Kako pretvoriti MCD datoteku u PDF datoteku. Kako pretvoriti MCD datoteku u PDF datoteku Mathcad vodič

1.2. Uvod u Mathcad

U ovom odjeljku, gledajući malo unaprijed, pokazat ćemo kako brzo početi raditi s Mathcadom, naučiti unositi matematičke izraze i dobiti prve rezultate izračuna.

Riža. 1.1. Mathcad 11 prozor s novim dokumentom

Nakon što se Mathcad 11 instalira na računalo i pokrene, pojavljuje se glavni prozor aplikacije, prikazan na sl. 1.1. Ima istu strukturu kao i većina Windows aplikacija. Odozgo prema dolje nalazi se naslov prozora, traka izbornika, alatne trake (standardne i za oblikovanje) i radni list ili radni list. novi dokument kreira se automatski kada pokrenete Mathcad. Na samom dnu prozora nalazi se statusna traka. Imajući na umu sličnost Mathcad editora s običnim uređivačima teksta, intuitivno ćete razumjeti svrhu većine gumba na alatnim trakama.

Uz kontrole koje se nalaze u tipičnom uređivač teksta, Mathcad je opremljen dodatnim alatima za unos i uređivanje matematičkih simbola, od kojih je jedan alatna traka Math (slika 1.1). Pomoću ove, kao i niza pomoćnih ploča za biranje, prikladno je unositi jednadžbe.

Da biste izvršili jednostavne izračune pomoću formula, učinite sljedeće:

  • odredite mjesto u dokumentu na kojem se izraz treba pojaviti klikom miša na odgovarajuće mjesto u dokumentu;
  • unesite lijevu stranu izraza;
  • unesite znak jednakosti<=>.

Ostavimo za sada razgovor o pouzdanijim načinima unosa matematičkih simbola i dajmo primjer najjednostavnijih izračuna. Da biste izračunali sinus broja, jednostavno unesite izraz kao sin(1/4)= s tipkovnice. Nakon što pritisnete tipku znaka jednakosti, rezultat se pojavljuje na desnoj strani izraza, kao čarolijom (Listing 1.1).

Ispis 1.1. Izračunavanje jednostavnog izraza

Na sličan način možete izvršiti složenije i glomaznije izračune, koristeći cijeli arsenal posebnih funkcija koje su ugrađene u Mathcad. Njihova imena najlakše je unijeti s tipkovnice, kao u primjeru s računanjem sinusa, ali izbjegavati moguće greške u njihovom pisanju, bolje je odabrati drugačiji put. Za uvođenje ugrađene funkcije u izraz:

  • Odredite gdje u izrazu želite umetnuti funkciju.
  • Pritisnite gumb s oznakom f(x) na standardnoj alatnoj traci (kursor pokazuje na njega na slici 1.2).
  • S popisa Function Category u dijaloškom okviru Insert Function koji se pojavi odaberite kategoriju kojoj funkcija pripada—u ovom slučaju, kategoriju Trigonometric.
  • S popisa Naziv funkcije odaberite naziv ugrađene funkcije kako se pojavljuje u Mathcadu (sin). Ako imate poteškoća s odabirom, slijedite savjet koji se pojavljuje kada odaberete funkciju u donjem tekstualnom polju dijaloškog okvira Umetanje funkcije.
  • Pritisnite OK - funkcija će se pojaviti u dokumentu.
  • Upiši nedostajuće argumente unesene funkcije (u našem slučaju to je 1/4).

Rezultat će biti uvođenje izraza iz listinga 1.1, za čiju vrijednost je potrebno samo unijeti znak jednakosti.

Većina numeričkih metoda programiranih u Mathcadu implementirane su kao ugrađene funkcije. Pomičite se kroz popise u dijaloškom okviru Insert Function u svoje slobodno vrijeme da biste dobili ideju o posebnim funkcijama i numeričkim metodama koje možete koristiti u svojim izračunima.

Naravno, ne može se svaki znak unijeti s tipkovnice. Na primjer, nije jasno kako u dokument umetnuti znak integrala ili razlike. U tu svrhu Mathcad ima posebne alatne trake, vrlo slične alatima za formule. Microsoft uređivač Riječ. Kao što je ranije navedeno, jedna od njih - alatna traka za matematiku - prikazana je na sl. 1.1. Sadrži alate za umetanje matematičkih objekata (operatora, grafova, programskih elemenata itd.) u dokumente. Ova je ploča prikazana u većem prikazu na sl. 1.3 već na pozadini dokumenta koji se uređuje.

Panel sadrži devet gumba, od kojih svaki pritisak dovodi do pojave druge alatne trake na ekranu. Ovih devet dodatnih ploča omogućuje vam umetanje raznih objekata u Mathcad dokumente. Na sl. 1.3, kao što možete lako vidjeti, na Math panelu, kada se pritisne, nalaze se prva dva gumba odozgo lijevo (pokazivač miša nalazi se iznad lijevog). Stoga na ekranu postoje još dvije ploče - Kalkulator i Grafikon. Lako je pogoditi koji su objekti umetnuti kada kliknete gumbe na ovim pločama.

Riža. 1.2. Umetanje ugrađene funkcije

Više pojedinosti o namjeni ovih i drugih alatnih traka opisano je u nastavku (pogledajte odjeljak 1.3).

