-го порядка
на отрезке [a, b] с постоянным шагом h=0.1. Изобразить график найденного решения. Вариант задания взять из таблицы 6.
Таблица 4
N вар. |
Вид функции f(x) |
N вар. |
Вид функции f(x) |
0
|
- - |
5
|
- - |
1
|
- - |
6
|
1
- -1 |
2
|
1
- - -1 |
7
|
1
- -1 |
3
|
/2
- -/2 |
8
|
/2
--/2/2 -/2 |
4
|
/2
--/2 -/2 |
9
|
/2
--/2/2 -/2 |
Таблица 5
N вар. |
y’=f(x,y), y(x0)=y0 |
N вар. |
y’=f(x,y), y(x0)=y0 |
0 |
y’=y2+x2, y(0)=0.5 |
5 |
y’=y-x, y(0)=1 |
1 |
y’=cos(x+y), y(0)=0 |
6 |
y’=1+x-y2, y(0)=1 |
2 |
y’=e-y+x2, y(1)=0 |
7 |
y’=x3+y2, y(0)=0.5 |
3 |
y’=x ln(y), y(1)=1 |
8 |
y’=2.x+cos(y), y(0)=0 |
4 |
y’=x.y+8, y(0)=0 |
9 |
y’=ex-y2, y(0)=0 |
Таблица 6
N вар. |
f1(x,y1,y2) |
f2(x,y1,y2) |
y1(a) |
y2(a) |
a |
b |
0 |
|
|
0.5 |
1.5 |
0 |
2 |
1 |
|
|
-1 |
1 |
0 |
2 |
2 |
|
|
0 |
0 |
0 |
4 |
3 |
|
|
-0.6 |
2 |
2 |
5 |
4 |
|
|
0 |
0 |
-1 |
3 |
5 |
|
|
0 |
0 |
0 |
2 |
6 |
|
|
1 |
1 |
1 |
3 |
7 |
|
|
0 |
0 |
0 |
4 |
8 |
|
|
0 |
0 |
-2 |
1 |
9 |
|
|
-1 |
1 |
0 |
2 |