Министерство образования Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________

004 № 2564

И 741

ИНФОРМАТИКА: MathCAD

Лабораторная работа

для студентов II курса факультета РЭФ

(специальности 200800, 201000,201200)

дневного отделения

Новосибирск

2003

УДК 004.42(076.5)

И 741

Составил доц. Н.И. Коржавин

Рецензент канд. техн. наук, доц. С.В. Дорогой

Работа подготовлена на кафедре конструирования

и технологии радиоэлектронных средств

 Новосибирский государственный

технический университет, 2003

Введение

Тематика работ соответствует курсу лекций по информатике для специальностей 200800, 201000, 201200, а также предусматривает особенности расчетно-графической работы по курсу “Физико-химические основы микроэлектроники”, расчетная часть которой выполняется в системе MathCAD. Продолжительность работы 8 часов. В основных разделах лабораторной работы приводятся ссылки на электронные учебники и “Ресурс-центр” системы MathCAD для самостоятельного изучения возможностей этой программной системы. Такие ссылки будут иметь следующее обозначение: например, [П3.4.5] обозначает пункт 4.5 приложения 3. Приложения размещены в конце пособия в таблицах 1–4. Путь к директории с материалами в электронном виде сообщит преподаватель на занятии. Рукописный отчет о проделанной работе не составляется; все результаты работы сохраняются в файлах или на дискете и предъявляются преподавателю при защите. Рекомендуется для предотвращения потери информации делать сохранение файла с результатами после каждого пункта заданий. Необходимо также следить, чтобы имена назначенных переменных не совпадали с именами констант системы (например, с eили) [П2.13]. В отчете по лабораторной работе указываются результаты, соответствующие заданию, полученному от преподавателя. Численные примеры в тексте данных методических указаний приводятся для обеспечения подготовки к лабораторной работе и с целью конкретизации типа и объема задания. Работа может выполняться бригадой в составе не более двух человек.

Цель работы: ознакомиться с используемыми в MathCAD методами и получить опыт работы с этой системой при выполнении инженерных расчетов и при построении графиков математических зависимостей.

Математическая программная система MathCad 2000 (2001)

1.1. Создание текстовой строки

Выполнить в “рабочем листе” MathCAD, открытом для составления отчета, следующий текст [П2.1]: “Отчет по лабораторной работе № 1”. Затем набрать наименование работы, отцентрировать надписи и выделить наименование “жирным” изображением символов. Документ должен выполняться шрифтом Times New Roman размером, равным 12-му кеглю. Учесть, что установить русский шрифт и отформатировать текст можно будет лишь после введения хотя бы одной буквы текста и ее выделения.

1.2. Построение графиков математических зависимостей

[П2.2, П2.7, П3.2]

1.2.1. Графики в плоскости X–Y типа Y = f(x)

Ознакомиться с особенностями построения таких графиков [П2.2, П2.7, П3.2] и с заданием индексированных переменных [П1.14].

Построить график функции Y_x = X при изменении Х от 0 до 5. Затем просмотреть массивы значений Х и Y_x, для чего после набора каждой из этих переменных указать знак “равно”. Ввести ниже графика символ Y без индекса, набрать после него знак равенства и объяснить различие вывода данных при запросах в виде Y и Y_x . Изменить масштаб изображения графика и продемонстрировать другие имеющиеся в диалоговом окне форматирования возможности (для получения окна форматирования необходимо выполнить двойной щелчок в области графика). Выполнить перемещение графика по экрану (заключить график в пунктирный прямоугольник и “перетащить” его).

ПРИМЕЧАНИЕ: Действия, которые необходимо предпринять, если график не выводится:

– обеспечить, чтобы выражения для всех переменных, входящих в функцию, находились выше левого верхнего угла рамки графика; если функция сложная, необходимо следить, чтобы входящие в записанные выражения переменные также были расположены и определены выше места записи выражения; это необходимо, поскольку MathCAD читает документ слева направо и сверху вниз;

– обратить внимание на правильность записи переменных с индексом: индекс, созданный по пиктограмме Х_n или с помощью клавиши “[”, используется для обозначения элементов векторов и матриц; индекс, записанный с помощью клавиши “точка”, является текстовым и применяется для удобства обозначения и распознавания скалярных переменных; нижний индекс при записи функций (например, как записано выше: Y_x) используется только в том случае, если аргумент и шаг его изменения являются целыми числами, иначе функцию приходится записывать в виде Y(x);

– проверить правильность записи выражений, которые MathCAD не может прочитать, т. е. имя переменной или функции выделяется красным цветом; если в этом выражении ошибок не видно и нет символов, выделенных красным цветом, то удалить выражение и записать его снова;

– если после редактирования выражений, входящих в функцию графика, или величин, записанных на графике, появились “нечитаемые” символы или имена (они выделились красным цветом) и устранить ошибки не удается, то рекомендуется удалить график и изобразить его снова.

Вопросы

1. В каком случае набирается индекс переменной с помощью клавиши “точка”?

2. Когда можно указывать зависимость функции Y от аргумента X следующей записью: Y_x ?

3. Как записывается диапазон изменения аргумента с шагом, равным 1, и с заданным шагом, не равным единице?