Na primjer, možete unijeti izraz iz Ispisa 1.1 isključivo koristeći ploču Kalkulator. Da biste to učinili, prvo morate pritisnuti gumb za grijeh (prvi odozgo). Rezultat ove akcije prikazan je na sl. 1.3 (izraz u okviru). Sada sve što preostaje je upisati izraz 1/4 unutar zagrada (u rezervirano mjesto označeno crnim pravokutnikom). Da biste to učinili, redom pritisnite tipke 1, - i 4 na ploči Kalkulatora, a zatim na njoj tipku - za dobivanje odgovora (naravno, isto kao u prethodnom retku dokumenta).

Kao što vidite, matematičke simbole možete umetati u dokumente na različite načine, kao i na mnoge druge Windows aplikacije. Ovisno o iskustvu s Mathcadom i računalnim navikama, korisnik može odabrati bilo koji od njih.

Riža. 1.3. Korištenje matematičke alatne trake

Ako tek počinjete svladavati Mathcad editor, toplo preporučam da unosite formule gdje god je to moguće pomoću alatnih traka i opisanog postupka za umetanje funkcija pomoću dijaloškog okvira Insert Function. Time ćete izbjeći mnoge moguće pogreške.

Opisani koraci pokazuju korištenje Mathcada kao običnog kalkulatora s proširenim skupom funkcija. Za matematičara je minimalno interes da može definirati varijable i operacije s korisničkim funkcijama. Nema ništa jednostavnije - u Mathcadu se ove radnje, kao i većina drugih, provode prema principu "kako je uobičajeno u matematici, tako se i upisuje." Stoga ćemo dati relevantne primjere (listing 1.2 i 1.3), bez gubljenja vremena na komentare (ako imate problema s razumijevanjem popisa, pogledajte relevantne odjeljke ovog poglavlja radi pojašnjenja). Obratite pozornost samo na operator dodjele koji se koristi za postavljanje vrijednosti varijabli u prvom retku ispisa 1.2. On se, kao i svi ostali znakovi, može unijeti pomoću ploče Kalkulatora. Dodjeljivanje je označeno simbolom ":=" kako bi se naglasila njegova razlika od operacije vrednovanja.

Listing 1.2. Korištenje varijabli u izračunima

Listing 1.3. Definiranje korisničke funkcije i izračunavanje njezine vrijednosti u točki x=1

Zadnji popis definira funkciju f(x). Njegov graf je prikazan na sl. 1.4. Da biste ga izgradili, kliknite na gumb ploče s grafikonom pravi tip grafiku (preko nje se na slici nalazi pokazivač miša) i u grafičkom predlošku koji se pojavi odredite vrijednosti koje će se iscrtavati po osi. U našem slučaju, morali smo unijeti x u rezervirano mjesto blizu x-osi i f (x) - blizu Y-osi.

Riža. 1.4. Grafičko crtanje funkcije (ispis 1.3)

Usporedite sadržaj ispisa 1.3 i sl. 1 4. Ovaj stil prezentacije zadržat će se kroz cijelu knjigu. Popisi su isječci radnih prostora dokumenata koji se pokreću bez dodatnog koda (osim ako nije posebno navedeno). Možete unijeti sadržaj bilo kojeg unosa u novi (prazan) dokument i on će raditi potpuno isto kao u radnoj knjizi. Kako bi se izbjeglo pretrpavanje popisa, grafikoni su prikazani na zasebnim slikama. Za razliku od sl. 1.4, na sljedećim slikama kod ispisa nije dupliciran, a ako u naslovu postoji poveznica na ispis, to znači da se ovaj grafikon može umetnuti u dokument nakon spomenutog ispisa.

Jedna od najimpresivnijih značajki Mathcada su simbolički izračuni koji vam omogućuju analitički rješavanje mnogih problema. Zapravo, prema autoru, Mathcad "zna" matematiku, prema barem, na razini dobrog znanstvenika. Vješto korištenje inteligencije Mathcad simboličkog procesora spasit će vas od ogromnog broja rutinskih izračuna, na primjer, integrala i izvodnica (Listing 1.4). Obratite pozornost na tradicionalni oblik pisanja izraza, jedina posebnost je potreba za korištenjem simboličnog simbola za izračun -> umjesto znaka jednakosti. Usput, može se unijeti u Mathcad editor s bilo koje ploče Evaluation ili Symbolic, a simboli integracije i diferencijacije mogu se unijeti s ploče Calculus.

Listing 1.4. Simbolička izračunavanja

U ovom dijelu razmatran je samo mali dio računalnih mogućnosti Mathcad sustava. Međutim, nekoliko ovdje navedenih primjera daje dobru ideju o njegovoj svrsi. Moguće je čak da je preuranjenim govorom o jednostavnosti s kojom se mogu izvesti matematički proračuni autor izgubio neke od najnestrpljivijih čitatelja koji su već priješli na rješavanje svojih problema. Savjetujem im da kao referencu koriste drugi i treći dio knjige, a za najbolji prikaz rezultata neka koriste četvrti dio. U nastavku, u ovom i sljedećim poglavljima ovog dijela, detaljnije su obrađene osnove Mathcada.

Ovo poglavlje opisuje važeće nazive Mathcad varijabli i funkcija, unaprijed definirane varijable poput i prikaze brojeva.
Mathcad radi s kompleksnim brojevima jednako lako kao i s realnim brojevima. Mathcad varijable mogu poprimiti složene vrijednosti, a većina ugrađenih funkcija definirana je za složene argumente. Ovo poglavlje opisuje korištenje kompleksnih brojeva u Mathcadu.

