Для выполнения сложных расчетов, связанных с выполнением многих инженерных задач, может быть использована уникальная программа MathCad [1-6]. Эта автоматизированная система разрешает динамично обрабатывать данные в числовом и формульном (аналитическом) виде. Программа MathCad имеет также возможности проведения расчетов и подготовки форматированных научных и технических документов.
Программа MathCad рассматривает широкий спектр задач, таких как:
– подготовка научно-технической документации, которая включает в себя текст, формулы в обычном для специалистов виде;
– вычисление результатов математических операций с числовыми константами, переменными и размерными физическими величинами;
– операции с векторами и матрицами;
– решение уравнений и систем уравнений (неравенств);
– построение двумерных и трехмерных графиков;
– тождественные преобразования выражений (в том числе их упрощение);
– аналитическое решение уравнений и систем;
– дифференцирование и интегрирование (аналитическое и численное);
– решение дифференциальных уравнений;
– анализ данных.
Научно-технические документы, как правило, имеют формулы, результаты расчетов в виде таблиц данных и графиков, текстовые комментарии или описания, другие иллюстрации. В программе MathCad им соответствуют два вида объектов: формулы и текстовые блоки. Формулы вычисляются с использованием числовых констант, переменных, функций (стандартных и определенных пользователем), а также с использованием общепринятых определений математических операций.
В данном учебно-методическом пособии приведенные практические положения и рекомендации, относительно широкого использования MathCad в работе инженерно-технических работников как для проведения вычислений, так и для формирования документов.
Более детально математические операции, которые присутствуют в программной среде MathCad, рассмотрено к каждой приведенной лабораторной работе. Рассмотрена работа с матрицами, возможность решения линейных и нелинейных систем уравнений, линейная и сплайнова интерполяция, символьные алгебраические вычисления, символьные действия из математического анализа (дифференцирование, интегрирование, и т.п.), определение решения дифференциальных уравнений, специальные функции.
Основные положения, которые рассматриваются в этой работе, относятся к базовому программному продукту MathCad. Сейчас есть несколько его версий [3, 6], каждая из них имеет свои особенности, но основные операции для выполнения вычислений присутствуют во всех новых разработках MathCad.
