Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Одеський національний політехнічний університет

Інститут промислових технологій, дизайну та менеджменту

Кафедра управління системами БЖД

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

у математичному редакторі Mathcad

для студентів 2 курсу

денної форми навчання

всіх спеціальностей

Одеса 2012

методичні вказівки до виконання лабораторних робіт у математичному редакторі Mathcad з дисципліни «Інформатика, основи програмування і використання ЕОМ» для студентів всіх спеціальностей інституту промислових технологій, дизайну та менеджменту // Укл.: Л.В.Гавриш Одеса: ОНПУ, 2012. – с.28.

Укладачі: Л.В. Гавриш, , ст.викл.

Затверджено

на засіданні кафедри УС БЖД

Протокол № ____ від ___.____.2012р.

Mathcad є математичним редактором, що дозволяє проводити різноманітні наукові та інженерні розрахунки, починаючи від елементарної арифметики і закінчуючи складними реалізаціями чисельних методів. Користувачі Mathcad - це студенти, вчені, інженери, різноманітні технічні фахівці. Завдяки простоті застосування, наочності математичних дій, обширній бібліотеці вбудованих функцій і чисельних методів, можливості символьних обчислень, а також чудовій апарату представлення результатів (графіки самих різних типів, потужних засобів підготовки друкованих документів і Web-сторінок), Mathcad став найбільш популярним математичним додатком. Mathcad дуже простий у використанні, зокрема, через відсутність необхідності спочатку писати програму, що реалізує ті чи інші математичні розрахунки, а потім запускати її на виконання. Замість цього досить просто вводити математичні вирази за допомогою вбудованого редактора формул, причому у вигляді, максимально наближеному до загальноприйнятого, і тут же отримувати результат Крім того, можна виготовити на принтері друкарську копію документа або створити сторінку в Інтернеті саме в тому вигляді, який цей документ має на екрані комп'ютера при роботі з Mathcad. Творці Mathcad зробили все можливе, щоб користувач, що не володіє спеціальними знаннями в програмуванні (а таких більшість серед учених і інженерів), міг повною мірою долучитися до досягнень сучасної обчислювальної науки і комп'ютерних технологій. Для ефективної роботи з редактором Mathcad достатньо базових навичок користувача. З іншого боку, професійні програмісти (до яких відносить себе і автор цих рядків) можуть витягти з Mathcad набагато більше, створюючи різні програмні рішення, істотно розширюють можливості, безпосередньо закладені в Mathcad. Відповідно до проблемами реального життя, математикам доводиться вирішувати одну або декілька з наступних завдань: - введення на комп'ютері різноманітних математичних виразів (для подальших розрахунків або створення документів, презентацій, Web-сторінок); - проведення математичних розрахунків; - підготовка графіків з результатами розрахунків; - введення вихідних даних і виведення результатів в текстові файли або файли з базами даних в інших форматах; - підготовка звітів роботи у вигляді друкованих документів; - підготовка Web-сторінок і публікація результатів в Інтернеті; - отримання різної довідкової інформації з області математики. З усіма цими (а також деякими іншими) завданнями з успіхом справляється Mathcad:

- математичні вирази і текст вводяться за допомогою формульного редактора Mathcad, який за можливостями і простоті використання не поступається, наприклад, редактору формул, вбудованому в Microsoft Word; -математичні розрахунки проводяться негайно, відповідно до введених формулами; - графіки різних типів (за вибором користувача) з багатими можливостями форматування вставляються безпосередньо в документи; - можливе введення і виведення даних у файли різних форматів; - документи можуть бути роздруковані безпосередньо в Mathcad в тому вигляді, який користувач бачить на екрані комп'ютера, або збережені у форматі RTF для подальшого редагування в могутніших текстових редакторах (наприклад Microsoft Word); - можливе повноцінне збереження документів Mathcad в форматі Web-сторінок (генерація допоміжних графічних файлів відбувається автоматично); -є опція об'єднання розроблюваних Вами документів в електронні книги, які, з одного боку, дозволяють в зручному вигляді зберігати математичну інформацію, а з іншого - є повноцінними Mathcad-програмами, здатними здійснювати розрахунки; - символьні обчислення дозволяють здійснювати аналітичні перетворення, а також миттєво отримувати різноманітну довідкову математичну інформацію. Таким чином, слід добре уявляти собі, що до складу Mathcad входять декілька інтегрованих між собою компонентів - це потужний текстовий редактор для введення і редагування як тексту, так і формул, обчислювальний процесор - для проведення розрахунків згідно введеним формулам і символьний процесор, що є, по суті, системою штучного інтелекту Поєднання цих компонентів створює зручне обчислювальне середовище для різноманітних математичних розрахунків і, одночасно, документування результатів роботи.