Ovo poglavlje opisuje nizove u Mathcadu. Dok regularne varijable (skalari) pohranjuju jednu vrijednost, nizovi pohranjuju mnogo vrijednosti. Kao što je uobičajeno u linearnoj algebri, nizovi koji imaju samo jedan stupac često će se zvati vektorima, a svi ostali - matricama. Diskretni argument je varijabla koja poprima određeni broj vrijednosti svaki put kada se koristi. Diskretni argumenti uvelike poboljšavaju mogućnosti Mathcada dopuštajući vam izvođenje višestrukih izračuna ili petlji s ponovljenim izračunima.

Ovo poglavlje opisuje diskretne argumente i pokazuje kako ih koristiti za izvođenje iterativnih izračuna, prikaz tablica brojeva i olakšavanje unosa mnogih numeričkih vrijednosti u tablicu.

Mathcad koristi regularne operatore kao što su + i /, kao i operatore specifične za matrice, kao što su transponirani i determinantni operatori, te posebne operatore kao što su integrali i derivacije.

Ovo poglavlje sadrži popis Mathcad operatora i opisuje kako unijeti i koristiti posebne operatore.

Ovo poglavlje navodi i opisuje mnoge Mathcadove ugrađene funkcije. Mathcad statističke funkcije opisane su u poglavlju “Statističke funkcije”. Funkcije koje se koriste za rad s vektorima i matricama opisane su u poglavlju “Vektori i matrice”. Ovo poglavlje daje popis i opis ugrađenih funkcija paketa Mathcad. Ove funkcije obavljaju širok raspon računalnih zadataka, uključujući statističku analizu, interpolaciju i regresijsku analizu. Mathcad PLUS vam omogućuje pisanje programa. Program u Mathcadu je izraz koji se pak sastoji od drugih izraza. Mathcad programi sadrže konstrukcije koje su na mnogo načina slične programskim konstrukcijama u programskim jezicima: uvjetni prijenosi kontrole, naredbe petlje, opseg varijable, korištenje potprograma i rekurzija.

Pisanje programa u Mathcadu omogućuje rješavanje problema koje je nemoguće ili vrlo teško riješiti na bilo koji drugi način.

Ovo poglavlje opisuje kako riješiti jednadžbe i sustave jednadžbi pomoću Mathcada. Možete riješiti i jednu jednadžbu s jednom nepoznanicom i sustave jednadžbi s nekoliko nepoznanica. Maksimalan broj jednadžbi i nepoznanica u sustavu je pedeset. Ovo poglavlje opisuje kako riješiti stvarne obične diferencijalne jednadžbe (ODE) i parcijalne diferencijalne jednadžbe pomoću Mathcada. Mathcad sadrži širok raspon funkcija za rješavanje diferencijalnih jednadžbi. Neke od ovih funkcija koriste specifična svojstva određene diferencijalne jednadžbe kako bi pružile dovoljnu brzinu i točnost u pronalaženju rješenja. Drugi su korisni kada trebate ne samo dobiti rješenje diferencijalne jednadžbe, već i iscrtati graf željenog rješenja. Ovo poglavlje opisuje simboličke transformacije u Mathcadu. Mathcad čita i piše podatkovne datoteke - ASCII datoteke koje sadrže numeričke podatke. Čitajući podatkovne datoteke, možete uzeti podatke iz različitih izvora i analizirati ih u Mathcadu. Pisanjem podatkovnih datoteka možete izvesti Mathcad rezultate u programe za obradu teksta, proračunske tablice i druge aplikacijske programe.

Mathcad uključuje dva skupa funkcija za čitanje i pisanje podataka. ČITATI, PISATI I DODATI pročitati ili napisati jednu numerička vrijednost u isto vrijeme. PROČITAJ PRN, WRITEPRN I DODAJ PRN pročitati cijelu matricu iz datoteke s redovima i stupcima podataka ili napisati matricu iz Mathcada kao takvu datoteku.

Mathcad grafikoni su svestrani i jednostavni za korištenje. Za izradu grafikona kliknite na mjesto na koje želite umetnuti grafikon, odaberite Kartezijanski graf iz izbornika Grafička umjetnost i popunite prazna polja. Grafikone možete formatirati na sve moguće načine, mijenjajući izgled osi i obrise krivulja te koristeći različite oznake. U nekim slučajevima, prilikom konstruiranja grafikona, prikladnije je koristiti polarne, a ne kartezijeve koordinate. Mathcad vam omogućuje izradu polarnih dijagrama. Mathcad radni dokumenti mogu sadržavati 2D i 3D grafiku zajedno s njima. Za razliku od 2D dijagrama, koji koriste diskretne argumente i funkcije, 3D dijagrami zahtijevaju matricu vrijednosti. Ovo poglavlje pokazuje kako se matrica može prikazati kao površina u trodimenzionalnom prostoru.

Ovo poglavlje pokriva stvaranje, korištenje i oblikovanje površina u 3D prostoru. Sljedeća poglavlja opisuju kako raditi s drugim vrstama grafikona.

Grafikoni opisani u ovom poglavlju omogućuju vam prikaz linija razine. To su linije duž kojih veličina funkcije definirane na ravnini dviju varijabli ostaje konstantna. U Mathcadu možete izraditi kartu ravnih linija na isti način kao površinski crtež: definiranjem funkcije kao matrice njezinih vrijednosti, u kojoj svaki redak i stupac odgovaraju određenim vrijednostima argumenata. Ovo poglavlje opisuje kako se matrica može prikazati kao mapa linija razine. 3D histogrami pružaju dodatne mogućnosti vizualizacije podataka. Uz njihovu pomoć, matrica brojeva može se prikazati kao skup stupaca različitih visina. Možete prikazati trake gdje se nalaze u matrici, ili ih postavite jednu na drugu ili ih postavite duž jedne linije. Kod korištenja drugih vrsta 3D grafikona potrebno je formirati matricu u kojoj redovi i stupci odgovaraju vrijednostima x I g, a vrijednost elementa matrice određuje koordinatu z. Kada konstruirate dijagram raspršenja, možete izravno odrediti koordinate x, g I z bilo kakvo skupljanje bodova. Stoga je ova vrsta grafikona korisna za crtanje parametarskih krivulja ili za promatranje kolekcija (klastera) podataka u trodimenzionalnom prostoru. Ovo poglavlje pokazuje kako se tri vektora mogu koristiti za izradu dijagrama raspršenja. Ovo poglavlje opisuje kako stvoriti dvodimenzionalno vektorsko polje predstavljanjem dvodimenzionalnih vektora kao kompleksnih brojeva. (jamesr) 25. srpnja 2008. 7:01

Zdravo,
Imam pitanje koje se odnosi na proces koji trenutno koriste naši inženjeri stresa. Nakon što dovrše mathcad radni list, oni ispisuju na Adobe PDF pisač koji zatim iskače dijaloški okvir Spremi PDF (ne mogu pronaći način da automatiziram ovaj dio). Imenuju i spremaju PDF datoteku. Jednom kada se stvori, Acrobat standard se otvara i odabiru spremanje datoteke kao .PNG. Višestruke .png datoteke stvaraju se na temelju broja stranica u pdf datoteci koje su stvorene. Nakon što se to završi, cijeli skup .png datoteka umeće se u Word dokument. Umetanje skupa .png datoteke su mukotrpne jer s njihovim trenutnim postupkom moraju umetati .png datoteke u Word doc jednu po jednu.

Ako imaju više .mcd datoteka koje treba pretvoriti i smjestiti unutar riječi doc, možete zamisliti koliko cijeli ovaj proces traje. Dobio sam zadatak da razvijem novi proces.

Zamišljam stvaranje alata koji može odabrati više mathcad datoteka i zatim ih grupirati kroz ovaj proces (MathCAD -> PDF -> PNG -> word) . Molim za prijedloge kako to najbolje postići. Uglavnom, PDF je u petlji taj što formatira .MCD datoteku prema njihovim standardima. Svaki drugi pristup s Mathcadom proizvodi nepravilno ponašanje. Konačni rezultat mora biti u word dokumentu zbog politike velike tvrtke.

Do sada nisam našao nijedan konkretan primjer kako to postići.

Hvala svima,
James

  • Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
    Patrick Leckey 25. srpnja 2008. 7:13 (kao odgovor na (jamesr))

    Automatizacija MathCAD-a za ispis u PDF ovisit će o MathCAD-u i njegovim mogućnostima automatizacije. Acrobat ne može prisiliti vanjsku aplikaciju da ispiše nešto u PDF.

    Svakako biste mogli automatizirati Acrobat za izlaz PDF-a u PNG.

    Opet, Acrobat ne može pretvoriti PNG u Word dokument, tako da bi dio procesa automatizacije ispao iz opsega Acrobatove automatizacije. Htjeli biste pogledati VBA za Word kako biste automatizirali taj dio.

  • Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
    (jamesr) 25. srpnja 2008. 7:30 (kao odgovor na (jamesr))

    Malkyt,
    Ne postoji opcija u MathCAD File->SaveAs->WordDoc
    Možete spremiti kao .rtf, .html ili drugu verziju mathCAD-a.

    MathCAD-ova automatizacija dala mi je metodu .printall(). PrintAll ispisuje na Windows zadani pisač. Mogu programski promijeniti svoj zadani pisač, međutim, problem je kada Adobe PDF je zadani pisač, dijaloški okvir za spremanje kao PDF ispis se pojavljuje i zahtijeva intervenciju korisnika. Postoji li način da se ovo automatizira? Vidio sam tihu metodu ispisa u acrobat bibliotekama nakon pregledavanja preglednika objekata u VS 2003.

    U osnovi, mathcad izgleda donekle ograničeno...Izgleda da moram ispisivati ​​u Adobe PDF da bih formatirao podatke...nisam siguran kako taj proces funkcionira iza scene. U kojem trenutku Adobe preuzima mathcad?

    Još jednom hvala što ste me uputili u pravom smjeru

    James
    Hvala.
    James

Ovo poglavlje opisuje važeće nazive Mathcad varijabli i funkcija, unaprijed definirane varijable poput i prikaze brojeva.
Mathcad radi s kompleksnim brojevima jednako lako kao i s realnim brojevima. Mathcad varijable mogu poprimiti složene vrijednosti, a većina ugrađenih funkcija definirana je za složene argumente. Ovo poglavlje opisuje korištenje kompleksnih brojeva u Mathcadu.

