Построение двумерного графика

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 24

ПОСТРОЕНИЕ ПРОСТЫХ ГРАФИКОВ В MATHCAD

Цель работы:

ü ознакомиться с системой математического моделирования MathCad;

ü изучение графических возможностей символьного пакета MathCAD;

ü ознакомиться с основными функциями командами и панелями системы MathCad;

ü получить навыки построения простых графиков в системе MathCad.

Обеспечение работы:

ü ПК с установленными необходимыми программами для работы (MathCad);

ü методические указания к выполнению работы (электронный вариант).

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом данных методических указаний;

2. Выполнить задания, приведенные в разделе II. Порядок выполнения работы;

3. Ответить на контрольные вопросы, сделать выводы.

4. Оформить отчет.

 

Содержание отчета:

ü тема, цель и порядок выполнения работы;

ü привести выполненные задания (скриншоты);

ü ответы на контрольные вопросы;

ü выводы.

Теоретические положения

I. ГРАФИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПАКЕТА

ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТОВ MATHCAD

В пакете MathCAD встроено несколько различных типов графиков, которые можно разделить на двумерные (или графики на плоскости) и трехмерные (графики в пространстве) В свою очередь двумерные графики делятся на

- XY (декартовый) график (XY Plot);

- полярный график (Polar Plot).

Среди трехмерных выделяют

- график трехмерной поверхности (Surface Plot);

- график линий уровня (Contour Plot);

- трехмерная гистограмма (3D Bar Plot);

- трехмерное множество точек (3D Scatter Plot);

- векторное поле (Vector Field Plot).

Деление графиков на типы несколько условно, так как управляя установками многочисленных параметров, можно создавать комбинации типов графиков, а также новые типы (например, двумерная гистограмма распределения является разновидностью простого XY-графика).

Все графики создаются аналогичным способом, с помощью панели инструментов Graph (График), различия обусловлены отображаемыми данными.

Некорректное определение данных приводит, вместо построения графика, к выдаче сообщения об ошибке.

Построение двумерного графика.

К двумерным графикам относят графики в декартовой и полярной системах координат. Созданный однажды график одного типа нельзя переделать в график другого типа (в отличие от трехмерных графиков). Для построения XY-графика необходимы два ряда данных, откладываемых по осям ОХ и ОУ.

Для построения нужно:

· щелкнуть мышью в свободном месте рабочего документа;

· нажать комбинацию клавиш [shift] + 2 или щелкнуть мышью по палитре графических операторов или выбрать пункт X - Y Plot из меню Insert (Вставка).

Появляется пустой график с полями ввода для выражений, отображаемых по осям графика.

XY-график двух векторов.

Самый простой и наглядный способ получить декартов график – это сформировать два вектора данных, которые будут отложены вдоль осей ОХ и ОУ. Последовательность построения графика двух векторов х и у показана на рис. 1. В этом случае в шаблоны возле осей вводятся просто имена векторов. Также допускается откладывать по осям элементы векторов, т. е. вводить в шаблоны возле осей имена  и  соответственно (рис.). В результате получается график, на котором отложены точки, соответствующие парам элементов векторов, соединенные отрезками прямых линий. Образованная ими ломаная называется рядом данных, или кривой (trace).

Пример 1.

XY-график функции.

График любой скалярной функции f(х) можно построить двумя способами. Первый заключается в дискретизации значений функции, присвоении этих значений вектору и прорисовке графика вектора.

Пример 2.

Второй способ, называемый быстрым построением графика, заключается во введении функции в один из шаблонов (например, у оси ординат), а имени аргумента – в шаблон у другой оси абсцисс (рис.). В шаблоны слева и справа от аргумента необходимо ввести границы диапазона изменения значений аргумента. Если такой диапазон не задан, по умолчанию график будет построен в диапазоне значений аргумента от -10 до 10.

 

Пример 3.