Симонова А.Г., Лазарева Т.И., Михайлюк Е.А.
Компьютерное
Обеспечение специальности
Рабочая тетрадь
По выполнению домашних работ
для студентов специальности
Автоматизация технологических процессов и производств
Профиль 01- Автоматизация технологических процессов и производств
(заочной формы обучения)
Одобрено редакционно-издательским советом
Института
Старый Оскол
Рецензент:
Составитель:
Симонова А.Г., Лазарева Т.И.
© Симонова А.Г., Лазарева Т.И.
© Кафедра АиПЭ
Лист для оценки работы студента
Ф.И.О. студента_____________________________________________
____________________________________________________________
Группа______________________________________________________
Ф.И.О. преподавателя_________________________________________
____________________________________________________________
Рецензия преподавателя:______________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Общая оценка………………………….…………………………………
Подпись……………………..…..Дата «___»________________200__г.
Содержание
Домашнее задание № 1. 4
«Освоение математического пакета Mathcad». 4
Введение. 4
1.1 Цели и задачи домашнего задания. 4
1.2 Содержания домашнего задания. 5
1.3 Порядок выполнения домашнего задания. 15
1.4 Контрольные вопросы.. 26
Домашнее задание № 2. 27
«Основы работы в MatLab». 27
Введение. 27
2.1 Цели и задачи домашнего задания. 27
2.2 Содержания домашнего задания. 28
2.3. Порядок выполнения домашнего задания. 37
2.4 Контрольные вопросы.. 48
Список литературы.. 49
Введение
Рабочая тетрадь содержит необходимый теоретический материал, подробные инструкции по выполнению домашних работ на темы «Освоение математического пакета Mathcad» и «Основы работы в MatLab» по курсу «Компьютерное обеспечение специальности». Изучение этих программных пакетов будет способствовать более легкому и детальному усвоению последующих дисциплин, а также формированию практических навыков в работе с программными средствами, используемыми в дальнейшем для математических и научно-технических задач и оформления исследований.
Для успешного выполнения и защиты домашних заданий рекомендуется предварительно изучить теоретический материал, разобрать примеры приведенных задач. Домашние задания выполняются по разработанным по вариантам, оформляются в рабочих тетрадях. Перед защитой домашних заданий рабочие тетради сдаются на проверку преподавателю.
Домашнее задание № 1
«Освоение математического пакета Mathcad»
Введение
Mathcad является самым популярным из компьютерных математических пакетов компании МаthSoft. С его помощью можно решать самые разные математические задачи и оформлять результаты расчетов на высоком профессиональном уровне.
Mathcad позволяет записывать на экране компьютера формулы в их привычном виде. С его помощью можно решить почти любую математическую задачу символьно, либо численно. Текст можно размещать в любых местах вокруг уравнений, чтобы документировать процесс решения.
Mathcad имеет свою собственную справочную систему. Электронные книги делают доступными для использования в рабочем документе множество полезных формул, справочных данных и диаграмм простым нажатием кнопки. Интерфейс пакета обеспечивает слежение за ошибками: сообщение об ошибке отмечает формулу, в которой содержит ошибка; вырезку и вставку уравнений, текста и графики. Контекстная интерактивная система справок обеспечивает возможность получения помощи при выполнении любых операций.
Пакет Mathcad содержит встроенную систему единиц измерения и проверки размерности, встроенный алгоритм решения систем уравнений и неравенств, работает с комплексными числами, переменными и функциями, вычисляет производные, интегралы, суммы рядов и т.д.
Mathcad содержит большой набор статистических функций, включая линейную регрессию, гамма - функцию, интеграл ошибок, функции вероятностных распределений, позволяет работать с векторами и матрицами, включая операции матричного умножения, обращения матриц, транспонирования, вычисления определителя матриц, скалярное и векторное умножение и т.д.
1.1 Цели и задачи домашнего задания
Знакомство с пакетом Mathcad, принципами его работы, приобретение навыков работы по вводу, редактированию формул, проведению вычислений с применением встроенных функций, созданию и изменению графиков.
1.2 Содержания домашнего задания
Вариант задания каждого студента соответствует его порядковому номеру по списку в журнале.
Описать порядок действий (команд), произведенных при решении каждого задания.
Задание 1.2.1
Упростить:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.2
Разложить выражение:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.3
Разложить на множители:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.4
Разложить на простейшие дроби рациональную дробь:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.5
Найти:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.6
Найти производные функций:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.7
Найти 
, 
, 
:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.8
Найти интеграл:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.9
Вычислить интеграл:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.10
Решите уравнение:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.11
Решите систему уравнений, используя функцию Find:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.12
Решите систему уравнений:
a. матричным способом и используя функцию lsolve;
b. методом Гаусса:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. 
16. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 1.2.13
Построить график функции:
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14.
15. 
16. 
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1.3 Порядок выполнения домашнего задания
Знакомство с Mathcad
Двойной щелчок на пиктограмме Mathcad вызывает появление заставки. Затем открывается окно приложения. Оно имеет ту же структуру, что и большинство приложений Windows. Сверху вниз располагаются:
- заголовок окна;
- строка меню;
- панели инструментов Standard (стандартная), Formatting (форматирования), Resources (ресурсы);
- рабочая область;
- строка состояния.
Команды выполняются как с помощью меню, так и панелей инструментов или клавиатуры.
Строка меню содержит девять заголовков, щелчок мыши на каждом из которых приводит к появлению соответствующего меню с перечнем команд:
· File(Файл)–команды, связанные с созданием, открытием, сохранением, пересылкой по электронной почте и распечаткой на принтере файлов с документами;
· Edit (Правка) –команды, относящиеся к правке текста (копирование, вставка, удаление и т.п.);
· View (Вид) –команды, управляющие внешним видом документа в окне редактора Mathcad, а также команды, создающие файлы анимации;
· Insert (Вставка) – команды вставки различных объектов в докуметы;
· Format (Формат) –команды форматирования текста, формул и графиков;
· Tools (Инструменты) –команды управления вычислительным процессом и дополнительными возможностями;
· Symbolisc (Символика) –команды символьных вычислений;
· Window (Окно) –команды управления расположением окон с различными документами на экране;
· 
Help (Справка)–команды вызова справочной информации, сведений о версии программы.
Mathcad снабжен дополнительными средствами для ввода и редактирования математических символов, одним из которых является панель инструментов Math (рис.1). Она содержит инструменты для вставки в документы математических объектов (операторов, графиков, элементов программ и т.п.). Панель содержит девять кнопок, нажатие каждой из которых приводит к появлению на экране еще одной панели инструментов:
§ Calculator– служит для вставки основных математических операций;
§ Graph (График) – для вставки графиков;
§ Matrix (Матрица) – для вставки матриц и матричных операторов;
§ Evaluation (Выражения) – для вставки операторов управления вычислениями;
§ Calculus (Вычисления) – для вставки операторов интегрирования, дифференцирования, суммирования;
§ Boolean (Булевы операторы) – для вставки логических (булевых) операторов;
§ Programming (Программирование) – для программирования средствами Mathcad;
§ Greek (Греческие символы) – для вставки греческих символов;
§ Symbolic – для вставки символьных операторов.