Повернутися на головну...
Лабораторна робота №1

Тема: Вивчення основних можливостей роботи стандартного математичного пакета Mathcad.
Мета: ознайомитись з стандартним математичним пакетом Mathcad та вивчити його основні можливості.
Обладнання: ПК.
Програмне забезпечення: математичний пакет Mathcad 2001i Professional.

Теоретичні відомості

Двічі клацнувши мишею по піктограмі, Ви потрапите в Mathcad - унікальну систему для роботи з формулами, числами, текстами та графіками. На екрані дисплея з'явиться вікно Mathcad (рис. 1), що складається з головного меню - 1, панелі палітр - 2, панелі інструментів - 3, панелі шрифтів - 4, горизонтальної та вертикальної смуг прокручування - 5, вікна повідомлень - 6 та робочого аркуша документа - 7.


Рис. 1

Натискання на кнопки панелі інструментів викликає такі команди:
- створити новий документ;
- відкрити існуючий документ;
- зберегти документ на диску;
- надрукувати документ;
- скасувати останнє редагування;
- перемістити в буфер обміну;
- вирівняти по горизонталі;
- вирівняти по вертикалі;
- створити текстову область;
- створити текстовий параграф;
- перевірити англійську орфографію;
- перемикач системи SmartMath;
- перерахувати документ Mathcad;
- вставити функцію;
- змінити масштаб;
- вставити одиниці вимірів;
- допомога.

   Командою Math | Automatic Mode (Математика | Автоматический режим) встановлюється автоматичний режим обчислень: одразу після введення символу дорівнює (=) на дисплеї виводиться значення виразу, а оператори присвоювання (:=) виконуються після виведення курсору з математичної області. Якщо цю команду вимкнути, то доведеться постійно натискати на функціональну клавішу F9 для обчислення виразу, проте набір великої кількості формул відбуватиметься швидше.    Програма Mathcad здатна утворювати текстові області у вигляді прямокутника, який спроможний змінювати розміри по горизонталі, та текстові параграфи, де текст розташовується по ширині сторінки.    Команди текстового редактора, окрім збіжних з командами редактора операндів:

Команда меню або клавіши
Дія
Text | Create text region або " - утворює текстову область;
Text | Create text paragraf - утворює текстовий параграф ;
Insert - перемикає режими вставленя та заміщення символів;
Ctrl+J або Enter - утворює новий текстовий рядок, який,розпочинається з того ж стовпця, що і попередній, тобто жорстко переносить рядок;
Space+Ctrl+Enter - утворює праву межу текстової області;
Ctrl+ або Home - переводить маркер на початок рядка;
Ctrl+ або End - переводить маркер на кінець рядка;
Ctrl+, Ctrl+ - переводить маркер на початок поточного, попереднього або наступного слова;
- переводить маркер на попередній та наступний рядки;
Shift+, Shift+
Shift+, Shift+
- виділяє послідовність символів;
Ctrl+Shift+, Ctrl+Shift+ - виділяє слова.

   Для того, щоб присвоїти змінній значення виразу або числове значення, в Mathcad використовуються оператори присвоювання: локального присвоювання змінної (:=) та глобального присвоювання (?). Оператор локального присвоювання вводиться натисканням на клавішу : (на екрані з'являється оператор :=). Оператор глобального присвоювання вводиться клавішею ~ (на екрані з'являється оператор ?). Потім ця змінна може бути вживана в математичних областях, розташованих нижче і правіше. При натисканні клавіші F9 у ручному режимі або під час виходу в редактор областей в автоматичному режимі Mathcad переглядає робочий аркуш двічі, при першому перегляді виконуються оператори глобального присвоювання, розміщені на всьому робочому аркуші, а при другому - оператори локального присвоювання, розміщені на відображеній на екрані частині робочого аркуша, а також вище та лівіше екрана. Якщо при виконанні операторів дорівнює (=), присвоювання (:=,?) значення будь-якої вхідної у вираз змінної не визначене, то Mathcad зображує її ім'я інвертованим кольором.
   Використання одиниць виміру в системі Mathcad не обов'язкове, однак бажане, тому що може допомогти виявити помилки та поліпшити відображення результатів обчислень.
   Команда Math | Units | Dimensional Format (Математика | Единицы | Формат размерности) викликає діалогове вікно форматування розмірностей (рис. 2). Для введення користувачем своїх позначень для розмірностей необхідно ввімкнути перемикач Display dimensions (Показывать размерности) і задати імена одиницям маси (mass), довжини (length), часу (time), заряду (charge), температури (temp).

