Общая характеристика и основные функции системы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский национальный исследовательский технологический

Университет

Кафедра информатики и прикладной математики

Нурсубин М.С.

Решение задач в среде MathCad

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Казань 2012

УДК 681.3.06

Авторы-составители: М.С.Нурсубин, Н.К.Нуриев

Рецензент: доцент кафедры химической кибернетики КНИТУ, к.т.н. Е.А. Харитонов

Практическое пособие по решению задач в среде математического пакета MathCad. Пособие предназначено для студентов, изучающих курсы математического моделирования различных физических процессов и использующих систему Mathcad для решения связанных с ними задач.

Содержание

Тема 1. Общая характеристика системы MathCad. 4

Интерфейс MathCad. 4

1.1. Общая характеристика и основные функции системы.. 4

1.2 Интерфейс системы MathCad. 4

1.3 Основные приемы работы с файлами в системе MathCad. 6

1.3.1 Создание нового документа. 6

1.3.2 Сохранение документа в файле на диске. 7

1.3.3 Открытие ранее созданного документа. 7

1.3.4 Печать текущего документа. 7

ТЕМА 2. Базовые вычисления в MathCad. 8

2.1 Входной язык Mathcad. 8

2.2 Вычисление арифметических выражений. 11

2.4 Создание пользовательских функций. 12

Тема 2. Обработка структурированных данных в MathCad. 13

Краткие теоретические сведения. 13

Практическая часть темы 2. 15

2.1 Дискретные переменные, функции дискретных переменных. 15

2.2 Обработка матриц и векторов. 17

Тема 3. Вычисление суммы, произведения, производной и интеграла в MathCad. 18

Краткие теоретические сведения. 18

3.2 Вычисление производных в точках. 20

3.3 Вычисление производной в диапазоне изменения аргумента. 20

4.3 Программирование алгоритмов работы с массивами. 27

Тема 5. Построение графиков. 28

Краткие теоретические сведения. 28

Практическая часть темы 5. 31

5.1 Построение двумерных графиков. 31

5.2 Построение графиков кусочно-непрерывных функций. 33

Реализация в MathCad: 34

Тема 6. Решение систем линейных алгебраических уравнений. 34

Краткие теоретические сведения. 34

Практическая часть темы 6. 36

Тема 7. Решение дифференциальных уравнений и систем в. 38

MathCad. 38

Краткие теоретические сведения. 38

Практическая часть темы 7. 41

7.1 Решение дифференциальных уравнений первого порядка. 41

7.2 Решение систем дифференциальных уравнений. 42

Тема 1. Общая характеристика системы MathCad.

Интерфейс MathCad

Общая характеристика и основные функции системы

Система MathCad - одна из самых мощных и эффективных систем математического направления, которая ориентирована на широкий круг пользователей и позволяет выполнять математические расчеты как в численном, так и в символьном виде. Причем, описание решения задач задается с помощью привычных математических формул и знаков.

Функциональный набор системы включает в себя:

- вычислительные функции (вычисление арифметических выражений, производных, интегралов, вычисление суммы и произведения, решение уравнений, неравенств и их систем, решение дифференциальных уравнений, обработка матриц, использование символьных преобразований и др.);

- графические функции (построение двухмерных графиков в различных системах координат, построение графиков поверхностей, векторных полей, трехмерных гистограмм, применение элементов анимации);

- функции программирования (создание программных модулей, состоящих из программных элементов, подобных конструкциям языков программирования);

- сервисные функции (ведение диалога с пользователем посредством меню, пиктограмм или команд, размещение на экране и редактирование математических, графических и текстовых конструкций, форматирование документа, печать документа и др.).

В настоящем практическом пособии рассматривается система MathCad 2001i Professional, но почти все приведенные здесь сведения можно успешно использовать при работе с другими версиями системы.