Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Информатика. Microsoft Office Excel.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
165.15 Кб
Скачать

Лабораторная работа №2

Табличный процессор Microsoft Office Excel 2007

  1. Цель работы

Формирование навыков обработки, импорта и экспорта числовых данных и представления результатов вычислений с использованием табличного процессора Microsoft Office Excel.

  1. Оборудование

Лабораторная работа выполняется в компьютерном классе, оснащённом IBM PC совместимыми ПЭВМ. Используемое программное обеспечение:

  • операционная система Windows;

  • табличный процессор Microsoft Office Excel 2007;

  • программа для создания снимков экрана Snippy или Ножницы;

  • средства обработки растровых изображений Microsoft Paint или XnView;

  • текстовый процессор Microsoft Office Word 2007.

  1. Порядок работы

Работа выполняется по вариантам в соответствии с номером компьютера, за которым работает студент. При выполнении работы рекомендуется использовать встроенную справку Excel, учебную литературу и интернет-ресурсы по продуктам Microsoft Office 2007. Предполагается наличие базовых навыков работы в табличных процессорах.

  1. Порядок защиты

  1. Демонстрация отчета, распечатанного на формате A4.

  2. Электронная книга в формате .xlsx, в которой каждое задание выполнено на отдельном листе.

  3. Ответы на дополнительные вопросы (устно).

Задание 1. Построение графиков простых функций

1.1. Для построения графиков функций и диаграмм необходимо предварительно рассчитать множество точек, по которым будет выполняться построение. Исходные данные представляются в виде таблиц, содержащих множество значений аргумента и множество соответствующих значений функций.

Создайте новую книгу Excel. На Листе 1 создайте таблицу, разместив в ячейках строки 1 заглавия столбцов по следующей форме:

№ п/п

x

Функция 1

Функция 2

Функция 3

В заголовках столбцов вместо «Функция №» введите конкретные выражения согласно своему варианту. Варианты заданий указаны в таблице 1. В столбце «№ п/п» укажите порядковые номера для каждой строки таблицы (от 1 до 20).

Таблица 1 – Варианты задания 1

Вариант

Начальное значение x

Шаг по x

Функция 1

Функция 2

Функция 3

1

0,1

0,1

sin(3x)

arctg(x)+1

-2·log10(0,1x)

2

0,1

0,01

cos(50x)

2·e10x-2

3

0,01

0,01

6·arctg(10x)

e10x

-ln(x)

4

-2,9

0,3

tg(x/2)

5·arctg(x)

|2x|-4

5

1

0,2

ex/2

0,5·|2x|-1

2·ln(x)-2

6

0

0,2

0,8·sin(2x)

cos(x)

7

10

1

0,5·|x/5|-2

2·arctg(x/5)-2

ln(x)-2

8

1

0,1

ex-5

15·arctg(x)-5

-20·log10(x)+9

9

0

0,025

0,2·cos(15x)

0,8·arctg(10x)-0,5

10

1,7

0,15

tg(x)

-3·|x|+9

5·ln(x)-8

11

1

0,1

ex/2-2

arctg(x)-1

log10(2x)

12

-1

0,1

1,2x3

ex-1

-cos(2x)

13

2

0,4

-2·x0,25+3

ln(x)

14

-4

0,1

sin(3x)-0,1

cos(5x)-0,2

tg(x)

15

10

1

(x/8)3

100·arctg(x/10)

50·log10(10x)-20

16

2

1

-ln(x)+2

log10(10x)-2

17

3

2

log10(4x)-2

ln(x)-2

18

-5

0,5

-0,5·x3

(2x)2-40

-0,5ex

19

1

4

arctg(x/8)

log10(x)

Таблица 1 (продолжение)

20

0

1

0,5·cos(x/2)

21

-5

0,5

sin(x)

0,5·cos(x/2)-0,5

arctg(2x)

22

-1

0,1

ex

sin(3x)-0,5

1,5·cos(3x)

23

2

0,3

2·log10(x/2)-1

24

3

0,4

ln(2x)-2

0,8·cos(0,8x)+0,5

25

4

0,1

3·log10(x/2)-1

2·arctg(x/5)-1

26

-1

0,1

x3-1

ex-0,5

tg(x)

27

-1,4

0,15

tg(x)

0,2·(2x)4-6

e1,5x-1

28

-8

0,8

0,8·cos(x)-0,4

0,3·sin(x)+0,8

-arctg(x)

29

1,5

0,2

5·ex/2-10

100·ln(x)-40

-x2

30

5

1

-log10(x)+2

-(0,1x)1,5+1

Пример полученного результата:

Включите в отчет исходные данные из таблицы 1 (согласно варианту) и изображение созданной в Excel таблицы.

