Файл: Методические рекомендации по проведению практических занятий по дисциплине ОП. 05. Информационные технологии.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.03.2024

Просмотров: 377

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Знакомство с MathCad

Введение в MathCad

Переменные в выражениях Кроме чисел, в математических выражениях MathCad можно использовать переменные. При помощи переменных обозначаются скалярные величины, векторы, матрицы и функции. Имена переменных могут быть любой длины и состоять из латинских, греческих букв, цифр от 0 до 9, символа подчеркивания, %, . Переменная может быть набрана в любом шрифте, однако MathCad считает разными имена, набранные в разных регистрах и разными шрифтами, например, F, f, f  это разные переменные.Имя может начинаться с буквы или символа . Далее могут идти любые разрешенные символы, кроме . Если в имени используется символ “.”, то все символы, набранные после нее, представят нижний индекс имени, однако такие переменные не являются элементами массивов.Некоторые переменные в MathCad имеют предопределенные значения: , е, , %, TOL, ORIGIN, PRNCOLWIDTH, PRNPRECISION, FRAME, inn, outn.Пример. Выражение содержит две переменные: x и a.Переменные бывают локальными и глобальными.Присвоение значения локальной переменной записывается следующим образом:имя_переменной: = выражение(набираем имя_переменной : выражение), где выражение может быть либо числовым, либо содержать другие переменные.Примеры локальных переменных: Присвоение значения глобальной переменной записывается следующим образом:имя_переменной:  выражение(  набираем из палитры или при помощи символа “тильда”

Производные и их вычисление

Первообразная и ее нахождение

Матрицы и операции над ними

Задания

3. Найти транспонированные матрицы

5.Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

4. Найти обратные.

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5 . Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5 . Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

D=

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

Вариант №13

3. Найти транспонированные матрицы

5.Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

Вариант №18

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5.Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

3. Найти транспонированные матрицы

5. Решить системы линейных уравнений методом Крамера.

Системы уравнений и их решение

Неравенства и их решение

Другие способы решения неравенств

Системы неравенств и их решение.

Последовательности и прогрессии.

Дифференциальные уравнения

Решить уравнения:

а) ; б)

Решение. Рассмотрим по шагам решение уравнения из пункта а).

1) вводим уравнение: . Чтобы MathCad не принял вводимый знак «=» за запрос ответа для введенного выражения, знак равенства нужно вводить двумя клавишами [Ctrl]+[=];

2) щелчком мыши выделяем в уравнении переменную, относительно которой это уравнение нужно решить. В нашем случае это x;

3) вызываем пункт Variable | Solve из меню Symbolics.

После выполнения этих трех действий MathCad выведет на экран в виде столбца решение нашего уравнения. В нашем случае это будет столбец из трех чисел: -1, 2, 8.

Аналогичным образом поступаем с пунктом б) примера. Получаем столбец: .

Задание 2. Найти решения следующих уравнений:

а) ; б) .

Этим же способом можно решать не только числовые уравнения, но и уравнения с переменными коэффициентами, частным случаем которых являются уравнения с параметрами. Рассмотрим, как это делается.

Пример. Решить следующее уравнение: .

Решение (аналогично способу 2):

1) вводим уравнение, используя комбинацию клавиш [Ctrl]+[=] вместо клавиши «=»: ;

2) щелчком мыши выделяем переменную x для поиска ее значений;

3) вызываем пункт Variable | Solve меню Symbolics;

4) смотрим ответ: .

Таким же образом можно решить это уравнение, но относительно переменной a, приняв x за параметр. Для этого необходимо щелчком мыши вместо переменной x во втором шаге выделить переменную a.

Получим ответ: .

Задание 1.

Разложить выражение на правильные дроби.

Пример




Набрать

Выделит курсором переменную х и выполнить команду: Symboliecs/Variadle/Convert to Partial Fraction



Варианты заданий

1.

7.

2.

8.

3.

9.

4.

10.

5.

11.

6.

12.



Задание 2.

1. Решение линейных и нелинейных уравнений.

Пример.

Решить уравнение

1. Способ. Чтобы решить уравнение символьно необходимо:

  1. Напечатать выражение (не печатать знак равенства 0).

  2. Выделить переменную, относительно которой нужно решить уравнение, щелкнув на ней мышью.

  3. Выбрать пункт меню Symbolics,Variable, Solve (Символы, Переменные, Вычислить).



2. Способ.

Для решения с помощью вычислительного блока Given/Find необходимо:




2. Построение вектора v, содержащего коэффициенты полинома

Набрать полином, выделить курсором переменную х и выполнить команду Symbolics, Polynomial Coefficient



1. Решить уравнение двумя способами.

