Презентация на тему "Математический редактор MathCAD"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Математический редакторMathCAD

  Назначение MathCAD.

  MathCAD является математическим редактором, позволяющим проводить разнообразные научные и инженерные расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов.

  В MathCAD достаточно просто вводить математические выражения с помощью встроенного редактора формул в виде, максимально приближенном к общепринятому, и тут же получать результат.

• 
  Слайд 2

  II. Интерфейс

  Для запуска приложения MathCAD следует выбрать в главном меню «Пуск\ Программы\ MathSoft Apps\ MathCAD 2001 Professional». После того как MathCAD 2001 установлен на компьютере и запущен на исполнение, появляется основное окно приложения. Оно имеет ту же структуру, что и большинство приложений Windows. Его составные части:

  • верхнее меню, или строка меню (menu bar);
  • панели инструментов (toolbars)Standard (Стандартная) и Formatting (Форматирование);
  • панель инструментов Math (Математика) и доступные через нее допол­нительные математические панели инструментов;
  • рабочая область (worksheet);
  • строкасостояния (statusline, илиstatusbar);
  • всплывающие, или контекстные, меню (pop-upmenus, или contextmenus);
  • диалоговые окна, или диалоги (dialogs).
• 
  Слайд 3
  

  • Строка заголовка
  • Строка меню
  • Панели инструментов
  • Рабочая область
• 
  Слайд 4

  Панель инструментов МАТЕМАТИКА

  Панель инструментов МАТЕМАТИКА

• 
  Слайд 5
  

  Панель Math (Математика) предназначена для вызова на экран еще девяти панелей:

  • Calculator (Калькулятор) — служит для вставки основных математических операций, получила свое название из-за схожести набора кнопок с кноп ками типичного калькулятора;
  • Graph (График) — для вставки графиков;
  • Matrix(Матрица) — для вставки матриц и матричных операторов;
  • Evaluation (Выражения) — для вставки операторов управления вычисле ниями;
  • Calculus (Вычисления) — для вставки операторов интегрирования, диф ференцирования, суммирования;
  • Boolean(Булевы операторы) — для вставки логических (булевых) опера торов;
  • Programming (Программирование) — для программирования средствами MathCAD;
  • Greek (Греческие символы) — для вставки греческих символов;
  • Symbolic (Символика) — для вставки символьных операторов.
• 
  Слайд 6
  

  • матрица
  • график
  • вычисления
  • выражения
  • программирование
  • символика
  • калькулятор
• 
  Слайд 7
  

  • области
• 
  Слайд 8
  

  Расположение блоков в документе, кроме текстового, имеет принципиальное значение. Они выполняются слева направо и сверху вниз!

  • Поэтому блоки не должны взаимно перекрываться. Указанный порядок выполнения блоков означает, что, например, при построении графика функции или таблицы сначала должны выполняться блоки, задающие саму функцию и пределы изменения аргумента, а уже затем блок, вывод таблицы или построения графика функции.
• 
  Слайд 9

  III. Выполнение простейших операций в MathCAD

  a) Вычисление значений выражений.

  Ввод выражения с клавиатуры:

  • определите место в документе, где должно появиться выражение, щелкнув мышью в соответствующей точке документа;
  • введите левую часть выражения;
  • введите знак равенства «=».
• 
  Слайд 10

  Пример 1. Расчет простого выражения

• 
  Слайд 11

  Ввод встроенной функции в выражение:

  1. Определите место в выражении, куда следует вставить функцию.2. Нажмите кнопку с надписью f(x) на стандартной панели инструментов.3. В списке Function Category (Категория функции) появившегося диалогового окна Insert Function (Вставить функцию) выберите категорию, к которой принадлежит функция, — в нашем случае это категория Trigonometric (Тригонометрические).4. В списке Function Name (Имя функции) выберите имя встроенной функции, под которым она фигурирует в MathCAD (sin). В случае затруднения с выбором ориентируйтесь на подсказку, появляющуюся при выборе функции в нижнем текстовом поле диалогового окна Insert Function.5. Нажмите кнопку ОК — функция появится в документе.6. Заполните недостающие аргументы введенной функции (в нашем случае это 1/4).

