Технология работы в среде MathCad (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.167

Стр.168

Стр.169

Стр.170

УДК 004.42(075.8) Ш 379 Рецензенты: канд. техн. наук, доцент М.Е. Вильбергер д-р техн. наук, профессор В.Ю. Нейман для студентов ФМА, обучающихся по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» Работа выполнена на кафедре электромеханики Ш 379 Технология работы в среде Mathсad: учебное пособие / Л.Г. Шевченко, Т.В. Дружинина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. – 171 с. Шевченко Л.Г. ISBN 978-5-7782-3694-3 Интегрированная система программирования для автоматизации научных и инженерно-технических расчетов Mathcad делает учебную и научно-исследовательскую работу более удобной и результативной, позволяет решать широкий круг инженерных задач в различных отраслях техники. Практическая работа ориентирована на выполнение наиболее часто встречающихся математических задач. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника». Может быть полезно при выполнении курсовых и квалификационных работ студентов, а также научно-исследовательских работ магистрантов и аспирантов. УДК 004.42(075.8) ISBN 978-5-7782-3694-3 © Шевченко Л.Г., Дружинина Т.В., 2018 © Новосибирский государственный технический университет, 2018 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 3 1. Интерфейс пользователя в системе Mathcad. Создание документа и простые вычисления в системе Mathcad ...................................................... 5 1.1. Окно системы Mathcad и интерфейс пользователя .................................... 5 1.2. Документ в системе Mathcad ........................................................................ 8 1.2.1. Текстовые блоки .................................................................................... 10 1.2.2. Математические блоки .......................................................................... 11 1.2.3. Графические блоки ................................................................................ 13 1.3. Простые вычисления в системе Mathcad ................................................... 14 1.4. Практическая работа .................................................................................... 16 Контрольные вопросы ........................................................................................... 23 2. Основные объекты входного языка системы Mathcad. Вывод результатов вычислений и управление процессом вычислений. Простые операции с массивами ........................................................................ 24 2.1. Алфавит, константы, переменные, операторы, функции, массивы ....... 24 2.2. Вывод результатов ....................................................................................... 29 2.3. Управление процессом вычислений .......................................................... 31 2.4. Единицы измерения физических величин ................................................ 32 2.5. Массивы ........................................................................................................ 33 2.6. Практическая работа .................................................................................... 35 Контрольные вопросы ........................................................................................... 37 3. Построение и форматирование графиков ................................................... 39 3.1. Графики функций одной переменной ........................................................ 39 3.1.1. Графики в декартовой системе координат........................................... 39 3.1.2. Изображение нескольких функций на одном графике ....................... 40 3.1.3. Форматирование графиков .................................................................... 43 167

Стр.167

3.1.4. Графики в полярной системе координат .............................................. 45 3.1.5. График параметрически заданной функции ........................................ 46 3.2. Графики функций двух переменных (трехмерные графики) .................. 47 3.2.1. График поверхности .............................................................................. 48 3.2.2. График линий уровня ............................................................................ 50 3.2.3. Векторное поле ....................................................................................... 50 3.2.4. Форматирование трехмерных графиков .............................................. 51 3.3. Практическая работа .................................................................................... 54 Контрольные вопросы ........................................................................................... 59 4. Решение нелинейных уравнений, решение систем линейных и нелинейных уравнений, нахождение корней многочленов в системе Mathcad ................................................................................................ 60 4.1. Решение нелинейных уравнений ................................................................ 60 4.2. Решение систем линейных уравнений ....................................................... 61 4.3. Решение систем нелинейных уравнений ................................................... 62 4.4. Отыскание корней многочлена ................................................................... 64 4.5. Практическая работа .................................................................................... 64 Контрольные вопросы ........................................................................................... 69 5. Решение задач линейной алгебры в среде Mathcad ................................... 70 5.1. Матричные операции и матричные функции ............................................ 70 5.2. Решение систем линейных алгебраических уравнений ........................... 75 5.3. Практическая работа .................................................................................... 78 Контрольные вопросы ........................................................................................... 82 6. Символьные вычисления в системе Mathcad ........................................... 84 6.1. Способы символьных вычислений ............................................................. 84 6.2. Алгебраические вычисления ....................................................................... 86 6.2.1. Упрощение алгебраических выражений .............................................. 86 6.2.2. Разложение выражений по степеням ................................................... 86 6.2.3. Разложение на множители .................................................................... 87 6.2.4. Приведение подобных слагаемых ........................................................ 87 6.2.5. Коэффициенты полинома ...................................................................... 87 6.2.6. Ряды и произведения .............................................................................. 88 168

Стр.168

6.2.7. Разложение на элементарные дроби .................................................... 89 6.2.8. Подстановка переменной ...................................................................... 89 6.2.9. Матричная алгебра ................................................................................. 90 6.3. Математический анализ .............................................................................. 90 6.3.1. Пределы последовательностей и функций .......................................... 90 6.3.2. Дифференцирование .............................................................................. 93 6.3.3. Производные высших порядков ............................................................ 95 6.3.4. Частные производные ............................................................................ 96 6.3.5. Интегрирование ..................................................................................... 97 6.3.6. Решение неравенств и уравнений в символьной форме .................. 100 6.3.7. Решение систем уравнений в символьной форме ............................. 100 6.4. Дополнительные возможности символьного процессора ..................... 101 6.4.1. Численное значение выражения ......................................................... 101 6.4.2. Последовательности символьных команд .......................................... 101 6.5. Практическая работа .................................................................................. 102 Контрольные вопросы ......................................................................................... 109 7. Программирование в системе Mathcad. Разветвляющиеся структуры ............................................................................................................ 111 7.1. Программный блок и операторы программирования ............................ 112 7.1.1. Проверка условий в программах ........................................................ 114 7.1.2. Оператор return (возврат значения) .................................................... 116 7.1.3. Обработка ошибок ............................................................................... 116 7.2. Примеры программирования .................................................................... 118 7.3. Практическая работа .................................................................................. 118 Контрольные вопросы ......................................................................................... 124 8. Программирование в системе Mathcad. Циклические структуры ....... 125 8.1. Цикл for – цикл со счетчиком ................................................................... 125 8.2. Цикл while ................................................................................................... 126 8.3. Использование операторов break и continue ........................................... 127 8.4. Практическая работа .................................................................................. 128 Контрольные вопросы ......................................................................................... 132 169

Стр.169

9. Программирование в системе Mathcad. Работа с массивами ................ 133 9.1. Примеры решений ..................................................................................... 133 9.2. Практическая работа .................................................................................. 135 Контрольные вопросы ......................................................................................... 137 10. Задачи оптимизации в Mathcad. Поиск максимума и минимума функции ........................................................................................ 138 10.1. Задачи линейного программирования .................................................... 138 10.2. Практическая работа ................................................................................ 143 Контрольные вопросы ......................................................................................... 149 11. Решение статистических задач в Mathcad. Основные статистические функции Mathcad .................................................................. 150 11.1. Теоретические сведения .......................................................................... 150 11.2. Регрессионный анализ в Mathcad ........................................................... 155 11.3. Функции сглаживания и предсказания .................................................. 160 11.4. Практическая работа ................................................................................ 163 Контрольные вопросы ......................................................................................... 165 Библиографический список ................................................................................ 166 170

Стр.170