Лабораторная работа №2.1. Выполнение простейших операций с помощью ППП MathCad

Цель работы:

· Освоить интерфейс и инструменты программы;

· Научиться пользоваться основными операциями с файлами .mcd;

· Научиться использовать программу в качестве суперкалькулятора.

Задания:

1. Ввести текстовый заголовок и сохранить файл;

2. Выполнить простейшие математические операции над числами;

3. Вычислить сложное выражение;

4. Вычислить выражение с использованием переменной;

5. Представить полученные результаты в различных числовых форматах;

6. Выполнить простейшие операции с комплексными числами;

7. Выполнить простейшие логические операции;

8. Выполнить математические операции с использованием системных констант;

9. Вычислить выражения с использованием собственных функций;

10. Вычислить выражения с использованием элементов панели вычисления;

11. Выполнить операции с использованием размерных переменных, для определения физических величин; осуществить преобразование размерностей;

12. Ввести ранжированные переменные и выполнить действия над ними.

Выполнение одного варианта задания

1. Для ввода текстового комментария необходимо ввести знак двойной кавычки ", затем вводить текст. При достижении конца строки происходит автоматический перенос на следующую. Текстовая область, как и любая другая, может быть перемещена на рабочем листе или скопирована в буфер. Маркеры текстовой области позволяют менять её размеры.

Лабораторная 1. Выполнение простейших операций

2.

Для набора выражения используется обычная математическая нотация: 1/=. Знак квадратного корня можно найти, раскрыв арифметическую палитру, в конце выражения поставим знак равенства "="

3.

4. Можно присвоить значения переменным: Этими переменными можно пользоваться при арифметических вычислениях. := это оператор присваивания, = это команда "Вычислить".

5. Если Вы хотите изменить количество знаков результата вычислений после десятичной точки, это можно сделать в меню Format\Number...\Displayed Precision(3) или просто дважды щелкнуть мышкой по выражению, после чего, заменить 3 на 6. Установим, например, для значения выражения 6 значащих цифр:

6. Комплексные числа вводятся в обычной алгебраической записи, в качестве мнимой единицы используется символ i или j.

Примечание: нельзя просто ввести i, нужно написать 1i.

Функции для работы с комплексными числами:

7. Результатом действия логических, или булевых, операторов являются только числа 0 (если логическое выражение, записанное с их помощью, истинно) или 1 (если логическое выражение ложно).

8. Системные переменные (system variables)

- точность численных методов;

-CTOL - точность выполнения выражений, используемая в некоторых численных методах;

-ORIGIN - номер начального индекса в массивах;

-PRNPRECISION - установка формата данных при выводе в файл;

- PRNCOLWIDTH - установка формата столбца при выводе в файл;

- CWD - строковое представление пути к текущей рабочей папке.

9. Функции в MathCAD записываются в обычной для математика форме:

- f (х,...) - функция;

- f - имя функции;

- х,... - список переменных.

10. Вычислительные операторы вставляются в документы при помощи панели инструментов Calculus (Вычисления). При нажатии любой из кнопок в документе появляется символ соответствующего математического действия, снабженный несколькими местозаполнителями. Количество и расположение местозаполнителей определяется типом оператора и в точности соответствует их общепринятой математической записи.

Вычисление сумм и произведений.

Вычисление интегралов.

11. В Mathcad реализована возможность использования переменных с размерностями, даже зарезервированы некоторые константы с их размерностями, например ускорение свободного падения g. Причём возможен выбор системы единиц в меню Math\Options из перечня: SI, MKS, CGS, US или отказ от выбора размерностей. При работе с размерными величинами мы можем вводить размерности вручную после знака умножения, или же выбрать из списка по команде Insert\Unit (Ctrl U) или кнопкой.

Базовыми единицами системы SI являются: m - метр (1L), kg - килограмм (1M), s - секунда (1T), K - Кельвин (единица температуры 1K), A - ампер (единица силы тока 1A), cd - Кандела (единица силы света 1C), и mole - моль (количество вещества 1S).

Если щелкнуть мышкой по любому выражению Mathcad, справа появляется маркер для ввода размерностей. Таким образом можно вводить размерности, или преобразовывать значение из одних единиц в другие, например:

Здесь преобразовали футы метры, а мили в метры и футы.

12. Ранжированные переменные в MathCAD являются разновидностью векторов и предназначены, главным образом, для создания циклов или итерационных вычислений. Простейший пример ранжированной переменной - это массив с числами, лежащими в некотором диапазоне с некоторым шагом.

Контрольные вопросы:

1. Указать пять наиболее важных возможностей MathCad.

2. Указать элементы интерфейса программы MathCad.

3. Как вводить текстовые блоки?

4. Как вводить и редактировать математические формулы?

5. Какими клавишами можно управлять курсором ввода?

6. Чем отличаются глобальные от локальных переменных?

7. Какие числовые форматы вы знаете и как их использовать?

8. Из каких частей состоит комплексное число и как их использовать в MathCad?

9. Что из себя представляют системные константы, назовите известные вам?

10. Как можно вставить и использовать встроенные функции в MathCad?

11. Как пользоваться элементами палитры вычисления?

12. Что из себя представляют размерные переменные и как осуществить преобразование размерностей?

13. Что из себя представляют ранжированные переменные и как их использовать?