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14

  Заполняем недостающие аргументы

  Заполняем недостающие аргументы

• 
  Слайд 15

  Оператор присваивания

  • Присваивание обозначается не знаком равенства, чтобы подчеркнуть его отличие от операции вычисления. Символ равенства говорит о вычислении значения слева направо, а символ ":=" — о присваивании значения справа налево.
• 
  Слайд 16

  Пример использования переменных в расчетах

  Пример использования переменных в расчетах

• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18

  б) Решение уравнений и неравенств с одной переменной

  1. Набрать уравнение (неравенство) на рабочем листе. В качестве знака равно необходимо использовать комбинацию клавиш (Ctrl)+(=).2. Выделить переменную, относительно которой решается уравнение, взяв ее в угольник (┘).3. В меню «Символика» выбрать команду «Переменная\Решение».4. После этого MathCAD, в зависимости от настроек символьного процессора, выдаст решение уравнения (неравенства).

• 
  Слайд 19

  в) Решение систем уравнений

  С помощью функции lsolve (для систем линейных уравнений).

  1. Создать матрицу коэффициентов и вектор, содержащий правую часть системы.

• 
  Слайд 20
  

  Найти вектор, который является решением системы, по следующей формуле:

  После этого MathCAD выдаст решение системы уравнений в виде вектора, где d – найденное значение х, k – значение y.

• 
  Слайд 21

  С помощью директив Find и Given (для систем нелинейных уравнений)

  Пусть дана система уравнений:

  1. Задать приближенные значения неизвестных x и y (для их определения можно построить графики обеих функций в одной системе координат или задать любые).

• 
  Слайд 22

  2. Given можно интерпретировать как «Дано»

  3. Функция Find(пер.1, пер.2, ...) возвращает значения переменных, которые удовлетворяют равенствам, имеющимся в выбранном блоке. Если имеется n переменных, то выделяемый блок должен иметь n равенств и нажать «Enter».

• 
  Слайд 23
  

  4. После этого MathCAD выдаст решение системы уравнений в виде вектора.

• 
  Слайд 24

  г) Построение графиков функций на плоскости

  1. Определить значения абсциссы (переменной х).2. Определить функцию одной переменной f(x).3. Выбрать на панели меню «Вставка» команду «График \ Точка X-Y» или на панели «Math» меню «Инструменты графиков \ Декартов график».

• 
  Слайд 25
  

  4. В нижнее поле внести имя переменной х, а в поле, расположенное слева от осей, имя функции f(x). Нажать «Enter».

• 
  Слайд 26
  

  • При построении графиков нескольких функций в одной системе координат необходимо задать все переменные, определить все функции (обозначив их разными буквами); в окне графика внизу перечислить все переменные через запятую; слева – все функции через запятую.
• 
  Слайд 27

  Например:

• 
  Слайд 28

  Можно также все переменные обозначить одной буквой. Например:

• 
  Слайд 29
  

  • Если значение переменной (абсциссы) не было задано ранее, то для построения графика его можно не задавать. В этом случае график будет построен на интервале -10,-9.9..10
  • Саму функцию можно также не задавать заранее, а записать формулу в левой части окна графика. Если же формула громоздкая или их несколько, то удобнее функции обозначать буквами.
• 
  Слайд 30

  Например:

• 
  Слайд 31

  д) Построение поверхности, заданной функцией

  1. Зададим функцию2. Определим две интервальные переменные:3. Определим две переменные с индексом

• 
  Слайд 32
  

  3. Определим двумерную матрицу:4. В качестве единственного аргумента графика указываем имя матрицы М и построим поверхность, используя кнопку графической палитры.

• 
  Слайд 33
  
• 
  Слайд 34
  

  4. В качестве единственного аргумента графика указываем имя матрицы М.

  • Если не требуется определять конкретные значения переменных, то можно построить поверхность следующим образом:
• 
  Слайд 35
  
• 
  Слайд 36