Файл: Петрозаводский государственный университет.pdf

Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD
9
Так как первые две панели содержат кнопки, назначение которых одинаково для любого
Windows-приложения (на рис. 1.2 указано назначение некоторых кнопок), то подробно рассмотрим только третью панель
Math
Рис. 1.2. Состав панелей
Standard
и
Formatting
1.4. Характеристика панели инструментов Math (Математика)
Панель инструментов
Math
(
Математика
) содержит кнопки для отображения ряда панелей инструментов, которые используются для ввода формул, построения графиков, задания символьных операций. Общая характеристика кнопок панели дана в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Панель инструментов Math
Пиктограмма
Отображаемая панель
Назначение панели
Calculator (Калькулятор)
Ввод арифметических операций, некото- рых часто используемых функций, опера- торов присваивания и результата
Boolean (Булева)
Ввод логических операторов и операторов сравнения
Evaluation (Вычисления)
Ввод операторов локального и глобально- го присваивания и оператора результата
Graph (Графика)
Построение двух- и трехмерных графиков
Создать новый документ
Открыть документ
Сохранить документ
Печать документа
Вырезать
Скопировать в буфер
Вставить из буфера
Шрифт
Размер шрифта
Начертание: жирный шрифт
курсив
подчеркивание
Выравнивание текста: по левой границе по центру по правой границе

10
Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD
Matrix (Матрицы)
Ввод векторов и матриц и операторов их обработки
Calculus (Исчисление)
Ввод операторов вычисления производ- ных, интегралов, сумм, произведений и пределов
Greek (Греческий алфавит)Ввод греческих букв
Symbolic (Символы)
Задание ключевых слов для выполнения символьных вычислений
Programming (Программи- рование)
Вставка операторов программирования
На рис.
1.3 показаны состав и возможный вариант размещения перечисленных в таб- лице 1.2 панелей.

Упражнение 1.2. Включите и разместите в правой части рабочего листа панели ин- струментов
Calculator и
Greek
. (Все остальные панели Math, если они уже выведены на экран, отключите.)
Рис. 1.3. Структура основных панелей инструментов Math

Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD
11
При желании вы можете некоторые панели размещать на тех же строках окна, где разме- щены основные панели инструментов, например, как это показано на рис.
1.4 (панель
Math
и входящая в ее состав панель
Calculus
размещены в одной строке).
Рис. 1.4. Возможный вариант размещения панелей Math и Calculus
1.5. MathCAD-
документ и его структура
MathCAD-документ представляет собой совокупность областей типа:
Формула, График,
Текст
. Пример простейшего документа приведен на рис. 1.3.
Каждая область имеет форму прямоугольника и может размещаться в любом месте рабо- чего листа. Для позиционирования областей используется курсор (красного цвета), имеющий крестообразную форму (см. рис. 1.1). В текстовой области курсор имеет фор- му вертикальной черты красного цвета, а в области типа формула и график – форму угол- ка синего цвета, называемый следом курсора формул
Перемещение курсора выполняется с помощью клавиш управления курсором или перемещением указателя мыши с после- дующим однократным щелчком ее левой кнопки. Область, которая является активной или текущей (создается, редактируется), выделяется прямоугольной рамкой. Рамка исче- зает, как только курсор выводится из области.
1.6. Создание текстовой области
Текстовые области служат для размещения заголовков, комментариев и пояснений раз- личного характера в MathCAD-документе. Чтобы создать текстовую область, следует:
1. Переместить курсор в позицию, которая задаст начальное положение текста в до- кументе.
2. Нажать клавишу с символом [―] (двойная кавычка). При этом курсор примет форму вертикальной черты внутри прямоугольника (рамка), определяющего начальный размер области.
Создать текстовую область можно и с помощью команды меню
Insert, Text Region
(Вставка, Текстовая область).
3. Если вы будете вводить текст на русском языке, то с помощью панели инструмен- тов
Formatting
(или с помощью команды
Format, Text
(Формат, Текст)
) выберите тип шрифта, который содержит русские буквы (например, Times New Roman Cyr или любой другой, название которого оканчивается строкой Cyr).
4. Введите требуемый текст. При вводе каждого символа размер прямоугольника уве- личивается автоматически. Переход на следующую строку осуществляется также автоматически при достижении границы области документа. Нажатие клавиши En- ter приводит к принудительному переводу на следующую строку текста.
5. Щелчок кнопки мыши в любой позиции листа вне области ввода текста устанавли- вает новую позицию курсора, закрывая текущую текстовую область. При этом ог- раничивающая ее прямоугольная рамка исчезает. При перемещении курсора по до-

12
Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD кументу всякий раз, когда курсор оказывается в текстовой области, он изменяет свою форму, а сама область очерчивается прямоугольной рамкой и становится дос- тупной для редактирования.
Замечание. Если вы уже стали вводить текст, не инициализировав текстовый блок, то, нажав клавишу [Пробел], вы сможете исправить свою оплошность (если, конечно, вы не успели перейти на следующую строку).

Упражнение 1.3. Введите заголовок вашего документа в «первой строке» рабочего листа, например следующего содержания:
Мой первый документ.
Подготовил: Иванов А., группа 61102
1.7. Редактирование и перемещение текстовой области
Для того чтобы выполнить редактирование текста, следует текстовую область сделать те- кущей, установив курсор в необходимой позиции текста. Действия по редактированию аналогичны соответствующим действиям при работе в обычном текстовом редакторе.
Ширина текстовой области устанавливается во время ее начального формирования, но затем ее можно изменить. Для этого следует установить указатель мыши на правую границу области, и после того как он примет вид

, выполнять растяжение (или сужение) блока, удерживая нажатой левую кнопку мыши.
Чтобы переместить текстовый блок в другое место документа, следует установить указатель мыши на любую границу блока. И как только он примет вид «черной ручки», можно выполнять перемещение при нажатой левой кнопке мыши.

Упражнение 1.4. Измените размер шрифта в первой строке текстового блока (из уп- ражения 1.3) и установите для нее вид начертания – «подчеркивание». Для фамилии установите вид начертания – «курсив»:
Мой первый документ
Подготовил: Иванов А., группа 61102

Упражнение 1.5. Установите ширину блока немного меньше ширины страницы до- кумента и выполните центрирование текста в пределах области:
Мой первый документ
Подготовил: Иванов А., группа 61102
Замечание. Копирование в буфер, вставка, удаление и перемещение текстовой области могут быть выполнены с помощью стандартных команд редактирования любой области документа (группы областей) главного меню Edit (
Правка
).
1.8. Простейшие конструкции MathCAD
К простейшим конструкциям MathCAD будем относить числа, переменные, арифметиче- ские и логические операторы, встроенные переменные и функции, из которых как из кир- пичиков формируются выражения.

Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD
13
1.8.1. Числа
MathCAD может оперировать как с вещественными (действительными), так и с комплекс- ными числами. Так, при решении уравнений MathCAD не делает различий между уравне- ниями с вещественными и комплексными коэффициентами. Комплекснозначность в
MathCAD является обычным явлением. Поэтому не стоит удивляться, когда на экран вы- водятся корни квадратного уравнения в то время, как его дискриминант меньше нуля и оно не имеет действительных корней, а с понятием комплексных чисел вы не знакомы.


При вводе десятичной дроби десятичной запятой соответствует символ [.] (точка), а нулевую целую часть можно опускать, например:
123.65
-0.256
-.23 .67
Комплексные числа вводятся в виде:
<Число1> + <Число2>
i, где
<Число1>
– задает вещественную часть числа,
<Число2>
– задает мнимую часть числа, ―i‖ – символ мнимой единицы.
Замечания:
1. Комплексное число следует вводить без знака операции умножения между
<Число2>
и символом ―i‖.
2.
<Число 2>
следует указывать даже в том случае, когда оно равно 1. Так, например, чис- ло ―3+i‖ следует вводить 3+1i.
3. Если мнимую единицу ―i‖ всегда вводить как ―1i‖, то можно использовать операцию умножения, например, при вводе a + b

1i .
4. Иногда для обозначения мнимой единицы используют символ ―j‖ вместо ―i‖. Указать, каким символом следует обозначать мнимую единицу, можно, выполнив команду
Format, Result
(
Формат, Результат) на вкладке
Display Options
(Стиль отображения)


В MathCAD есть несколько встроенных (зарезервированных) констант:
10 1
0.01,
%
...,
14159265 3
...,
71828183 2
307







e
Ввод константы

и символа "бесконечности"

(самое большое число в MathCAD) осу- ществляется нажатием клавиш [Ctrl+P] и [Ctrl+Z] соответственно.
1.8.2.
Переменные
MathCAD, как и обычный калькулятор, позволяет производить вычисления (арифметиче- ские операции, возведение в степень, извлечение корня, операции с числовыми значения- ми (константами)). Но в то время как микрокалькулятор позволяет выполнять только численные вычисления, в MathCAD можно производить и символьные вычисления.
Если мы не хотим ограничиваться элементарными вычислениями с константами, нам понадобится резервировать ячейки памяти для хранения значений констант и пере- менных. В MathCAD, как и в языках программирования, каждой ячейке памяти соответ- ствует имя (идентификатор), которое выбирается в соответствии с синтаксисом языка системы.
Таким образом, каждой переменной в MathCAD соответствует имя, которое может содержать следующие символы:

14
Урок 1. Основные понятия и команды MathCAD
 латинские и/или греческие буквы;
 цифры;
 специальные символы: _ (символ подчеркивания), %;
 точку [ . ]. При этом точка не отображается в документе, а ее ввод приводит к то- му, что следующие за ней символы отображаются чуть ниже основного текста, формируя тем самым "подстрочное имя" (―литерный индекс‖). Например, при вво- де R.Luna на экране увидим R
Luna
. Подстрочное имя внешне выглядит как ин- декс, но не является самостоятельной переменной, как настоящие индексы (смотри раздел «Переменные диапазона, индексированные переменные»).


Перечислим основные правила создания имени:
1. В начальной позиции не может стоять цифра или использоваться символ точки.
2. Не разрешается использовать специальные символы, обозначающие математиче- ские операции (например, + или *), а также символы, зарезервированные в Math-
CAD для специальных целей (! \ ― | ; [ = : @ & #).
3. Один и тот же идентификатор во всем документе должен иметь одинаковый фор- мат (шрифт и атрибут шрифта).
4. Имя не должно совпадать с каким-либо зарезервированным идентификатором
MathCAD (например, с заранее определенной переменной: e,

,

, %, ORIGIN,
TOL, CTOL, PRNPRECISION, PRNCOLWIDTH или зарезервированным именем функции, например, sin), в противном случае объект, связанный с зарезервирован- ным идентификатором, будет переопределен, в результате чего заранее определен- ная переменная или функция будет не доступна.
5. В написании имен переменных различаются прописные и строчные буквы. Так, имена NomVar и nomvar определяют различные переменные.
Примеры правильно созданных имен:
X, y, x0, y_min, Massa_1, Massa
1
, A%, Value,



sq_root
1.8.3. Ввод греческих букв
Укажем два способа ввода греческих букв:
1. Ввод с помощью кнопок панели Greek (Греческий алфавит).
2. Сначала следует нажать клавишу на клавиатуре, которая соответствует необходи- мой греческой букве, а затем нажать комбинацию клавиш [Ctrl+G]. Например, для ввода греческой буквы

(омега) необходимо сначала нажать клавишу [w], а затем
[Ctrl+G].
Чтобы быстрее освоить второй способ, приведем таблицy соответствия английских и гре- ческих букв:
Таблица 1.3. Строчные и прописные греческие буквы oQ

wW

eE

rR

TT

yY

uU

i I

oO

pP

aA

sS

dD

fF

GG

hH

JJ

kK

l L

zZ

xX

cC

vV

bB

nN

mM
