- •Среднее профессиональное образование Методическое пособие по MathCad по учебной дисциплине «Математические пакеты программ»
- •Воронеж 2013
- •Пояснительная записка
- •1 Основы работы в среде MathCad
- •1.1 Запуск и выход из программы
- •1.2 Экран дисплея при работе в среде Mathcad
- •1 Строка меню Панель форматирования.2.1 Строка заголовка окна
- •1.2.2 Строка меню программы
- •1.2.3 Панель инструментов Стандартная
- •1.2.4 Панель инструментов Форматирование
- •1.2.5 Панель инструментов Математика
- •1.2.6 Панель инструментов Калькулятор
- •1.2.7 Строка состояния
- •1.3 Сохранение документа и завершение работы с программой
- •2 Вычисление математических выражений
- •2.1 Упражнения к теме 2
- •3 Решение уравнений
- •3.1 Упражнения к теме 3
- •4 Дифференцирование
- •4.1 Упражнения к теме 4
- •5 Интегрирование
- •5.1 Упражнения к теме 5
- •6 Системы уравнений и неравенства
- •6.1 Упражнения к теме 6
- •7 Работа с матрицами
- •7.1 Векторные и матричные операции
- •7.2 Функции, возвращающие специальные характеристики матриц
- •7.3 Упражнения к теме 7
- •8 Построение графиков функций
- •8.1 Построение двумерного графика функции
- •8.2 Упражнения к теме 8.1
- •8.3 Построение графиков поверхностей
- •8.4 Упражнения к теме 8.3
- •8.5 Построение параметрически заданных поверхностей
- •8.5.1 Построение сферы
- •8.5.2 Построение трехмерных фигур с вырезом
- •8.6 Построение поверхностей, полученных вращением кривых вокруг осей
- •8.7 Упражнения к теме 8.5 – 8.6
- •9 Анимация
- •9.1 Упражнения к теме 9
- •10 Математическое моделирование
- •10.1 Основные понятия моделирования
- •10.1.1 Назначение и цели моделирования
- •10.1.2 Основные виды моделей и их свойства
- •10.1.3 Основные принципы моделирования
- •10.1.4 Технология моделирования
- •10.2 Примеры моделирования
- •10.2.1 Имитация Броуновского движения частиц в плоскости
- •10.2.2 Имитация Броуновского движения частиц в пространстве
- •11 Программирование
- •11.1. Задание операторов пользователя
- •11.2 Задание программных модулей
- •11.2.1 Инструкция Add Line
- •Список литературы
- •MathCad
5 Интегрирование
Программа находит неопределенные и определенные интегралы, при этом неопределенные интегралы находятся символьно, определенные – численно.
5.1 Упражнения к теме 5
Вычислить неопределенные, определенные и несобственный интегралы:
Пример выполнения упражнения 1. Для нахождения интегралов включим панели инструментов Исчисление и Символьная: Вид – Панели инструментов — Исчисления и Вид — Панели инструментов – Символьная.
Выберем пиктограмму для вычисления неопределенного интеграла на панелиИсчисление. Запишем выражение подынтегральной функции и выберем символ на панели инструментовСимвольная, уведем курсор из области формул, ответ появится на экране.
Пример выполнения упражнения 3. В данном примере выбираем пиктограмму на панели инструментовИсчисление. Ставим пределы интегрирования от 0 до 2-х. После записи подынтегрального выражения нажимаем знак «=», ответ появится на экране.
6 Системы уравнений и неравенства
Mathcad позволяет решать системы уравнений и неравенства. Выяснение вопроса о существовании и единственности решения предоставляется пользователю. Однако программа производит некоторые вспомогательные проверки, например, проверку матрицы на вырождение в случае системы линейных уравнений. При записи системы уравнений необходимо пользоваться знаком «=», который можно набрать комбинацией клавиш: «Ctrl» + «+». Неравенства, как и уравнения, можно решать либо с использованием символьного знака равенства, либо, отметив переменную следом курсора, посредством выбора команды: Символика – Переменная – Решить. В неравенствах могут использоваться различные знаки. Знаки «больше» и «меньше» могут вводиться непосредственно с клавиатуры. Все остальные знаки можно вводить либо при помощи панели Логический, либо комбинацией клавиш:
«Ctrl» + «9» – меньше или равно: ;
«Ctrl» + «0» – больше или равно: ;
«Ctrl» + «3» – не равно: .
6.1 Упражнения к теме 6
Решить системы уравнений и неравенств.
Решить систему из 3-х уравнений с тремя неизвестными:
Решить систему из 3-х уравнений с тремя неизвестными:
Решить систему из 3-х уравнений с тремя неизвестными с помощью функций Given - Find:
Решить систему из 3-х уравнений с тремя неизвестными с помощью функций Given - Find:
Решить неравенство:
Решить неравенство:
х2 –7х+12 0
Решить систему:
Пример выполнения упражнения 1. Для решения системы уравнений включим панели инструментов Математическая и Матрица: Вид – Панели инструментов – Математическая и Вид - Панели инструментов – Матрица или воспользуемся кнопкой на панели Математическая , на экране появится панельМатрица (рис. 6.1):
Рис. 6.1. Панель инструментов Матрица
Вводим «A :=», далее можно воспользоваться комбинацией клавиш: «Ctrl» + «M» или выбрать пиктограмму на панели Матрица . На экране появляется менюВставка матрицы (рис. 6.2):
Рис. 6.2. Меню Вставка матрицы
Указываем количество строк и столбцов матрицы, в нашем случае просто подтверждаем клавишей OK, заполняем матрицу.
Внимание!!! Переход к следующей компоненте осуществляем нажатием клавиши Tab. В правой части системы — вектор-столбец b. Вводим столбец b аналогичным образом, только количество столбцов ставим 1. Далее присваиваем х := A-1b (для степени — 1 нажимаем пиктограмму ). Набираем «x =», ответ на экране:
Ответ: x1=0.5, x2=0, x3=0.833.
Пример выполнения упражнения 3. Решим данную систему уравнений другим способом, используя встроенные функции Given (Дано) и Find (Находить).
Пишем функцию Given, затем систему уравнений, далее функцию Find (x, y, z) и нажимаем → с панели инструментов Символьная:
Пример выполнения упражнения 5. Вводим данное неравенство, курсором помечаем х (переменную, которую ищем), далее используем команды: Символика — Переменная — Решить, на экране получаем результат:
Ответ: