- •Кафедра аису
- •© Кафедра аису Лист для оценки работы студента
- •Содержание
- •Введение
- •Домашнее задание № 1 «Освоение математического пакета Mathcad» Введение
- •1.1. Цели и задачи домашнего задания
- •1.2. Содержание домашнего задания
- •1.3. Порядок выполнения домашнего задания
- •1.3.1. Знакомство с Mathcad
- •1.3.2. Ввод и редактирование формул
- •1.3.3. Определение переменных
- •1.3.4. Символьные вычисления
- •1.3.4.1.Упрощение выражений
- •1.3.4.2. Разложений выражений
- •1.3.4.3. Разложение на множители
- •1.3.4.4. Приведение подобных слагаемых
- •1.3.4.5. Разложение на элементарные дроби
- •1.3.5. Интегрирование
- •1.3.6. Дифференцирование
- •1.3.7. Решение уравнений
- •1.3.8. Решение систем линейных уравнений
- •1.3.9. Массивы
- •1.3.9.1. Транспонирование
- •1.3.9.2. Сложение
- •1.3.9.3. Умножение
- •1.3.9.4. Определитель квадратной матрицы
- •1.3.9.5. Обратная матрица
- •1.3.10. Решение матричных уравнений
- •1.3.10.1 Метод Гаусса
- •1.3.11 Создание графиков
- •1.3.11.1 График функции двух переменных
- •1.4. Контрольные вопросы
- •Домашнее задание № 2 «Основы работы вMatLab» Введение
- •2.1. Цели и задачи домашнего задания
- •2.2. Содержания домашнего задания
- •2.3 Порядок выполнения домашнего задания
- •2.3.1 Рабочая среда MatLab
- •2.3.2 Простейшие вычисления
- •2.3.3 Форматы вывода результата вычислений
- •2.3.4 Использование элементарных функций
- •2.3.5 Встроенные элементарные функции
- •2.3.6 Использование переменных
- •2.3.7 Сохранение рабочей среды
- •2.3.8 Просмотр переменных
- •2.3.9 Работа с массивами
- •2.3.10 Построение таблицы значений функции
- •2.3.11 Построение графиков функции одной переменной
- •2.3.12 Графики функций двух переменных
- •2.3.13 Вычисление всех корней полинома
- •2.3.14 Задание символьных переменных
- •2.3.15 Вычисление производных
- •2.3.16 Вычисление интегралов
- •2.3.17 Вычисление пределов
- •2.3.18 Решение алгебраических уравнений
- •2.3.19 Упрощение выражений
- •Учебное издание
1.3.5. Интегрирование
Интегрирование в Mathcad реализовано в виде вычислительного оператора. Для вычисления неопределенного интеграла от некоторого выражения по определенной переменной выделите в выражении переменную и выполните команду Symbolics/Variable/Integrate (Символика/Переменная/Интегрировать). Вычисленное аналитическое представление неопределенного интеграла появиться ниже.
Чтобы вычислить определенный интеграл, следует напечатать его обычную математическую форму в документе. Делается это с помощью панелиCalculus (Вычисления) нажатием кнопки со значком интеграла или вводом с клавиатуры сочетания клавиш <Shift>+<7>. Появится символ интеграла с несколькими местозаполнителями (рис.6), в которые нужно ввести нижний и верхний интервалы интегрирования, подынтегральную функцию и переменную интегрирования. Чтобы получить результат интегрирования, следует ввести знак равенства (=) или символьного равенства ().
1.3.6. Дифференцирование
С помощью Mathcad можно вычислять производные скалярных функций любого количества аргументов, от 0-го до 5-го порядка включительно. И функции, и аргументы могут быть как действительными, так и комплексными.
Для того чтобы продифференцировать функцию f(x) необходимо:
Ввести оператор дифференцирования нажатием кнопкиDerivative (Производная) на панели Calculus (Вычисления) или введите с клавиатуры вопросительный знак <?>,
В появившихся местозаполнителях (рис.7) ввести функцию f(x) и имя самого аргумента x.
Ввести оператор () символьного вывода для получении ответа.
Чтобы вычислить производную n-го порядка, нужно проделать те же самые действия, что и при взятии первой производной, за тем исключением, что вместо оператора первой производной необходимо применить оператор n-й производной –Nth Derivative на панели Calculus (Вычисления) или нажать сочетание клавиш <Ctrl>+<?>.
1.3.7. Решение уравнений
Рассмотрим алгебраическое уравнение f(x)=0. Данное уравнение можно решить двумя способами:
способ:
Ввести выражение f(x);
Выделить переменную, относительно которой будет решаться уравнение, приравнивающее выражение к нулю - х;
Выбрать в меню Symbolics (Символика) пункт Variable / Solve (Переменная/Решить).
способ:
Щелкните по кнопке решения уравнений solve в панели символьных вычислений Symbolic. Введите в местозаполнитель слева от ключевого слова solve (решить) выражение для правой части уравнения, а в позиции справа от solve (решить) — имя переменной, относительно которой нужно решить уравнение, и щелкните по свободному месту в рабочем документе. Результат — значение корня уравнения — будет отображен в рабочем документе справа от стрелки
1.3.8. Решение систем линейных уравнений
Рассмотрим решение системы N нелинейных уравнений с M неизвестными:
Здесь , …,- некоторые скалярные функции от скалярных переменных. Уравнений может быть как больше, та и меньше числа переменных.
Для решения системы введите с клавиатуры ключевое слово Given (дано), затем правее и ниже ключевого слова — левую часть первого уравнения системы, далее — символьный знак равенства (нажмите на клавиатуре клавиши <Ctrl>+<=> ) и правую часть уравнения (нуль). Аналогично введите остальные уравнения системы. Правее и ниже последнего уравнения системы введите имя функции Find (найти), перечислите в скобках имена переменных, значения которых нужно вычислить, выделите Find(x,y,z), щелкните по кнопке на панели Symbolisc. Вычисленное решение системы будет отображено после щелчка мышью вне выделяющей рамки в рабочем документе справа от стрелки — в виде матрицы, каждый столбец которой содержит одно из решений системы.