1.2. В ячейках таблиц Excel могут находиться либо константы, значения которых фиксированы, либо формулы, значения которых сразу вычисляются (в настройках можно отключить автоматический расчет формул). Ввод формулы в ячейку начинается с символа «=», затем указываются имена функций, ссылки на другие ячейки, знаки арифметических операций, константы.

В поле «x» для первой строки укажите начальное значение x согласно варианту. Для ячейки поля «х» в следующей строке задайте формулой значение из ячейки выше, плюс шаг по x (например: «=$B5+0,5», если B5 – ячейка, содержащая исходное значение x, а 0,5 – шаг). Аналогичным образом заполните остальные ячейки. Распространить формулу на соседние ячейки можно, потянув за правый нижний угол активной ячейки.

Укажите в отчёте функцию трёх произвольных ячеек поля x и координаты этих ячеек.

1.3. В первую строку полей «Функция 1», «Функция 2» и «Функция 3» вставьте соответствующие формулы, где вместо x должен быть номер ячейки из этой же строки и поля «x». Распространите действие этих формул на все строки таблицы. В ячейках должны отобразиться результаты вычисления указанных в них функций.

Значок «$» перед координатой ячейки (буквой или цифрой) означает, что данная координата является абсолютной и не изменяется даже если действие формулы распространить на соседние ячейки. Отсутствие значка «$» означает, что координата относительная и при тиражировании формулы на другие ячейки будет изменяться в соответствии со смещением этих ячеек относительно первоначальной. Ссылка вида «$A$1» на ячейку A1 называется абсолютной ссылкой.

Поместите в отчет изображения полученной таблицы, на котором была бы видна каждая из трех заданных расчетных формул.

Пример для первой формулы:

1.4. Преобразуйте ячейки в объект «таблица» с шапкой, применив к ней произвольный стиль из имеющегося набора стилей таблиц. Во вкладке «Конструктор» включите строку итогов для данной таблицы.

Пример:

1.5. В строке итогов для столбца «Формула 1» задайте вычисление среднего арифметического, для столбца «Форула 2» – максимального значения, для столбца «Формула 3» – количества числовых значений.

В отчете приведите снимки с соответствующими пунктами выпадающего списка для каждого из столбцов.

Пример:

1.6. Выровняйте содержимое ячеек таблицы по центру.

1.7. Постройте диаграмму «точечная с гладкими кривыми» с графиками всех трех функций. Задайте имена кривых в соответствии с описывающей их формулой. Включите легенду, если она не отображается. Названия осей не следует показывать на диаграмме. Выберите хорошо различимые цвета для кривых и задайте толщину линий 2 пт.

Пример:

1.8. Задайте пересечение координатных осей таким образом, чтобы ось абсцисс находилась в нижней части диаграммы (пересекала ось ординат в минимальном значении последней), а ось ординат находилась в левой части диаграммы. Добавьте основные линии сетки и удалите, если они есть, промежуточные линии сетки.

Результат отразите в отчете.

1.9. Задайте шрифт «Times New Roman» размером 12 пт для подписей к координатным осям и легенды. Настройте ось абсцисс таким образом, чтобы она начиналась от начального значения x и заканчивалась максимальным значением x. Для оси ординат выберите такие пределы, чтобы графики занимали как можно большую площадь диаграммы и на шкале отсутствовали интервалы, на которые не попадают графики. Уменьшите шаг координатной сетки, чтобы на осях было отложено не более 4–5 значений, а сами значения имели минимально возможное количество значащих цифр. Указанные меры приведут к улучшению восприятия диаграммы.

Таблицу исходных данных в текстовом виде (таблица Word) и полученную диаграмму приведите в отчете.

