Ознакомление с программным пакетом для математических расчетов и получение навыков его использования.
ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ
Mathcad – это программное средство и среда для выполнения на компьютере разнообразных численных и символьных расчетов, встречающиеся в инженерной практике, в том числе арифметические вычисления, табулирование функций, построение графиков функций, операции с матрицами, решение уравнений и их систем и др.
Пользовательский интерфейс
Запуск Mathcadпроизводится стандартным для Windows способом. После запуска Mathcad на экране монитора открывается окно, содержащее главное меню, строки инструментов и рабочее поле, вид которых являются стандартным для Windows-приложения.
Ограничимся рассмотрением только тех пунктов меню, которые не являются стандартными для Windowsи представляют наибольший интерес при выполнении математического моделирования радиотехнических цепей и процессов в них.
Меню View(Просмотр). Оно содержит средства настройки окна Mathcad. Установка символа в строках меню Toolbar (Панель инструментов), Format Bar (Панель форматирования) или Math Palette (Панель математических инструментов) означает, что соответствующая панель инструментов размещается на экране.
Меню Insert(Вставить). Пункт меню Graph (График) открывает дополнительное меню построения различных типов графиков: X-Y Plot - функции одной переменной в декартовых координатах; Polar Plot - функции одной переменной в полярных координатах; Surface Plot - функции двух переменных в декартовых координатах; Contour Plot - линий уровня функции двух переменных; 3D Scatter Plot - изображение состоит из заданных в трехмерном пространстве точек; 3D Bar Chart - трехмерная диаграмма; Vector Field Plot - векторное поле.
Пункт Matrix (Матрица) позволяет определить размерность и ввести элементы прямоугольной матрицы. Пункт Function (Функция) открывает окно со списком встроенных функций Mathcad.
Пункт Number менюFormatвключает в себя операции определения форматов вывода числовых данных и результатов и опцию Graph (График), содержащий операции форматирования графиков.
Меню Math(Математика). Оно содержит операции управления вычислениями. Пункт Calculation (Вычислить) предписывает вычислить выражения, расположенные в рабочем документе выше и левее курсора. Щелчек по пункту Calculate Worksheet (Пересчитать рабочий документ) приведет к выполнению всех вычислений и перерисовке всех графиков, определенных в рабочем документе. Наличие символа Ú в строке Automatic Calculation (Вычислять автоматически), повлечет за собой автоматическое вычисление любого выражения немедленно по окончании его ввода, а также автоматическое строительство графика после щелчка вне его поля.Рекомендуется убирать символ Ú с целью уменьшения вероятности зависания компьютера, а для выполнения вычислений нажимать на клавишу F9.
Меню Symbolics(Символьные вычисления). Данное меню содержит операции символьной математики.
Пункт Evaluate (Вычислять) содержит три операции: Symbolically (Символьно), Floating Point (С плавающей запятой), Complex (Комплексное). Щелчек по этим клавишам приводит к вычислению выделенного в рабочем документе выражения, причем вычисления производятся соответственно символьно, численно с плавающей запятой или с использованием арифметики комплексных чисел.
В пункте Variable (Переменная) объединены операции математического анализа: решение уравнений (Solve); замена переменной; подстановка (Substitute); дифференцирование (Differentiate); интегрирование (Integrate); разложение по формуле Тейлора (Expand to Series); разложение дроби на простейшие дроби (Convert to Partial Fraction).
В пункте Transform (Преобразование) объединены прямые и обратные интегральные преобразования: Фурье (Fourier и Inverse Forier); Лапласа (Laplace и Inverse Laplace); Z-преобразование (Z и Inverse Z).
Каждая из восьми кнопок панели математических инструментов, показанных на рисунке ниже, открывает доступ к своей определенной группе операций – далее, как обычно, дополнительные панели открываются щелчком по соответствующей кнопке. Перечислим эти кнопки слева направо: кнопка панели простейших вычислений (калькулятор); кнопка панели равенств и отношений; кнопка панелей графиков; кнопка панели векторных и матричных операций; кнопка панели операций математического анализа; кнопка панели программирования; кнопка панели греческих букв; кнопка панели ключевых слов сим
в строках меню Toolbar (Панель инструментов), Format Bar (Панель форматирования) или Math Palette (Панель математических инструментов) означает, что соответствующая панель инструментов размещается на экране.