- •Тема1: Оформление документа, ввод и редактирование формул. Вычислительные особенности MathСad. Операторы и математические функции. Символьные вычисления.
- •Практическая часть
- •Символьные вычисления.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Варианты заданий Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9.
- •Вариант 10
- •Тема 2. Графические возможности пакета инженерных расчетов MathCad. Анимация.
- •Среди трехмерных выделяют
- •Построение двумерного графика.
- •Построение графиков в полярных координатах
- •3 . Размещение нескольких графиков на чертеже.
- •4. Форматирование двумерных графиков.
- •Изменение диапазона осей.
- •Создание маркеров.
- •Трассировка и увеличение масштаба просмотра графика.
- •5. Построение графиков поверхностей
- •6. Форматирование графика поверхности.
- •7. Анимация.
- •Средства пакета MathCad для решения нелинейных уравнений
- •Поиск корня алгебраического уравнения в заданном интервале
- •Корни полинома
- •2. Решение систем нелинейных уравнений. Метод простых итераций (последовательных приближений).
- •Средства пакета MathCad для решения нелинейных уравнений
- •Пример 4. Решить систему уравнений в окрестности точки . В ыполним проверку
- •Функции MathCad для решения задач оптимизации.
- •Тема 4: Элементы программирования в пакете инженерных расчетов MathCad.
- •Теоретические сведения.
- •Практическая часть
Тема 2. Графические возможности пакета инженерных расчетов MathCad. Анимация.
Цель работы: Изучение графических возможностей символьного пакета MathCAD. Приобретение навыков построения графиков функции и поверхностей. Знакомство с возможностями анимации и создания условных выражений.
Используемые программные средства: Пакет MathCAD.
Теоретические сведения.
В пакете MathCAD встроено несколько различных типов графиков, которые можно
разделить на двумерные (или графики на плоскости) и трехмерные (графики в пространстве) В свою очередь двумерные графики делятся на:
XY (декартовый) график (XY Plot);
полярный график (Polar Plot).
Среди трехмерных выделяют
график трехмерной поверхности (Surface Plot);
график линий уровня (Contour Plot);
трехмерная гистограмма (3D Bar Plot);
трехмерное множество точек (3D Scatter Plot);
векторное поле (Vector Field Plot).
Деление графиков на типы несколько условно, так как управляя установками многочисленных параметров, можно создавать комбинации типов графиков, а также новые типы (например, двумерная гистограмма распределения является разновидностью простого XY-графика).
Все графики создаются аналогичным способом, с помощью панели инструментов Graph (График), различия обусловлены отображаемыми данными.
Некорректное определение данных приводит, вместо построения графика, к выдаче сообщения об ошибке.
Построение двумерного графика.
К двумерным графикам относят графики в декартовой и полярной системах координат. Созданный однажды график одного типа нельзя переделать в график другого типа (в отличие от трехмерных графиков). Для построения XY-графика необходимы два ряда данных, откладываемых по осям ОХ и ОУ.
Для построения нужно:
щелкнуть мышью в свободном месте рабочего документа;
нажать комбинацию клавиш [shift] + 2 или щелкнуть мышью по палитре графических операторов или выбрать пункт X - Y Plot из меню Insert (Вставка).
Появляется пустой график с полями ввода для выражений, отображаемых по осям графика.
XY-график двух векторов.
Самый простой и наглядный способ получить декартов график – это сформировать два вектора данных, которые будут отложены вдоль осей ОХ и ОУ. Последовательность построения графика двух векторов х и у показана на рис. 1. В этом случае в шаблоны возле осей вводятся просто имена векторов. Также допускается откладывать по осям элементы векторов, т. е. вводить в шаблоны возле осей имена и соответственно (рис. ). В результате получается график, на котором отложены точки, соответствующие парам элементов векторов, соединенные отрезками прямых линий. Образованная ими ломаная называется рядом данных, или кривой (trace).
Пример 1.
X Y-график функции.
График любой скалярной функции f(х) можно построить двумя способами. Первый заключается в дискретизации значений функции, присвоении этих значений вектору и прорисовке графика вектора.
Пример 2.
Второй способ, называемый быстрым построением графика, заключается во введении функции в один из шаблонов (например, у оси ординат), а имени аргумента – в шаблон у другой оси абсцисс (рис.). В шаблоны слева и справа от аргумента необходимо ввести границы диапазона изменения значений аргумента. Если такой диапазон не задан, по умолчанию график будет построен в диапазоне значений аргумента от -10 до 10.
Пример 3.