Пример результирующей диаграммы:

Задание 2. Вычисление степенных рядов

Вычислить сумму степенного ряда, указанного в варианте задания (таблица 2), с использованием функции РЯД.СУММ(x;n;m;коэффициенты), где x – значение переменной степенного ряда, n – показатель степени x для первого члена степенного ряда, m – шаг, на который увеличивается показатель степени n для каждого следующего члена степенного ряда. Коэффициенты – набор коэффициентов при соответствующих членах ряда (степенях x). Количество членов ряда определяется количеством коэффициентов, указанных в качестве параметров для функции РЯД.СУММ. Описание функции имеется в справке Excel. Для вычисления и хранения значений промежуточных функций (например, при вычислении квадратных корней или факториалов) рекомендуется использовать дополнительные ячейки и специализированные функции (например, КОРЕНЬ или ФАКТР).

В отчете следует отразить: исходные данные, значения аргументов функций, основные этапы расчета и расчетные формулы, изображение рабочего листа Excel и результат расчета.

Таблица 2 – Варианты задания 2

Вариант

Члены функционального степенного ряда

x

1

0,5

2

1,5

3

0,5

4

1,5

5

0,5

6

1,5

Таблица 2 (продолжение)

7

0,5

8

1,5

9

0,5

10

1,5

11

-1

12

2

13

-1

14

2

15

-1

16

2

17

-1

18

2

19

-1

20

2

21

-1

22

2

23

-0,5

Таблица 2 (продолжение)

24

-1,5

25

-0,5

26

-1,5

27

-0,5

28

-1,5

29

-0,5

30

-1,5

Пример:

Вид функции РЯД.СУММ для ряда при .

Другой способ записи той же функции:

Задание 3. Аппроксимация функции одной переменной

Сущность аппроксимации (подбора зависимостей) состоит в том, чтобы на основе имеющихся двух числовых рядов, которые можно представить как значения по оси x (независимая переменная) и по оси y (зависимая переменная), получить соответствующее выражение для подбираемой функциональной зависимости y от x . На практике такая задача может возникнуть при проведении каких-либо опытов, экспериментов, испытаний устройств и других подобных действий.

3.1. Откройте новый лист (Лист 3). Наберите таблицу с набором значений x и y в соответствии с вариантом.

В отчете приведите изображение набранной в Excel таблицы.

Таблица 3 – Варианты задания 3

№ точки

Варианты

1

2

3

4

5

6

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

1

-2,1

-0,86

-0,7

-0,8

-2,1

-0,5

-0,7

2,35

-0,35

1,93

-0,7

2

2

-1,8

-0,97

-0,6

-0,6

-1,8

-0,2

-0,6

2,2

-0,3

1,88

-0,6

1,8

3

-1,5

-1

-0,5

-0,5

-1,5

0,1

-0,5

2,1

-0,25

1,82

-0,5

1,6

4

-1,2

-0,93

-0,4

-0,4

-1,2

0,4

-0,4

1,98

-0,2

1,77

-0,4

1,5

5

-0,9

-0,78

-0,3

-0,3

-0,9

0,6

-0,3

1,88

-0,15

1,72

-0,3

1,3

6

-0,6

-0,56

-0,2

-0,2

-0,6

0,8

-0,2

1,77

-0,1

1,67

-0,2

1,2

7

-0,3

-0,29

-0,1

-0,1

-0,3

0,9

-0,1

1,67

-0,05

1,62

-0,1

1,1

8

0

0

0

0

0

0,98

0

1,57

0

1,57

0

1

9

0,3

0,29

0,1

0,1

0,3

0,9

0,1

1,47

0,05

1,52

0,1

0,9

10

0,6

0,56

0,2

0,2

0,6

0,8

0,2

1,37

0,1

1,47

0,2

0,8

11

0,9

0,78

0,3

0,3

0,9

0,6

0,3

1,27

0,15

1,42

0,3

0,7

12

1,2

0,93

0,4

0,4

1,2

0,4

0,4

1,16

0,2

1,37

0,4

0,67

13

1,5

1

0,5

0,5

1,5

0,1

0,5

1,04

0,25

1,32

0,5

0,6

14

1,8

0,97

0,6

0,6

1,8

-0,2

0,6

0,93

0,3

1,27

0,6

0,56

15

2,1

0,86

0,7

0,8

2,1

-0,5

0,7

0,8

0,35

1,21

0,7

0,5

Таблица 3 (продолжение)

