Глава 8 Работа с символьным процессором Mathcad 11

Главное Меню в стиле Windows XP разделено на несколько областей. Последнее должно быть подготовлено и скопировано (операциями Cut или Copy) в буфер обмена. В Главное меню можно добавить ярлыки программ, файлов, папок. Сделать это можно несколькими способами.

В последующих разделах этой главы каждая из упомянутых выше операций будет рассмотрена более подробно с необходимыми примерами. В большинстве случаев (но не всегда) операция факторизации ведет к упрощению выражений. Эта команда особенно удобна, когда заданное выражение есть функция ряда переменных и нужно представить его в виде функции заданной переменной, имеющей вид степенного многочлена.

Как и для операции дифференцирования, в состав исходных выражений и результатов символьного интегрирования могут входить встроенные в систему специальные математические функции. Наряду с получением результата в символьном виде эта команда позволяет найти и числовые значения функции некоторой переменной путем замены ее на числовое значение. Подстановки и замены переменных довольно часто встречаются в математических расчетах, что делает эту операцию весьма полезной.

Необходимо отметить, что не всегда результат символьных операций выводится в окно редактирования. Оба примера наглядно показывают, что помещаемый в буфер обмена результат символьных операций может быть очень полезным и порой предоставлять возможности, которые нельзя получить прямым образом.

Строка меню располагается в самой верхней части окна Mathcad. Mathcad сам «догадывается», в зависимости от контекста, какие операции могут потребоваться в текущий момент, и помещает в меню соответствующие команды.

Это же окно можно открыть из Главного меню командой ПускПанель управленияПанель задач и меню «Пуск». В заголовке меню Пуск указано имя пользователя, который зарегистрировался в системе.

Его основой является ядро, хранящее всю совокупность формул и формульных преобразований, с помощью которых производятся аналитические вычисления. Прямой доступ к большинству операций ядра (возможный в системе Maple V R3/R4), для пользователя MathCAD, к сожалению, закрыт. К примеру, библиотечный модуль Maple V содержит около 100 функций линейной алгебры, тогда как в модуле MathCAD 3. 0 есть только три важнейшие функции из этого раздела.

Само выражение в таком случае не выделяется. Для проведения символьных операций нужно прежде всего выделить объект, над которым эти операции будут выполняться. Объектом операции может быть самостоятельное математическое выражение, часть такого выражения или заданной пользователем функции, результат предшествующей операции и т д. Для выполнения операций с символьным процессором нужно выделить объект (целое выражение или его часть) сплошными линиями, синими на экране цветного дисплея.

Символьная операция Simplify (Упростить) — одна из самых важных

Если заданная операция невыполнима, система выводит в дополнительном окне сообщение об ошибке или просто повторяет выделенное выражение. При выполнении символьных операций иногда приходится сталкиваться с неприятной и трудной проблемой — «разбуханием» результатов, как промежуточных, так и конечных.

В этом случае решение (по запросу системы) можно поместить в буфер обмена и использовать его для оценки пользователем (но не для дальнейших преобразований системой в автоматическом режиме). Система MathCAD содержит пять типов символьных операций, выполняемых над объектами — выделенными математическими выражениями. При этом под математическим выражением подразумевается как полная математическая формула, так и функционально полная часть какой-либо формулы.

Здесь слева показаны исходные выражения, подвергаемые символьным преобразованиям, а справа — результат этих преобразований. Как видно на рис. 8. 2, она позволяет в символьном виде вычислять суммы (и произведения) рядов, производные и неопределенные интегралы, выполнять символьные и численные операции с матрицами.

Для этого необходимо в диалоговом окне Свойства Панели задач и меню «Пуск» (см. рис. 40) на вкладке Меню «Пуск» в группе Меню «Пуск» нажать кнопку Настроить

Эта операция позволяет упрощать математические выражения, содержащие алгебраические и тригонометрические функции, а также выражения со степенными многочленами (полиномами).

Эта команда открывает широкие возможности для упрощения сложных и плохо упорядоченных алгебраических выражений. Два последних примера на приведенном рисунке показывают, как с помощью операции Simplify можно выполнять символьные вычисления производных и определенных интегралов. Результатом вычислений могут быть специальные математические функции (см. последний пример, в котором символьное значение интеграла дает результат, выраженный через интегральный синус).

На рис. 8. 4 показано последовательное применение операции Simplify для вычисления производных алгебраического выражения, от первой до пятой включительно. Более того, она способна делать это и при вычислении кратных интегралов, пределы которых — функции.

Ярлыки программ снова будут добавлены в Главное меню после их следующего запуска. Если объект отсутствует, доступа к соответствующим операциям в позиции Symbolic главного меню нет, а сами операции выделены затененным шрифтом.

Что еще посмотреть: