Методические материалы для выполнения лабораторных работ

для специальности

23.05.01 «Наземные транспортно-технологические комплексы»

специализация

«Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства

и оборудование»

 

 

Форма обучения – очная, заочная

 

 

Санкт-Петербург 2017

Краткое содержание лабораторного практикума

Наименование раздела теоретической части дисциплины	Номер и тема лабораторной работы
Системы компьютерной математики Интерфейс среды MathCad Математические выражения, встроенные и пользовательские функции	Лабораторная работа № 1 - Основы MathCAD. Вычислить выражение. Создать пользовательскую функцию. Табулировать функцию для выбранного аргумента.
Матричные операции в MathCAD	Лабораторная работа № 2– Матричные операции в MathCAD. Заполнение матриц. Поиск элементов по ключу. Накопление.
Решение уравнений в MathCAD.	Лабораторная работа № 3. Решения СЛАУ. Реализовать решение заданной СЛАУ в среде MathCAD 4-мя методами:
Графические возможности MathCAD	Лабораторная работа № 4. Графические возможности MathCAD. Построение графиков функций.
Программирование в MathCAD Основные алгоритмические структуры вMathCAD Программирование алгоритмов работы с массивами в MathCAD.	- Программирование в MATCAD. Работа с массивами.
. Формулы, имена и функции. Графики и диаграммы	6. Лабораторная работа № 6 – Вычисления в Exсel. Построение графиков. Вычислить в Exсel выражение с применением функций рабочего листа и созданием функции пользователя в VBA.
Основы офисного программирования. Язык программирования VBA. Синтаксис, типы данных, основные операторы VBA.	Лабораторная работа № 7– Основы программирования в VBA. Создание программы для вычисления значения функции. 1.
Процедуры и функции. . Объектная модель Exсel	Лабораторная работа № 8 - Программирование алгоритмов обработки массивов в VBA.
Программирование объектов Exсel в VBA..	Лабораторная работа № 9– Применение диалоговых окон (форм). Создание пользовательской формы для ввода и обработки диапазона ячеек рабочего листа в MS Excel.
Формирование матриц и векторов. Операции над матрицами.	Лабораторная работа № 10 - Пакет MatLab. Операции над матрицами. Решить заданную СЛАУ методом Крамера и матричным методом.

Перечень и содержание лабораторных работ

ЛАБОРАТОРНОЯ РАБОТА №1

Основы MathCAD. Вычислить выражение. Создать пользовательскую функцию. Табулировать функцию для выбранного аргумента.

Назначение Mathcad.

 

Mathcad является математическим редактором, позволяющим проводить разнообразные научные и инженерные расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов.

Mathcad, построен в соответствии с принципом "что Вы видите, то и получите". Достаточно просто вводить математические выражения с помощью встроенного редактора формул, причем в виде, максимально приближенном к общепринятому и тут же получать результат.

Математические выражения и текст вводятся с помощью формульного редактора Mathcad,

Mathcad позволяет решать различные задачи:

проведение математических расчетов;

подготовка графиков с результатами расчетов;

ввод исходных данных и вывод результатов в файлы

подготовка отчетов работы в виде печатных документов;

получение различной справочной информации из области математики.

Математические расчеты производятся немедленно, в соответствии с введенными формулами.

Графики различных типов вставляются непосредственно в документы.

Символьные вычисления позволяют осуществлять аналитические преобразования.

Mathcad позволяет получать разнообразную справочную информацию по математике, физике, механике, химии.

Для вычисления достаточно ввести с клавиатуры выражение, например Cos(4/5)=

После того, как будет нажата клавиша со знаком равенства, появится результат

Подобным образом можно проводить и более сложные и громоздкие вычисления, используя для ввода соответствующие панели

 

 

 

Чтобы ввести встроенную функцию в выражение: определите место в выражении, куда следует вставить функцию, нажмите кнопку с надписью f(x) на панели инструментов и имя встроенной функции.

 

 

В Mathcad переменные, операторы и функции вводятся и вычисляются так, как они были бы написаны на листе бумаги. Математические выражения вычисляются слева направо и сверху вниз. Чтобы определить переменную, достаточно ввести ее имя и присвоить ей некоторое значение, для чего служит оператор присваивания. Введите в желаемом месте имя переменной, например W и ведите оператор присваивания с помощью клавиши «:» или нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов

 

 

 

В Mathcad числовые переменные и функции могут обладать размерностью.

Чтобы создать размерную переменную введите символ умножения после значения переменной и выберите команду «Математика à Единицы» либо нажмите кнопку с изображением мерного стакана.

 

 

В списке «Единица измерения» выберите нужную единицу измерения

 

Задав значения аргументам, присвоим нужное выражение искомой переменной и с помощью символа «=», получим ответ.

 

Mathcad контролирует корректность применения размерных переменных. Нельзя, например, складывать переменные разной категории размерности

Функции

Функции определенные пользователем в Mathcad записываются в форме:

ИмяФункции(Список аргументов):=Выражение

Например y(a,b,x):=a*sin(x-b)

Все переменные, присутствующие в выражении определения функции должны входить в список аргументов функции. После определения функции, её можно использовать для вычисления, предварительно придав значения аргументам.

или или

При вводе знака равенства для вычисления математических выражений в Mathcad, фактически применяется оператор вычисления или численного вывода.

Оператор численного вывода означает, что все вычисления проводятся с числами, а различные встроенные алгоритмы реализуются соответствующими численными методами.

Ранжированные переменные

Ранжированные или дискретные переменные в Mathcad, это переменные которые изменяются в некотором диапазоне с постоянным шагом. Для создания ранжированной переменной надо присвоить ей начальное значение, затем через запятую следующее (начальное + шаг) и далее после символа диапазона «..», вводимого с панели «Матрицы» или клавишей «;», конечное значение.

 

 

Ранжированные или дискретные переменные применяются для получения листинга значений функции, например:

 

С помощью ранжированных переменных организуются циклы, итерационные вычисления.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Матричные операции в MathCAD. Заполнение матриц.