Ovo poglavlje opisuje nizove u Mathcadu. Dok regularne varijable (skalari) pohranjuju jednu vrijednost, nizovi pohranjuju mnogo vrijednosti. Kao što je uobičajeno u linearnoj algebri, nizovi koji imaju samo jedan stupac često će se zvati vektorima, a svi ostali - matricama. Diskretni argument je varijabla koja poprima određeni broj vrijednosti svaki put kada se koristi. Diskretni argumenti uvelike poboljšavaju mogućnosti Mathcada dopuštajući vam izvođenje višestrukih izračuna ili petlji s ponovljenim izračunima.

Ovo poglavlje opisuje diskretne argumente i pokazuje kako ih koristiti za izvođenje iterativnih izračuna, prikaz tablica brojeva i olakšavanje unosa mnogih numeričkih vrijednosti u tablicu.

Mathcad koristi regularne operatore kao što su + i /, kao i operatore specifične za matrice, kao što su transponirani i determinantni operatori, te posebne operatore kao što su integrali i derivacije.

Ovo poglavlje sadrži popis Mathcad operatora i opisuje kako unijeti i koristiti posebne operatore.

Ovo poglavlje navodi i opisuje mnoge Mathcadove ugrađene funkcije. Mathcad statističke funkcije opisane su u poglavlju “Statističke funkcije”. Funkcije koje se koriste za rad s vektorima i matricama opisane su u poglavlju “Vektori i matrice”. Ovo poglavlje daje popis i opis ugrađenih funkcija paketa Mathcad. Ove funkcije obavljaju širok raspon računalnih zadataka, uključujući statističku analizu, interpolaciju i regresijsku analizu. Mathcad PLUS vam omogućuje pisanje programa. Program u Mathcadu je izraz koji se pak sastoji od drugih izraza. Mathcad programi sadrže konstrukcije koje su na mnogo načina slične programskim konstrukcijama u programskim jezicima: uvjetni prijenosi kontrole, naredbe petlje, opseg varijable, korištenje potprograma i rekurzija.

Pisanje programa u Mathcadu omogućuje rješavanje problema koje je nemoguće ili vrlo teško riješiti na bilo koji drugi način.

Ovo poglavlje opisuje kako riješiti jednadžbe i sustave jednadžbi pomoću Mathcada. Možete riješiti i jednu jednadžbu s jednom nepoznanicom i sustave jednadžbi s nekoliko nepoznanica. Maksimalan broj jednadžbi i nepoznanica u sustavu je pedeset. Ovo poglavlje opisuje kako riješiti stvarne obične diferencijalne jednadžbe (ODE) i parcijalne diferencijalne jednadžbe pomoću Mathcada. Mathcad sadrži širok raspon funkcija za rješavanje diferencijalnih jednadžbi. Neke od ovih funkcija koriste specifična svojstva određene diferencijalne jednadžbe kako bi pružile dovoljnu brzinu i točnost u pronalaženju rješenja. Drugi su korisni kada trebate ne samo dobiti rješenje diferencijalne jednadžbe, već i iscrtati graf željenog rješenja. Ovo poglavlje opisuje simboličke transformacije u Mathcadu. Mathcad čita i piše podatkovne datoteke- ASCII datoteke koje sadrže numeričke podatke. Čitajući podatkovne datoteke, možete uzeti podatke iz različitih izvora i analizirati ih u Mathcadu. Pisanjem podatkovnih datoteka možete izvesti Mathcad rezultate u programe za obradu teksta, proračunske tablice i druge aplikacijske programe.

Mathcad uključuje dva skupa funkcija za čitanje i pisanje podataka. ČITATI, PISATI I DODATIčitati ili pisati jednu po jednu numeričku vrijednost. PROČITAJ PRN, WRITEPRN I DODAJ PRN pročitati cijelu matricu iz datoteke s redovima i stupcima podataka ili napisati matricu iz Mathcada kao takvu datoteku.

Mathcad grafikoni su svestrani i jednostavni za korištenje. Za izradu grafikona kliknite na mjesto na koje želite umetnuti grafikon, odaberite Kartezijanski graf iz izbornika Grafička umjetnost i popunite prazna polja. Grafikone možete formatirati na sve moguće načine, mijenjajući izgled osi i obrise krivulja te koristeći različite oznake. U nekim slučajevima, prilikom konstruiranja grafikona, prikladnije je koristiti polarne, a ne kartezijeve koordinate. Mathcad vam omogućuje izradu polarnih dijagrama. Mathcad radni dokumenti mogu sadržavati 2D i 3D grafiku zajedno s njima. Za razliku od 2D dijagrama, koji koriste diskretne argumente i funkcije, 3D dijagrami zahtijevaju matricu vrijednosti. Ovo poglavlje pokazuje kako se matrica može prikazati kao površina u trodimenzionalnom prostoru.

Ovo poglavlje pokriva stvaranje, korištenje i oblikovanje površina u 3D prostoru. Sljedeća poglavlja opisuju kako raditi s drugim vrstama grafikona.

Grafikoni opisani u ovom poglavlju omogućuju vam prikaz linija razine. To su linije duž kojih veličina funkcije definirane na ravnini dviju varijabli ostaje konstantna. U Mathcadu možete izraditi kartu ravnih linija na isti način kao površinski crtež: definiranjem funkcije kao matrice njezinih vrijednosti, u kojoj svaki redak i stupac odgovaraju određenim vrijednostima argumenata. Ovo poglavlje opisuje kako se matrica može prikazati kao mapa linija razine. 3D histogrami pružaju dodatne mogućnosti vizualizacije podataka. Uz njihovu pomoć, matrica brojeva može se prikazati kao skup stupaca različitih visina. Možete prikazati trake gdje se nalaze u matrici, ili ih postavite jednu na drugu ili ih postavite duž jedne linije. Kod korištenja drugih vrsta 3D grafikona potrebno je formirati matricu u kojoj redovi i stupci odgovaraju vrijednostima x I g, a vrijednost elementa matrice određuje koordinatu z. Kada konstruirate dijagram raspršenja, možete izravno odrediti koordinate x, g I z bilo kakvo skupljanje bodova. Stoga je ova vrsta grafikona korisna za crtanje parametarskih krivulja ili za promatranje kolekcija (klastera) podataka u trodimenzionalnom prostoru. Ovo poglavlje pokazuje kako se tri vektora mogu koristiti za izradu dijagrama raspršenja. Ovo poglavlje opisuje kako stvoriti dvodimenzionalno vektorsko polje predstavljanjem dvodimenzionalnih vektora kao kompleksnih brojeva.

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSKE FEDERACIJE

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja

DRŽAVNO SVEUČILIŠTE SANKT PETERBURG

INŽENJERSTVO ZRAKOPLOVNIH INSTRUMENTA

A. I. Panferov, A. V. Loparev, V. K. Ponomarev

Tutorial

Sankt Peterburg 2004

UDK 681.3.068 BBK 32.973

Panferov A. I., Loparev A. V., Ponomarev V. K.

P16 Primjena Mathcada u inženjerskim proračunima : Udžbenik. dodatak / SPbGUAP. St. Petersburg, 2004. 88 str.: ilustr.

Udžbenik sadrži opis glavnih mogućnosti paketa aplikacija Mathcad 2000 s detaljnim preporukama za njegovu upotrebu u inženjerskim izračunima. Daju se algoritmi za rješavanje standardnih problema, primjeri i potrebne informacije iz kolegija više matematike.

Priručnik je namijenjen studentima tehničkih specijalnosti 1812, 1903, 1310.

Recenzenti:

Odjel za automatizaciju i procese upravljanja, Državno elektrotehničko sveučilište u St. Petersburgu; kandidat tehničke znanosti S. G. Kucherkov (SSC RF - Središnji istraživački institut "Electropribor")

Odobreno od strane Uredničkog i izdavačkog vijeća Sveučilišta

kao pomoćno sredstvo u nastavi

Edukativno izdanje

Panferov Aleksandar Ivanovič Loparev Aleksej Valerijevič Ponomarjov Valerij Konstantinovič

PRIMJENA MATHCAD-A U INŽENJERSKIM PRORAČUNIMA

Tutorial

Urednik A. V. Podchepaeva

Računalno tipkanje i prijelom N. S. Stepanova

Predan za zapošljavanje 04.06.04. Potpisano za objavu 08.10.04. Format 60×84 1/16. Offset papir. Offset tisak. Uvjetna pećnica l. 5.2. Uvjetna cr.-ott. 5.3. Akademsko ur. l. 5.6. Naklada 100 primjeraka. Redni broj 444

Uredničko-izdavački odjel Odjel za elektroničke publikacije i bibliografiju knjižnice

Odjel za operativni tisak Državnog sveučilišta za zrakoplovnu upravu u Sankt Peterburgu

190000, St. Petersburg, B. Morskaya st., 67

© Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation", 2004.

Predgovor................................................. .........................................................

1. UVOD U MATHCAD .................................................. ....... ...................

1.1. Mathcad prozor ................................................. .... ........................

1.2. Primjeri jednostavnih radnji.................................................. .......... ...

1.3. Grafikoni ................................................. ....... ............................................

1.4. Područja teksta ................................................ ......... .............

2. VEKTORI I MATRICE............................................. ....... ....................

2.1. Specificiranje nizova..................................................... ........ ...................

2.2. Vektorski i matrični operatori i funkcije..................

2.3. Diskretni argumenti..................................................... ... ..........

3. OPERATORI..................................................... .... ............................................

4. UGRAĐENE FUNKCIJE............................................ ........ ...............

4.1. Trigonometrijske funkcije................................................. ...

4.2. Logaritamske i eksponencijalne funkcije.............................................

4.3. Posebne funkcije i funkcije skraćivanja.....................................

4.4. Diskretna Fourierova transformacija..................................................... .....

4.5. Fourierova transformacija u realnoj domeni.........

4.6. Alternativni oblici Fourierove transformacije.................................

4.7. Komadično kontinuirane funkcije..................................................... .....

4.8. Statističke funkcije................................................. ... ......

4.9. Gustoće distribucije vjerojatnosti.....................................

4.10. Funkcije distribucije..................................................... ... ......

4.11. Funkcije interpolacije i predviđanja.....................................

4.12. Regresijske funkcije................................................. ... ..............

5. RJEŠAVANJE JEDNADŽBI............................................. ....... ...............

5.1. Numeričko rješenje jednadžbe s jednom nepoznanicom......

5.2. Pronalaženje korijena polinoma..................................................... .............

5.3. Rješavanje sustava jednadžbi.................................................. ................... ....

5.4. Rješavanje diferencijalnih jednadžbi.....................................

6. SIMBOLIČKA IZRAČUNAVANJA.................................................. ...... ......

6.1. Izračuni..................................................... ....... ...................................

6.2. Fourierova i Laplaceova transformacija..................................................... ....

6.3. Izravna i inverzna z-transformacija..................................... .....

7. PROGRAMIRANJE..................................................... ..... ...................

Bibliografija................................................. ............... ...............