Лабораторна робота №1

Для виконання роботи розглянемо запис арифметичних виразів в Mathcad .

В математиці знак рівності «=» використовується в наступних варіантах:

для вказівки дії обчислення. для вказівки дії присвоювання змінної поточного значення і для вказівки логічної рівності, яке не передбачає взагалі ніяких дій (у рівняннях, рівностях і т.д.). У Mathcad використовується знак рівності як знак вивода результатів обчислень(x²=) , а для присвоєння використовується знак « := » (a:= 25).

Дуже часто виникає необхідність провести обчислення за однією і тією ж формулою, але з мінливими змінними. При обчисленні за формулою із змінною, яка має діапазон значень, виводиться діапазон результатів. Наприклад, якщо потрібно створити змінну x, яка має значення від 0 до 5 з кроком 1, то необхідно набрати x: = 0 .. 5,

якщо потрібно створити змінну x, яка має значення від -10 до 10 з кроком 0.1, то необхідно набрати i: = -10, -9.9; 10, при цьому на екрані з'явиться

i: = -10, -9.9.. 10. Клавіша, що містить крапку з комою « ; », виводить символ перечислення значень «від - до», у вигляді багатокрапки « .. ».

Мета роботи: навчитися виконувати арифметичні дії в Mathcad

Завдання:

1. Обчислити:

(10)

(15)

10!= (3.629×10⁶)

10² (100)

2. Задати значення змінних і обчислити:

a:=3.4

b:= 6.22

c:= .149

(4.293)

(0.991)

3. Вивести на екран значення системної константи π і встановити максимальний формат її відображення локально

π = ( 3.14159265358979)

4. Виконати наступні операції з комплексними числами

Z: = -3 + 2i

| Z | = (3.606)

Re (Z) = (-3)

Im (Z) = ( 2)

arg (Z) = (2.554)

(0.55 + 1.817i) = 2.236i)

2 · Z (-6 + 4i)

Z1: =1 + 2i

Z2: = 3 + 4i

Z1 + Z2 = (4 + 6i)

Z1 - Z2 = (-2 - 2i)

Z1 · Z2 = (-5 + 10i)

(0.44 + 0.08i)

5. Виконати наступні операції:

i: = 1 .. 10

(55)

(3.992×10⁷)

(7.711×10^-3)

(0.591)

x:= 2

(80)

(-0.416)

6. Задати діапазон значень змінної і виконати обчислення.

x змінюється від 0 до 5 з кроком 0.5. Обчислити для всіх значень x²

x: = 0, 0.5 .. 5 x²=

0

0.25

1

2.25

4

6.25

9

12.25

16

20.25

25

      6.  Набрати у файлі будь-який фрагмент тексту (до 50 слів). Виконати його форматування,  змінити всі основні параметри шрифту (використовуючи опції вікна Text Format):

                My name is Victoriya. I was born in Ukraine. Now I am studying at the Polytechnic university.

Запускаємо MathCAD. Перед нами - чистий аркуш.  . 

Вибираємо на панелі інструментів необхідні вікна з формуламі

Починаємо вводити наші формули і отримувати результати. Результати дій приведені у дужках.