- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЧАСТЬ 1. ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО С MATHCAD
- •Введение. Общие правила работы в среде Mathcad
- •§1. Ваши первые примеры
- •1.1. Ввод данных, формул, вывод решения
- •1.3. Построение графика функции одной переменной
- •1.4. Построение графика функции двух переменных
- •1.5. Освоение функции CreateMesh для форматирования графика
- •§2. Решение уравнений
- •2.2. Нахождение корня уравнения. Операторная скобка Given – Find
- •§3. Учебная задача
- •3.1. Постановка задачи
- •§4. Индивидуальные задания по части 1
- •ЧАСТЬ 2. МАТРИЦЫ И ВЕКТОРЫ В MATHCAD
- •Введение. Общие сведения о матричной алгебре в Mathcad
- •§5. Осваиваем технику работы с матрицами и векторами
- •5.1. Ввод матрицы и вектора
- •5.3. Обращение к столбцу матрицы
- •5.6. Запись массивов данных на диск
- •5.7 Соединение (композиция) матриц и векторов
- •§6. Алгебра матриц
- •6.1. Транспонирование матриц
- •6.2. Умножение матрицы на скаляр
- •6.3. Операции умножения матриц
- •6.4. Сложение матриц
- •6.5. Операции с квадратными матрицами
- •6.6. Решение примеров с действиями алгебры матриц
- •6.7. Специальные приемы работы с матрицами
- •6.8. Ранг матрицы
- •§7. Некоторые применения матриц и векторов
- •7.1. Нахождение всех корней уравнения n-й степени
- •7.2. Применение матриц и векторов для решения систем линейных уравнений
- •7.3. Применение матриц и векторов в задаче интерполяции
- •§8. Учебная задача
- •8.1. Постановка задачи
- •8.2. Решение
- •§9. Индивидуальные задания по части 2
- •ЧАСТЬ 3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В MATHCAD
- •Введение. О программировании в среде Mathcad
- •§10. Осваиваем технику программирования в Mathcad. Ваша первая программа
- •10.2. Выполнение этапа 2 «Разбор способа получения результата. Расчет примеров»
- •10.4. Выполнение этапа 4 «Расчет контрольных примеров применительно к алгоритму»
- •10.5. Выполнение этапа 5 «Составление программы, отладка на контрольных примерах»
- •§11. Задания для самостоятельной разработки программы
- •§12. Учебная задача
- •12.1. Введение
- •12.2. Общие положения
- •12.3. Выполнение фазы 1 решения задачи «Понять существо задачи»
- •12.4. Выполнение фазы 2 решения задачи «Предложить идею алгоритма»
- •12.6. Выполнение фазы 4 «Оценить точность программы, а также ее потенциал в качестве средства для решения других задач»
- •§13. Индивидуальные задания по части 3
- •ЧАСТЬ 4. СИМВОЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В MATHCAD
- •Введение. Сведения о символьных преобразованиях в Mathcad
- •14.1. Опция Evaluate – Symbolically
- •14.3. Опция Symbolics – Expand
- •14.4. Опция Symbolics – Variable
- •§15. Учебная задача
- •15.1. Постановка задачи
- •15.2. Этапы решения
- •15.6. Выполнение этапа 4 «Решение» (на компьютере)
- •§16. Создание анимационных клипов
- •16.1. Общие сведения
- •16.2. Фазы создания анимационного клипа
- •Список использованной литературы
- •2. Арифметические, алгебраические и логические операторы
- •6. Часто употребляющиеся функции
- •8. Графики
- •Общие замечания
- •1. Плоскости
- •2. Прямая линия в пространстве
- •3. Цилиндр
- •4. Конус
§4. Индивидуальные задания по части 1
Вариант № 1:
Составьте уравнение и выведите на тот же чертеж, который получился при выполнении учебной задачи, отрезок прямой, соединяющей точки
(x0,y0,z0) и (x1,y1,z1) (координаты заданы в условиях учебной задачи).
Должно получиться так, как показано на рис. 1.
Рис. 1
Вариант № 2:
Составьте уравнение и выведите на тот же чертеж, который получился при выполнении учебной задачи, чертеж плоскости, параллельной описанной в учебной задаче, и проходящей через точку с координатами
x3:= 3 y3:=3 z3:=8.
Диапазон изменения аргументов – такой же, как в учебной задаче.
Должно получиться так, как показано на рис. 2.
Рис. 2
Вариант № 3:
Рис. 3
Составьте уравнение и выведите на тот же чертеж, который получился при выполнении учебной задачи, чертеж плоскости, проходящей через две точки (x1,y1,z1) и (x2,y2,z2) перпен-
дикулярно к плоскости, построенной в учебной задаче. Точки также покажите на чертеже. Координаты (x1,y1,z1) и (x2,y2,z2) заданы в условиях учебной задачи. Диапазон изменения аргументов:
–1 ≤ x ≤ 6; –1 ≤ y≤ 6.
Обязательно сделайте проверку по условию перпендикулярности плоскостей.
Должно получиться так, как показано на рис. 3.
22
Вариант № 4:
Постройте чертеж плоскости, параллельной координатной плоскости и расположенной на высоте, равной 4. Постройте на том же чертеже плоскость, перпендикулярную координатной плоскости и отсекающую на осях x и y отрезки, равные 5.
Должно получиться так, как показано на рис. 4.
Рис. 4
Вариант № 5:
Выведите уравнения (аналогично выводу уравнения шара) для конуса и постройте чертеж половины конуса, как показано на рис. 5.
Высота конуса равна 4, угол при вершине конуса равен π / 3.
Рис. 5
Вариант № 6:
Выведите уравнения (аналогично выводу уравнения шара) для цилиндра и постройте чертеж одной третьей части цилиндра, как показано на рис. 6.
Высота цилиндра равна 4.
Рис. 6
23
Вариант № 7:
Выведите уравнения (аналогично выводу уравнения шара) для цилиндра и постройте чертеж его сечения плоскостью, расположенной параллельно координатной плоскости на высоте, равной 2.
Высота цилиндра равна 4. Должно получиться так, как по-
казано на рис. 7.
Рис. 7
Вариант № 8:
Выведите уравнения (аналогично выводу уравнения шара) для цилиндра, постройте чертеж его половины, «обнимающей» полусферу того же радиуса R = 2, что и радиус основания цилиндра.
Высота цилиндра равна 4. Должно получиться так, как по-
казано на рис. 8.
Рис. 8
Вариант № 9:
Постройте чертеж ¼ сферы, накрытой плоскостью, как показано на рис. 9. Радиус сферы равен 2. Плоскость должна быть параллельна координатной плоскости XOY. На плоскости должна быть видна линия пересечения поверхности сферы с плоскостью. Плоскость должна рас-
секать ¼ сферы по «экватору».
Рис. 9
24
Вариант № 10:
Постройте чертеж пересечения прямой, проходящей через 2 точки
(x0,y0,z0) и (x1,y1,z1) (координаты заданы в условиях учебной задачи), с плоскостью, параллельной координатной плоскости XOY и проходящей на высоте 2.5. На чертеже покажите точку пересечения. Для контроля правильности расчета покажите 2 точки, через которые проходит прямая.
Должно получиться так, как показано на рис. 10 (точки (x0,y0,z0) и (x1,y1,z1) не показаны).
Рис. 10
25