PREDGOVOR

Učinkovit rad inženjera trenutno je nezamisliv bez njega osobnih računala(PC) i razvijene telekomunikacijske mogućnosti. Osiguran je rad samog računala operacijski sustav(primjerice MS-DOS, OS/2, Be OS, Linux, Windows itd.), a za rješavanje aplikativnih problema koriste posebne aplikacijske programske pakete.

Naravno, kvalificirani korisnik koji je dovoljno vješt u jednom od programskih jezika (na primjer, C, Pascal, Fortran, Lisp, Prolog, itd.) može samostalno razviti i otkloniti pogreške zasebnog programa ili skupa programa koji mu omogućuje implementirati algoritam svog zadatka na osobnom računalu. Štoviše, u nekim slučajevima visoko specijalizirani program koji je izradio korisnik može raditi znatno brže od programa iz programskog paketa. Međutim, ovaj pristup obično zahtijeva velike troškove rada za programiranje, otklanjanje pogrešaka i testiranje svakog programa, značajno smanjujući udio kreativnog rada u rješavanju specifičnog tehničkog problema.

Kako bi se smanjilo vrijeme programiranja, kreiran je velik broj aplikacijskih paketa čija se područja uporabe uvelike preklapaju. Za najučinkovitiju upotrebu računalna tehnologija potrebno je pravilno odabrati najbolji programski paket u najranijoj fazi rješavanja aplikacijskog problema.

Najpoznatiji aplikacijski programski paketi koji se trenutno koriste u inženjerskim proračunima su Mathcad, Matlab, Derive, Maple V, Mathematica, VisSim poznatih inozemnih tvrtki i paketi ruskih proizvođača open source softvera Dynamics i CLASSIC (razvio SPGETU).

Najučinkovitije ga je koristiti pri proučavanju sustava automatskog upravljanja i računalnih matematičkih problema programski sustav Matlab s opsežnim domenama

digitalne knjižnice (toolbox) i alat za vizualno modeliranje Simulink. Za vizualno modeliranje i simulaciju u kombinaciji sa stvarnom opremom najprikladniji je VisSim, čija je besplatna akademska verzija dostupna na sveučilištu. Za analizu i sintezu linearnih sustava upravljanja, CLASSIC je najprikladniji.

Analitičke transformacije mogu se izvoditi uz pomoć mnogih programskih paketa, primjerice Mathcad, Matlab, Mathematica, no najmoćnijim alatom za automatizaciju analitičkih izračuna smatra se paket Maple V. Jednostavniji specijalizirani paket za analitičke transformacije je Derive.

Sve gore navedene pakete podržavaju i razvijaju velike tvrtke. Na Internetu postoji dovoljan broj stranica na kojima se po nazivu paketa mogu pronaći biblioteke programa koji se slobodno distribuiraju, tutoriali, dodaci i ispravci novih verzija programa (patch), te poveznice na news grupe.

Ovaj vodič predstavlja popularni programski paket Mathcad i sadrži velik broj primjera. Prilikom proučavanja priručnika preporučljivo je raditi sve primjere na računalu.

1. UVOD U MATHCAD

Mathcad je iznimno jednostavan za korištenje i jednostavan za učenje. Većina radnji potrebnih za upravljanje programom su intuitivne i potrebna je osoba koja je prethodno radila na softveru da svlada njegove osnovne mogućnosti. Windows okruženje, traje dva do tri sata.

Sustav Mathcad ima sljedeće karakteristike:

Posvuda se koristi uobičajena metoda matematičke notacije. Ako postoji općeprihvaćeni način predstavljanja jednadžbe, matematičke operacije ili grafikona, Mathcad ga koristi;

Koristi se princip “Što vidite to i dobijete” (WYSIWYG). Nema skrivenih informacija, sve je prikazano na ekranu. Ispisani rezultat izgleda potpuno isto kao na zaslonu;

jednostavni izrazi se upisuju na tipkovnici pomoću standardnih tipki. Za specijalni operatori(predznaci zbroja, integrali, matrice itd.) predviđene su posebne palete;

veliki broj dobro testiranih numeričkih algoritama uvelike olakšava rješavanje primijenjenih problema;

osim numeričkih izračuna moguće su i simboličke transformacije,

ima širok grafičke mogućnosti za analizu rezultata izračuna, omogućuje vam stvaranje animacija;

u potpunosti podržava OLE i DDE tehnologije, omogućujući povezivanje s drugim Windows aplikacijama;

prikladan sustav pomoći. Označavanjem izjave, funkcije ili poruke o pogrešci i pritiskom na , na zaslonu možete prikazati pomoć s objašnjenjem. Pomoć sadrži objašnjenja korak po korak o određenoj temi i ilustrativne primjere;

u prozoru možete koristiti trake za pomicanje, kao u bilo kojem Windows programu. Kao i drugi Windows programi, Mathcad sadrži traku izbornika. Da biste pozvali izbornik, samo kliknite na njega mišem ili pritisnite tipku zajedno s podcrtanim znakom.

