2015-10-22
3394
Для уменьшения рутинной работы, связанной с проведением многочисленных расчетов и построения графиков, удобнее пользоваться специальными программами, позволяющими существенно упростить этот процесс. Существует большое разнообразие этих программ, и даже целые профессиональные пакеты. Но для решения задач, поставленных в данной расчетно-графической работе, вполне достаточно наличия распространенной программы Microsoft Excel, входящей в состав Microsoft Office. Хотелось бы заметить, что приведенная далее информация не является сколько-нибудь полным учебником по использованию Excel и требует начальных знаний и опыта работы с Microsoft Office. Мы разберем только крайне узкий аспект автоматизации математических расчетов и построения графиков, применительно к решению именно нашей, конкретной задачи.
Электронная таблица представляет совокупность строк и столбцов. Столбцы обозначены буквами латинского алфавита, а строки цифрами. Пересечение строки и столбца называется клеткой или ячейкой. Каждая ячейка имеет свой адрес, который состоит из буквы столбца и цифры строки (А1, В4, С2, D6 и т.п.) (рисунок – 4). В ячейку можно ввести данные четырех типов: число, текст, формулу, время-дата.
|
|
|
Создание формул
Для ввода и редактирования значений или формул в ячейках или диаграммах, а также для отображения адреса текущей ячейки используется строка формул (рисунок – 5).
Рисунок – 5
Формулы представляют собой выражения, по которым выполняются вычисления. Формула всегда начинается со знака равно «=». Формула может включать функции, ссылки, операторы и константы.
Функция – стандартная формула, которая обеспечивает выполнение определенных действий над значениями, выступающими в качестве аргументов. Функции позволяют упростить формулы, особенно если они длинные или сложные.
Ссылка указывает на ячейку или диапазон ячеек листа, которые требуется использовать в формуле.
Оператором называют знак или символ, задающий тип вычисления в формуле. Существуют математические, логические операторы, операторы сравнения и ссылок.
Заметим, что математические операции в Excel выполняются в порядке приоритета операций, согласно правилам математики. Например, в выражении: «4-2*3» сначала будет произведено умножение «2*3» а потом вычитание. Если необходимо поменять приоритеты, необходимо пользоваться скобками. Например: «(4-2)*3». В этом случае первой операцией будет являться «4-2».
Для создания формулы следует выделить ячейку и нажать кнопку «Вставка функции» в строке формул. В диалоговом окне «Мастер функций» в раскрывающемся списке «Категория» необходимо выбрать категорию функции, затем в списке «Выберите функцию» следует выбрать функцию и нажать кнопку «ОК» или дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по названию выбранной функции.
|
|
|
Функции используются не только для непосредственных вычислений, но и для преобразования чисел, например для округления, для поиска значений, сравнения и т. д.
Для создания формул с функциями обычно используют мастер функций, но при желании функции можно вводить и с клавиатуры.
Ввод формулы начинается со знака «=». Если в клетку введена формула, то в самой клетке после нажатия клавиши ввода будет виден результат, а в строке ввода сама формула, по которой получен этот результат.
Аргументами формулы могут быть ссылки на ячейки, числа, текст, логические выражения и т. д.
Ссылки на ячейки можно вводить с клавиатуры, но удобнее пользоваться выделением ячеек мышью. Для этого следует поставить курсор в соответствующее поле, а на листе выделить необходимую ячейку или диапазон ячеек.
Текст, числа и логические выражения в качестве аргументов обычно вводят с клавиатуры.
По окончании создания функции следует нажать кнопку «ОК» или клавишу клавиатуры «Enter».
Пример 1. Вычислить значение функций f1 = ех · sin(х) и f2 = х3+2х2-7 для -1< х <1 с шагом х=0,2.
В ячейке А1 напишите название аргумента- х, а в ячейках А2-А12 его значения (рисунок – 6).
В ячейки В1 и В2 напишите название функций - f1 и f2.
В ячейку В2 введите формулу: = EXP(А2)*SIN(A2). Делается это в строке формул (см. рисунок – 2). Нажмите «Enter». Размножьте эту формулу на остальные ячейки столбца В, ухватив левой мышью черный квадратик в правом нижнем углу рамки выделенной ячейки В2 и протащив рамку до конца изменения аргумента (до ячейки В12). В итоге будут вычислены и введены в ячейки соответствующие значения функции.
В ячейку С2 введите формулу: =СТЕПЕНЬ(A2;3)+2*СТЕПЕНЬ(A2;2)-7 и размножьте ее аналогично столбцу В.
В результате вы должны получить таблицу с расчетами, аналогичную представленной на рисунке 7.
Можно изменить внешний вид ячеек: выбрать заливку, шрифт, границы и другие свойства. Для того, чтобы установить свойства ячейке или группе ячеек, необходимо выделить эту ячейку (группу ячеек) и выбрать в контекстном меню команду «Формат ячеек».
Построение графиков
Графики являются средством наглядного представления данных и облегчают выполнение сравнений, выявление закономерностей и тенденций данных. Используя созданные таблицы в программе Excel можно строить разнообразные графики и диаграммы. Построенная диаграмма является самостоятельным объектом, ее можно редактировать, изменять в размерах, перемещать, выводить на печать.
График связан с соответствующей таблицей и при изменении данных в таблице – изменяется и вид графика.
Для построения диаграммы можно использовать кнопку панели инструментов 
- мастер диаграмм.
В диалоговом окне «Мастер диаграмм» следует выбрать тип и вид диаграммы. Диалоговое окно имеет две вкладки: «Стандартные» и «Нестандартные».
Во вкладке «Стандартные» расположены стандартные типы диаграмм Microsoft Excel и их разновидности (рисунок – 8).
Выбранный тип и вид диаграммы можно будет изменить в последующем при редактировании и оформлении диаграммы.
По окончании выбора типа и вида диаграммы следует нажать кнопку «Далее».
В диалоговом окне «Мастер диаграмм» источник данных диаграммы можно уточнить или выбрать заново. Диалоговое окно имеет две вкладки: «Диапазон данных» и «Ряд».
Если перед началом создания диаграммы на листе были выделены ячейки с данными, то во вкладке «Диапазон данных» будет указан диапазон ячеек листа, для которого создается диаграмма. А на листе этот диапазон обведен бегущим пунктиром. При необходимости можно очистить поле Диапазон и, не закрывая диалогового окна, на листе выделить другой диапазон ячеек.
|
|
|
Как правило, независимо от размещения данных на листе, Microsoft Excel правильно выбирает вариант построения рядов данных (по строкам или по столбцам выделенного диапазона) и устанавливает соответствующий переключатель (на строках или на столбцах). Имена рядов данных, показываются в легенде. При необходимости можно выбрать самостоятельно, но это существенно изменит вид диаграммы.
По окончании работы с источниками данных диаграммы в диалоговом окне «Мастер диаграмм» источник данных диаграммы следует нажать кнопку «Далее».
В том же диалоговом окне «Мастер диаграмм» можно выбрать и установить основные параметры диаграммы. Диалоговое окно, в зависимости от типа создаваемой диаграммы, имеет от трех до шести вкладок: Заголовки, Оси, Линии сетки, Легенда, Подписи данных, Таблица данных.
Во вкладке «Заголовки» можно создать основные подписи в диаграмме. Заголовки в соответствующие поля вводятся с клавиатуры. В последующем при редактировании и оформлении диаграммы можно будет изменить названия или сделать так, чтобы соответствующие заголовки автоматически вставлялись из ячеек листа (рисунок – 9).
Во вкладке «Оси» в большинстве случаев ничего изменять не приходится. Задать параметры оси (максимальное и минимальное значения, цену деления и др.) пока невозможно. Это можно будет сделать при редактировании и оформлении оси.
Во вкладке «Линии сетки» можно установить отображение линий сетки. Шаг линий сетки определяется ценой деления, установленной для соответствующей оси. Линии сетки облегчают восприятие величины данных на графике.
Во вкладке «Легенда» можно установить отображение легенды диаграммы и выбрать ее расположение. Наличие легенды желательно при создании нескольких графиков. Если в исходные данные диаграммы были включены имена рядов данных, подписи в легенде автоматически формируются из содержимого указанных ячеек, а затем автоматически изменяются при изменении содержимого ячеек. Если же имена рядов не были заданы, то в легенде будет отображен текст Ряд 1, Ряд 2 и т. д. В любом случае произвольно изменять текст легенды нельзя.
|
|
|
Во вкладке «Подписи данных» можно выбрать подписи, помещаемые на элементы данных диаграммы. Содержание подписей данных автоматически формируется из содержимого соответствующих ячеек, а затем автоматически изменяется при изменении содержимого ячеек. Произвольно изменять содержимое подписей данных нельзя.
Задать параметры размещения подписей данных пока невозможно. Это можно будет сделать при оформлении подписей.
Для графиков подписи значений существенно облегчают восприятие. При отсутствии легенды или осей можно установить отображение имен рядов и имен категорий.
Во вкладке «Таблица данных» можно установить отображение таблицы данных, для которых создается диаграмма, непосредственно на диаграмме. Содержание таблицы данных автоматически формируется из содержимого соответствующих ячеек, а затем автоматически изменяется при изменении содержимого ячеек.
В любом случае основные параметры диаграммы можно будет изменить в последующем при редактировании и оформлении диаграммы.
Пример 2. Построить графики функций f1 = ех · sin(х) и f2 = х3+2х2-7 для -1< х <1.
Как составить таблицу данных и рассчитать значения этих функций в точках с определенным шагом, рассматривалось в Примере 1. Теперь, пользуясь составленной в результате выполнения примера таблицей, построим графики этих функций.
Выделите мышкой диапазон ячеек, для которого создается диаграмма. В нашем случае выделим диагонально от ячейки А2 до С12. После выделения, этот диапазон будет выделен цветовой (обычно голубой) заливкой и нажмите кнопку «Мастер диаграмм». В появившемся окне выберите вид диаграммы – Точечная диаграмма со значениями, соединенными сглаживающими линиями (см. рисунок – 8). После выбора типа диаграммы нажмите кнопку «Далее». Перейдите во вкладку «Ряд» и подпишите названия функций, например «Функция – 1» и «Функция – 2». Нажмите «Далее». В появившемся окне (рисунок – 6), нажимая на вкладки, введите название диаграммы и осей и включите основные линии сетки.
Щелкая дважды левой кнопкой мыши на осях или графиках, вы можете настроить вид, толщину и цвет линий и маркеров (точек), размер шрифта, шаг линий сетки и т.д. Результат показан на рисунке – 10.