№ точки

Варианты

7

8

9

10

11

12

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

1

-0,7

0,5

0,3

0,55

2

0,3

2

0,69

-3,5

12,25

-3,5

0,35

2

-0,6

0,55

0,4

0,63

2,5

0,4

2,5

0,92

-3

9

-3

-0,14

3

-0,5

0,61

0,5

0,7

3

0,48

3

1,1

-2,5

6,25

-2,5

-0,60

4

-0,4

0,67

0,6

0,77

3,5

0,54

3,5

1,25

-2

4

-2

-0,91

5

-0,3

0,74

0,7

0,84

4

0,6

4

1,39

-1,5

2,25

-1,5

-1,00

6

-0,2

0,82

0,8

0,89

4,5

0,65

4,5

1,5

-1

1

-1

-0,84

7

-0,1

0,9

0,9

0,95

5

0,7

5

1,61

-0,5

0,25

-0,5

-0,48

8

0

1

1

1

5,5

0,74

5,5

1,7

0

0

0

0,00

9

0,1

1,1

1,1

1,05

6

0,78

6

1,79

0,5

0,25

0,5

0,48

10

0,2

1,2

1,2

1,09

6,5

0,81

6,5

1,87

1

1

1

0,84

11

0,3

1,35

1,3

1,14

7

0,85

7

1,95

1,5

2,25

1,5

1,00

12

0,4

1,5

1,4

1,18

7,5

0,88

7,5

2,01

2

4

2

0,91

13

0,5

1,65

1,5

1,22

8

0,9

8

2,08

2,5

6,25

2,5

0,60

14

0,6

1,82

1,6

1,26

8,5

0,93

8,5

2,14

3

9

3

0,14

15

0,7

2

1,7

1,3

9

0,95

9

2,2

3,5

12,25

3,5

-0,35

Таблица 3 (продолжение)

№ точки

Варианты

13

14

15

16

17

18

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

1

-3,5

-0,59

2

0,00

3

4,82

0

-5,00

-11

31,0

-7

-27,68

2

-3

-1,13

2,2

0,04

3,4

4,77

0,5

-4,69

-10,2

37,1

-6

-22,16

3

-2,5

-1,40

2,4

0,08

3,8

4,72

1

-5,50

-9,5

39,4

-5

-17,50

4

-2

-1,33

2,6

0,11

4,2

4,68

1,5

-7,06

-9

39,7

-4

-13,64

5

-1,5

-0,93

2,8

0,15

4,6

4,64

2

-9,00

-8,5

39,0

-3

-10,52

6

-1

-0,30

3

0,18

5

4,60

2,5

-10,94

-7,8

36,6

-2

-8,08

7

-0,5

0,40

3,2

0,20

5,4

4,57

3

-12,50

-7

32,4

-1

-6,26

8

0

1,00

3,4

0,23

5,8

4,54

3,5

-13,31

-5

18,5

0

-5,00

9

0,5

1,36

3,6

0,26

6,2

4,51

4

-13,00

-3

5,0

1

-4,24

10

1

1,38

3,8

0,28

6,6

4,48

4,5

-11,19

-2

-0,1

2

-3,92

11

1,5

1,07

4

0,30

7

4,46

5

-7,50

-1,2

-3,0

3

-3,98

12

2

0,49

4,2

0,32

7,4

4,43

5,5

-1,56

-0,8

-4,0

4

-4,36

13

2,5

-0,20

4,4

0,34

7,8

4,41

6

7,00

0

-5,0

5

-5,00

14

3

-0,85

4,6

0,36

8,2

4,39

6,5

18,56

1

-4,5

6

-5,84

15

3,5

-1,29

4,8

0,38

8,6

4,37

7

33,50

2

-2,1

7

-6,82

Таблица 3 (продолжение)