2. Построить вектор v, содержащий коэффициенты полинома.

№ варианта

g(x)

№ варианта

g(x)

1

x4 - 2x3 + x2 - 12x + 20

9

x4 + x3 - 17x2 - 45x - 100

2

x4 + 6x3 + x2 - 4x - 60

10

x4 - 5x3 + x2 - 15x + 50

3

x4 - 14x2 - 40x - 75

11

x4 - 4x3 - 2x2 - 20x + 25

4

x4 - x3 + x2 - 11x + 10

12

x4 + 5x3 + 7x2 + 7x - 20

5

x4 - x3 - 29x2 - 71x -140

13

x4 - 7x3 + 7x2 - 5x + 100

6

x4 + 7x3 + 9x2 + 13x - 30

14

x4 + 10x3 +36x2 +70x+ 75

7

x4 + 3x3 - 23x2 - 55x - 150

15

x4 + 9x3 + 31x2 + 59x+ 60

8

x4 - 6x3 + 4x2 + 10x + 75

16

x4 + 19x3 + 21x2 + 39x+ 40


Задание 3.

Решить уравнение с помощью функции root

F(x)=cosx+0,2 на интервале [0..2]

Решение

Способ 1

  1. Определить функцию F(x)

  2. Определить переменную х

  3. Определить точность вычислений Math, Options, Tolerance =0,0001

  4. Построить график, с помощью команды Format вывести оси координат, вспомогательные линии.

  5. С помощью команды Trace на графике определить координаты точки пересечения графика с осью ОХ. х=0,6



  1. Записать

Способ 2.

Записать



Варианты заданий

Номер варианта

Функция

Номер варианта

Функция

1

[1..3]

7

[1..5]

2

[1..3,5]

8

[1..2]

3

[1..4]

9

[1..2,5]

4

[0..3]

10

[1..2]

5

[1..2]

11

[0..2]

6

[2..3]

12

[1..4]


Задание 4.

Найти корни уравнения, зависящего от двух переменных.



Задание 5.

Н айти корни полинома 0,75х3-8х+5

Решение.

  1. Записать полином

  2. Выделить курсором переменную х и выполнить команду Symbolic, Polynomial Coefficients

  3. Определить вектор V, копировав значения полученных коэффициентов

  4. Записать функцию poyroots(v)



Номер варианта

g(x)

Номер варианта

g(x)

1

10x4 +22x3 + x2 - 16x - 20

9

25x4 + 13x3 - 17x2 - 45x - 10

2

11x4 -36x3 + x2 - 44x +26

10

26x4 - 15x3 + 11x2 - 15x + 140

3

x4 - 14x2 + x - 15

11

23x4 - 42x3 - 2x2 + 25

4

18x4 + 15x3 + x2 - 11x + 10

12

27x4 + 65x3 + 47x2 + 7x - 20

5

25x4 +2 x3 - 9x2 - 71x -140

13

x4 - 7x3 + 7x2 - 5x + 100

6

36x4 - 47x3 + 29x2 + 3x - 30

14

x4 + 10x3 +36x2 +70x+ 75

7

x4 + 13x3 - 43x2 + 75x - 1

15

x4 + 9x3 + 31x2 + 59x+ 60

8

2x4 + 16x3 + 4x2 + 10x + 2

16

x4 + 19x3 + 21x2 + 39x+ 40



Контрольные вопросы

  1. Какие функции для решения одного уравнения в Mathcad вы знаете? В чем их отличие?

  2. Какие аргументы функции root не обязательны?

  3. В каких случаях Mathcad не может найти корень уравнения?

  4. Какая системная переменная отвечает за точность вычислений?

  5. Как изменить точность, с которой функция root ищет корень?

  6. Как системная переменная TOL влияет на решение уравнения с помощью функции root?

  7. Назовите функции для решения систем уравнений в Mathcad и особенности их применения.

  8. Опишите структуру блока решения уравнений.

  9. Какой знак равенства используется в блоке решения? Какой комбинацией клавиш вставляется в документ?

  10. Какие выражения не допустимы внутри блока решения уравнения?

  11. Опишите способы использования функции Find.

  12. В каких случаях Mathcad не может найти решение системы уравнений?

  13. Дайте сравнительную характеристику функциям Find и Minerr.


Практитческая работа 7.

Решение систем уравнений в MathCAD.
Цель работы: освоение решения систем уравнений в MathCAD.
Порядок выполнения работы:

  1. Освоить методику решения систем уравнений в MathCAD.

  2. Выполнить задания.

  3. Ответить на контрольные вопросы.

  4. Подготовить отчет о выполнении практической работы.