- •Алгоритмы и методы вычислений
- •Содержание
- •Введение
- •1Лабораторная работа №1 основы и принципы работы с пакетом MathCad
- •1.1Основные приемы работы с пакетом мк
- •Работа с формульным редактором
- •Работа с клавиатурой
- •Особые комбинации клавиш
- •Работа с текстовым редактором
- •Работа с буфером обмена
- •Расположение блоков в документе
- •Работа со вставками – Insert
- •Работа с двумерными графиками
- •Основные типы трехмерных графиков
- •1.2Задание к выполнению работы
- •1.3Задание для самостоятельной работы
- •1.4Требования к отчету
- •2Лабораторная работа №2 приближенное решение алгебраических и дифференциальных уравнений
- •2.1Теоретические сведения
- •Функция поиска корня нелинейного уравнения – root
- •Директива Given для решения системы уравнений
- •Функции Find и Minerr для решения систем нелинейных уравнений
- •Решение дифференциальных уравнений
- •Метод Эйлера
- •Метод Рунге-Кутта
- •Функции решения дифференциальных уравнений
- •2.2Задание к выполнению работы
- •2.3Задание для самостоятельной работы
- •2.4Требования к отчету
- •3Лабораторная работа №3 статистический анализ экспериментальных данных
- •3.1Теоретические сведения
- •Анализ влияния факторов на исходный параметр
- •Статистическая обработка данных с помощью системы MathCad
- •Выполнение регрессии разного вида
- •3.2Задание к выполнению работы
- •3.3Задание для самостоятельной работы
- •3.4Варианты заданий
- •3.5Требования к отчету
- •4Лабораторная работа №4 поиск эестркмума функции при наличии ограничений
- •4.1Теоретические сведения
- •Метод множителей Лагранжа
- •Алгоритм метода поиска экстремумов целевой функции с заданными ограничениями
- •4.2Решение задач оптимизации средствами мк
- •Функции Maximize и Minimize
- •4.3Задание к выполнению работы
- •4.4Требования к отчету
- •5Лабораторная работа №5 графический метод решения задач линейного программирования
- •5.1Геометрическая интерпретация и графический метод решения задач линейного программирования
- •5.2Задание к выполнению работы
- •5.3Варианты заданий
- •5.4Требования к отчету
- •6Лабораторная работа №6 решения задач линейного программирования табличным симплекс-методом
- •6.1Теоретические сведения
- •Табличный симплекс-метод
- •Алгоритм табличного симплекс-метода
- •Условие вырожденности
- •Постановка, типы, свойства транспортных задач
- •Определение начального опорного плана
- •Алгоритм поиска оптимального плана задачи
- •6.2Задание к выполнению работы
- •6.3Задание для самостоятельной работы
- •6.4Варианты заданий
- •Табличный симплекс-метод
- •Транспортная задача
- •6.5Требования к отчету
- •Рекомендованная литература
Основные типы трехмерных графиков
Трехмерные, или ЗD-графики, отображают функции двух переменных вида Ζ(Χ,Υ).
В меню Insert команда Graph открывает перечень типов трехмерных графиков. Кроме того, имеется новая мощная операция 3D Plot Wizard... –Мастер создания ЗD-графиков.
Операция Surface Plot служит для построения поверхности, предварительно представленной в виде матрицы значений аппликат. При этом выводится шаблон графика, левый верхний угол которого помещается в место расположения курсора. В единственный шаблон данных надо занести имя матрицы со значениями аппликат точек поверхности. Разумеется, прежде чем строить график поверхности, нужно ее определить математически.
Рисунок 1.5 – Построение поверхности
Наглядность представления поверхностей в трехмерном пространстве зависит от множества факторов: масштаба, углов поворота осей относительно плоскости рисунка, использования функциональной закраски и т. д.
1.2Задание к выполнению работы
Ознакомиться с приемами и теоретическими принципами работы в МК.
Создать документ в МК (имя файла: фамилия и номер группы исполнителя). Произвести вычисление 3-х выражений с использованием неповторяющихся математических операций.
Ввести 5 ранжированных переменных.
Задать 5 неповторяющихся функций одной переменной без использования ранжированных переменных и 5 векторов с их использованием.
Вывести функции на двумерные графики. Изменить параметры графиков с использованием системы координат, типа представления данных, масштаба, цвета, характера линий, а также различных маркеров.
1.3Задание для самостоятельной работы
Задать 5 неповторяющихся функций двух переменных без использования ранжированных переменных и 5 матриц с их использованием.
Вывести функции на трехмерные графики. Изменить параметры графиков с использованием типа масштаба, цвета, характера линий, а также различных маркеров.
Задать наименование графиков и сформировать легенду. Создать комментарии к выполняемым заданиям в виде текстовых блоков.
1.4Требования к отчету
Отчет должен содержать:
Титульную страницу с данными об исполнителе и проверяющем.
Тему, цель работы, порядковый номер и номер варианта.
Краткие теоретические сведения.
Макет документа МК, выполненный согласно варианта.
Выводы о проделанной работе.
Отчет должен быть оформлен согласно требованиям ГОСТ.
2Лабораторная работа №2 приближенное решение алгебраических и дифференциальных уравнений
Цель работы: получить навыки нахождения приближенного решения уравнений средствами МК
2.1Теоретические сведения
Функция поиска корня нелинейного уравнения – root
Многие уравнения, не имеют аналитических решений. Однако они могут решаться численными методами с заданной погрешностью. Для простейших уравнений вида F(x)=0 решение находится с помощью функции rооt. Синтаксис ее применения выглядит следующим образом:
Rооt(Выражение, Имя_переменной)= .
Например:
Rооt( x2-2x+1, x )= .
Эта функция возвращает значение переменной, при которой выражение равно 0 с заданной точностью. Функция реализует вычисления итерационным методом, причем можно задать начальное значение переменной. Это особенно полезно, если возможно несколько решений. Тогда выбор решения определяется выбором начального значения переменной.
Как известно, кубическое уравнение обязательно имеет хотя бы один действительный корень х1. Два других корня могут оказаться и комплексными. Функция root позволяет найти как действительные так и комплексные корни. Для поиска второго корня х2 первый исключается делением F(x) на (x-x1). Соответственно для поиска третьего корня xЗ F(x) делится еще и на (х-х2). Эту процедуру можно распространить и на поиск корней полиномов более высокой степени.