№ точки

Варианты

19

20

21

22

23

24

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

1

-4

-5,00

2,5

2,60

-20

-5,00

1

2,00

-14

0,02

-15

-9,69

2

-2

-1,50

3

2,52

-19

-0,44

1,2

2,36

-12

0,03

-13

-0,37

3

0

0,00

3,5

2,46

-18

3,28

1,5

2,81

-10

0,05

-11

4,12

4

2

1,50

4

2,40

-17

6,22

1,9

3,28

-8

0,07

-9

5,17

5

4

5,00

4,5

2,35

-16

8,44

2,5

3,83

-6

0,11

-7

3,98

6

6

6,50

5

2,30

-15

10,00

3,2

4,33

-4

0,17

-5

1,56

7

8

10,00

5,5

2,26

-14

10,96

4,1

4,82

-2

0,25

-3

-1,28

8

10

11,50

6

2,22

-13

11,38

5,3

5,34

0

0,37

-1

-3,91

9

12

15,00

6,5

2,19

-12

11,32

6,6

5,77

2

0,55

1

-5,90

10

14

16,50

7

2,15

-11

10,84

8,1

6,18

4

0,82

3

-7,01

11

16

20,00

7,5

2,12

-10

10,00

9,9

6,59

6

1,22

5

-7,19

12

18

21,50

8

2,10

-9

8,86

12

6,97

8

1,82

7

-6,59

13

20

25,00

8,5

2,07

-8

7,48

14,2

7,31

10

2,72

9

-5,54

14

22

26,50

9

2,05

-7

5,92

16,4

7,59

12

4,06

11

-4,57

15

24

30,00

9,5

2,02

-6

4,24

19

7,89

14

6,05

13

-4,40

Таблица 3 (окончание)

№ точки

Варианты

25

26

27

28

29

30

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

1

2

0,31

0

3,00

-15

49,4

-7

130,2

1,5

1,19

-4

-1,82

2

2,1

0,28

1

2,06

-13

111,6

-6

71,2

1,7

0,94

-2

-2,23

3

2,2

0,26

2

3,25

-11

131,5

-5

38,5

1,9

0,72

0

-2,72

4

2,3

0,24

3

2,56

-9

123,0

-4

21,0

2,1

0,52

2

-3,32

5

2,4

0,22

4

4,00

-7

97,9

-3

11,4

2,3

0,33

4

-4,06

6

2,5

0,20

5

3,56

-5

65,6

-2

5,2

2,5

0,17

6

-4,95

7

2,6

0,18

6

5,25

-3

33,4

-1

0,0

2,7

0,01

8

-6,05

8

2,7

0,16

7

5,06

-1

6,0

0

-5,0

2,9

-0,13

10

-7,39

9

2,8

0,14

8

7,00

1

-14,0

1

-10,0

3,1

-0,26

12

-9,03

10

2,9

0,12

9

7,06

3

-26,4

2

-15,2

3,3

-0,39

14

-11,02

11

3

0,10

10

9,25

5

-33,1

3

-21,4

3,5

-0,51

16

-13,46

12

3,1

0,09

11

9,56

7

-38,7

4

-31,0

3,7

-0,62

18

-16,44

13

3,2

0,07

12

12,00

9

-49,7

5

-48,5

3,9

-0,72

20

-20,09

14

3,3

0,06

13

12,56

11

-75,2

6

-81,2

4,1

-0,82

22

-24,53

15

3,4

0,04

14

15,25

13

-126,4

7

-140,2

4,3

-0,92

24

-29,96

3.2. Создайте диаграмму с графиком зависимости y от x. При создании графика руководствуйтесь пп. 1.7–1.9 (настройка внешнего вида диаграммы). Тип диаграммы – «точечная с маркерами», без соединительных линий.

Включите в отчет полученную диаграмму.

3.3. Добавьте на диаграмму линию тренда. В свойствах линии тренда: 1) включите отображение на диаграмме уравнения и величины достоверности аппроксимации; 2) выберите вид линии тренда и показатель степени (для полиномиальной), наиболее подходящие под характер зависимости y = f(x) – чтобы линия тренда проходила как можно ближе к точкам зависимости, а величина достоверности аппроксимации R2 – как можно ближе к значению 1.