Рис. 2

   Команда Math | Choose Function (Математика | Вставить функцию) викликає діалогове вікно для вибору вбудованих функцій (рис. 3). Для вставлення виділеної функції в документ Mathcad необхідно клацнути кнопкою Insert (Вставка). Можна вставити функцію, набравши її ім'я безпосередньо в документі Mathcad, дотримуючись регістра літер. Наведемо список деяких математичних функцій: тригонометричні (кут в радіанах): sin(x), csc(x) - синус, косеканс; cos(x), sec(x), tan(x), cot(x) - косинус, секанс, тангенс, котангенс; asin(x), acos(x), atan(x) - арксинус, арккосинус, арктангенс; гіперболічні: sinh(x), csch(x), cosh(x), sech(x), tanh(x), coth(x), asinh{x), cicosh(x), atanh(x); логарифмічніта експоненціальні: ехр(х), lп(х), log(x); функції Бесселя: J0(X), J1(x), Jn(m,x), Y0(x), Y1(х), Yп(т,х), І0(х), І1(х), Іп(т,х), К0(х), К1(х), Кп(т,х); функція помилки та гамма-функція: еrf(х), Г(x); функції комплексного аргументу: Re(z), Іт(z), arg(z), функції лише дійсних аргументів: floor(х) - найбільше ціле, що не перевищує х; сеіl(х) - найбільше ціле, не менше х; тоd(x1,x2) - остача від ділення х1 на х2, результат має знак x1; Ф{х) - функція Хевісайда; rnld(х) - псевдовипадкове число в діапазоні від нуля до х.

Рис. 3

   Список часто використовуваних операторів:
Операція                           Визначення   Клавіші

Приклад 1. Необхідно знайти значення xy, де

Для цього на робочому полі обираємо місце в будь якій точці і вводимо данні.
1. Вводимо х.
2. За допомогою кнопки відкриваємо вікно Калькулятор і обираємо значок «Присвоить значение» (:=).
3. Далі вводимо необхідне значення 10 (х:=10).
4. Поруч з х вводимо так само значення y.
5. Після знака «:=» відкриваємо дужки та записуємо значення у:=(х - 3).
6. Щоб поставити індекс обираємо Калькулятор та тиснемо значок xy. Після чого формула прийме такий вигляд

і вводимо цифру 2. Отримуємо такий вигляд

7. До всього виразу додаємо одиницю

8. На новому місці вводимо вираз xy та нажимаємо клавішу «=». Отримуємо значення

Приклад 2. Обчислити
1. Обираємо місце на робочому полі для вводу виразу.
2. Натискаємо Калькулятор -> Квадратный корень () та вводимо значення під корінь .
3. Натискаємо значок «=».
4. одержуємо результат

Практичні завдання

   Всі інші завдання постачити коментарями, використовуючи команду Вставка -> Текстова область.
   Вправа 1. В робочому вікні математичного пакету Mathcad набрати наступні математичні вирази:

а) z=y1-y2 де

 

б)

   Вправа 2. Обчислити:

                            |-10| =                             10! =

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

   Контрольні питання
1. Які існують основні панелі інструментів і яке їх призначення?
2. За допомогою якого оператора можна обчислити вираз?
3. Як вставити текстову область у документ Mathcad?
4. Чим відрізняється глобальне й локальне визначення змінних? За допомогою яких операторів визначаються?
5. Як змінити формат чисел для всього документа?
6. Як змінити формат чисел для окремого вираження?
7. Які види функцій в Mathcad Вам відомі?
8. Як вставити убудовану функцію в документ Mathcad?
9. За допомогою яких операторів можна обчислити інтеграли, похідні, суми й добутки?
10. Як можна присвоїти змінній арифметичний вираз? Які існують оператори присвоєння?