Za korištenje gumba palete simbola postavite kursor na odabrano mjesto u radnom dokumentu i kliknite lijevu tipku miša. U radnom dokumentu pojavit će se mali križić. Zatim postavite kursor na željeni gumb palete simbola i ponovno pritisnite lijevi gumb mišem i odaberite željeni element (znakovi jednakosti, odnosi, dva ili 3D grafikon, integral, programska struktura itd.). Odabrani element pojavit će se umjesto križića u radnom dokumentu.

Ispod trake gumba palete simbola nalaze se gumbi alatne trake koji dupliciraju naredbe glavnog izbornika. Kada postavite pokazivač iznad gumba, pojavljuje se tekst koji opisuje što gumb radi. Neposredno ispod alatne trake nalazi se ploča s fontovima koja vam omogućuje promjenu veličine i drugih karakteristika fontova u formulama i tekstu. Radi uštede prostora na zaslonu, svaka od ovih komponenti može se prikazati ili sakriti pomoću odgovarajuće naredbe iz izbornika Prozor. Sve slike u ovom vodiču prikazuju samo radni dokument.

1.2. Primjeri jednostavnih radnji

Kliknite bilo gdje na zaslonu lijevom tipkom miša i unesite redak pomoću tipkovnice

Nakon upisivanja znaka jednakosti, Mathcad procjenjuje izraz i prikazuje rezultat

15 − 8 = 14.923

Ovaj primjer pokazuje značajke Mathcada.

Mathcad prikazuje formule točno onako kako su tiskane u knjigama ili napisane na ploči - preko cijele površine zaslona. Mathcad određuje veličinu razlomaka, zagrada i drugih matematičkih simbola tako da se na ekranu pojavljuju onako kako bi se inače pojavili na papiru.

Mathcad razumije koju operaciju treba izvesti prvu. U gornjem primjeru, Mathcad je "znao" da je dijeljenje potrebno izvršiti prije izračuna i prikazao je izraz u skladu s tim.

Izraz na ekranu može se uređivati ​​postavljanjem pokazivača na željeno mjesto i zamjenom starih znakova novima. Nakon postavljanja pokazivača na slobodno polje ili drugi izraz, novi rezultat će se automatski izračunati.

Utipkajmo sljedeće retke na tipkovnici:

b:0,1 x(t):exp(–b t) sin(t) x(t)=

Nakon klika izvan jednakosti za x(t), radni dokument će izgledati ovako:

t:= 0,5,0,6..20 b:= 0,1

x(t):= exp(–b t) sin(t) x(t)=

Prvi redak daje sekvencijalno dodjeljivanje brojeva 0,5 argumentu t; 0,6; 0,7 itd. do 20. Treba napomenuti da se dvotočka [:] na ekranu automatski zamjenjuje znakom dodjeljivanja [:=], a točka s

zarez [;] – znak [..]. Treći red predstavlja definiciju funkcije. Četvrti redak prikazuje vrijednost funkcije za zadane vrijednosti argumenata u obliku tablice. Zadani zaslon prikazuje prvih 16 redaka tablice. Da biste vidjeli sljedeće elemente, možete kliknuti mišem bilo gdje u tablici i upotrijebiti traku za pomicanje koja se pojavi ili "razvući" tablicu.

Mathcad može postaviti format za prikaz brojeva, tj. promijeniti broj prikazanih decimalnih mjesta, promijeniti eksponencijalni prikaz brojeva u regularni zapis s decimalnom točkom i tako dalje. To se radi na sljedeći način:

Kliknite lijevom tipkom miša na tablicu da biste je označili čvrstom konturnom linijom;

odaberite Rezultat iz izbornika Format; U dijaloškom okviru koji se pojavi postavite potrebne parametre.

Na primjer, zadani "Prag" je 3. To znači da se brojevi veći od 103 i manji od 10–3 prikazuju u znanstvenom zapisu. Da biste zamijenili 3 sa 6, morate kliknuti desno od 3, pritisnuti tipku i upisati 6 ili koristiti gumbe za povećavanje.

1.3. Karte

Mathcad može izgraditi dvodimenzionalne grafove u kartezijanskim i polarnim koordinatama, slike ravnih linija, prikazati površine i prikazati niz drugih trodimenzionalnih grafova.

Razmotrimo stvaranje jednostavnog dvodimenzionalnog dijagrama koji prikazuje funkciju predstavljenu u prethodnom odjeljku. Za izradu grafikona u Mathcadu morate kliknuti na slobodan prostor, gdje ga želite postaviti i odaberite stavku Grafikon - Ovisnost X-Y iz izbornika Umetanje. Pojavit će se prazan grafikon s poljima za unos podataka. U polje ispod sredine x-osi potrebno je unijeti naziv varijable t. Sada trebate kliknuti u polje nasuprot sredine y-osi i ovdje unijeti x(t). Preostala polja namijenjena su za unos granica na osi - maksimalne i minimalne vrijednosti iscrtane na osi. Ako ih ostavite praznima, Mathcad će ih automatski ispuniti prilikom izrade grafikona. Nakon što kliknete izvan grafikona, Mathcad izračunava i iscrtava točke na grafikonu, kao što je prikazano na slici. 2.