Изображение меню с выбранным типом и параметрами линии тренда добавьте в отчет. Полученную диаграмму покажите в отчете.

Пример результирующей диаграммы:

Задание 4. Работа с текстовыми файлами данных

Исходные данные для расчетов могут находиться в обычных текстовых файлах, оформленных по определённым правилам. Одним из таких форматов является CSV. Значения ячеек (числовые или текстовые) в данном формате отделяются друг от друга символом «,» (или символом «;», если запятая уже используется для отделения целой и дробной части числа, как в русской версии программы Excel). Строки разделяются кодом перевода строки, стандартным для всех текстовых файлов в заданной операционной системе. Формат CSV прост, допускает редактирование данных в обычных текстовых редакторах (например, Блокнот), широко поддерживается цифровой измерительной аппаратурой.

4.1. Откройте в Блокноте файл «сигнал 1.csv», ознакомьтесь с его содержимым. Сделайте и поместите в отчет снимок экрана с изображением Блокнота и фрагмента открытого CSV файла. Закройте Блокнот.

4.2. Откройте этот же файл с помощью табличного процессора Microsoft Office Excel. Файл откроется в новой книге. Фрагмент полученной таблицы Excel добавьте в отчет.

4.3. Исходный файл «сигнал 1.csv» содержит дискретный сигнал, представленный значениями амплитуды (столбец «Напряжение, мВ»), записанными с некоторым шагом по времени (период дискретизации tд = 1 / fд, где fд – частота дискретизации). Моменты времени пронумерованы по порядку (столбец «отсчёты»). Создайте новый столбец данных, в котором номера отсчетов, с периода дискретизации, переводятся в единицы времени – миллисекунды.

Расчетную формулу необходимо записать самостоятельно и включить ее в отчет. Также приведите фрагмент таблицы Excel, содержащий первые 10 значений.

4.4. Покажите сигнал с помощью графика на диаграмме. По оси абсцисс отложите время в миллисекундах, по оси ординат – напряжение.

Диаграмму включите в отчет.

4.5. Откройте файл «сигнал 2.csv». Файл откроется в новой книге. Создайте столбец с отсчетами в единицах времени (как в п. 4.3).

В отчете покажите первые 10 строк таблицы для сигнала «сигнал 2.csv».

4.6. Постройте график для сигнала 2 (см. п. 4.4).

Построенный график включите в отчет.

4.7. Обратите внимание, что частота дискретизации, указанная в файле «сигнал 2.csv», совпадает с таковой в файле «сигнал 1.csv». Это означает, что данные сигналы можно обрабатывать совместно, то есть значения амплитуд обоих сигналов можно поместить в одну таблицу без дополнительных преобразований. Скопируйте столбцы с номерами отсчетов и значениями напряжения сигнала 2 в книгу, где открыт сигнал 1. Убедитесь, что номера отсчетов для обоих сигналов совпадают (одинаковые отсчеты находятся в одной строке).

4.8. Создайте новый столбец, содержащий суммы значений напряжения сигнала 1 и сигнала 2 (сложение двух сигналов), не забудьте дать имя новому столбцу.

Первые 10 строк полученной таблицы включите в отчет.

4.9. Постройте график результирующего сигнала (см. п. 4.4).

Построенный график включите в отчет.

4.10. Сохраните все табличные данные в файл .csv, указав в имени файла Вашу фамилию, имя и номер группы. Не закрывайте Excel. С помощью программы Блокнот ознакомьтесь с содержимым полученного файла.

Изображение Блокнота с содержимым полученного файла включите в отчет.

4.11. В программе Excel с помощью функции МАКС определите амплитуду (максимальное значение) полученного сигнала.

В отчет включите вид функции МАКС с заданными параметрами (в виде снимка из программы Excel) и полученное значение амплитуды.

4.12. Перенесите все полученные данные и диаграммы с графиками в книгу Excel с отчетом по данной лабораторной работе (в Лист 4).

В ходе выполнения работы должна получиться книга Excel, содержащая 4 листа (по 1 листу на каждое задание лабораторной работы). К нему следует приложить полученный .csv файл с суммарным сигналом. А также документ Word с подготовленным к печати отчетом по работе.