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Mathcad软件介绍及简单动画操作说明
1、mathcad软件介绍 Mathcad又叫MCAD,即数学CAD,是美国Mathsoft公司推出的一个著名的交互式应用数学软件,它集数理计算、图形和文字处理等功能于一体。 Mathcad的使用和操作十分简单,它充分体现了交互式的特点。 用户无需记住很多的命令和语句,也无需写出繁琐的中间过程。 用户只需在工作页中象通常进行数学推导那样,输入计算公式、数值、等式或不等式,Mathcad就会计算出解析解或数值结果。 Mathcad能使人们离开复杂、重复、容易出错的数学椎导演算和耗费精力的计算机编程,真正集中智慧于问题的本质部分。 其用途容主要有以下的十种: 1、表达式计算、函数计算。 相当于高级计算器,除一般的加、减、乘、除、对数、三角函数等简单计算,丰富的部函数,使得可以进行微分、积分、复数、矩阵等高级复杂计算。 2、符号运算、公式推导。 公式化简、代数运算、方程及不等式的解析解、微分的解析解、积分的解析解、求极限、展开成幂级数、求多项式的系数、有理分式的展开。 3、函数作图、动画。 由函数表达式自动生成图形,包括二维平面的直角坐标及极坐标图,三维立体的表面图形、等值图、三维直方图、三维散布图、矢量图。 另有动画的制作和播放。 4、解方程和方程组。 一元方程求解、多项式方程求解、不等式方程求解、常微分方程求解、偏微分方程求解。 5、数理统计与数据处理。 统计函数、统计分布函数、随机数、插值与预测、曲线平滑、曲线拟合函数。 6、常用积分变换。 傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、小波变换等。 7、量纲、单位与数制。 量纲与单位的选择命名、数制转换等。 8、Mathcad编程。 语言特点、赋值语句、控制语句、应用等。 9、Mathconnex。 Mathconnex相当与各种软件的数据交换平台,通过她各种软件的数据可以进行双向的流动,如: Excell、Mathlab、Mathcad软件间的连接与采用。 选定组件、连接组件、系统调试与运行。 组件包括: 输入输出组件、观察结果组件、计算组件、控制数据流组件、Text文本组件、模块组件。 10、资源中心和在线帮助。 电子书、网络连接等。 如: ReferenceTables参考手册,可查物性参数,化学元素等。 电子书还包含了大量的数学在各领域中应用的书。 二、mathcad主界面 1、mathcad主界面如下图所示: 2、mathcad自身携带的操作说明 3、文本编辑 Mathcad2001可以用于编写科技论文,其文字的输入和编辑与一般字处理软件基本相似。 可以使用“Format”菜单中的“Text”、“Paragraph”和“Style”命令进行文字和段落的修饰,在格式栏中也具有一些常用格式按钮。 如下图所示: 使用“Text”命令将打开“TextFormat”对话框,可在其中选择所需的字体、字形、字号、效果(含删除线、下划线、上标和下标四种)以及颜色等。 使用“Paragraph”命令将打开“ParagraphFormat”对话框,其中的“Indent”区域用于设置缩进;“Alignment”区域用于设置对齐;“Bullet”下拉列表框用于设置项目符号和编号;单击“Tabs”按钮将打开“Tabs”对话框,可在其中进行制表位的设置。 使用“Style”命令将显示“TextStyles”对话框,用户可在其中修改已有的风格,也可创建新的风格,或删除所选择的风格。 2、公式编辑 Mathcad2001是一个功能强大的公式编辑软件,它能编辑几乎所有的数学公式,而且公式的输入和编辑十分简单、方便。 用户可在鼠标指针位置开始输入字母、数字或算子(如+、-等,可以通过单击工具栏中所需的按钮或相应的快捷键来插入它们),它们被编辑线所包围时表示被选中,可以使用空格键或左右箭头键来改变编辑线所包围的容。 例如要输入表达式“xa+b+y”,可首先在光标处输入“x”,然后按“^”键,在上标位置输入“a+b”,按两次空格或右箭头键使编辑线包围所有输入的容,接着输入“+”号,再在出现的占位符上输入“y”。
3、图形绘制 (1)二维图形 平面直角坐标(x-yplot) 例如: f1(t)=(t+1)^2的作图步骤如下: (a)在界面上先输入函数f1(t) (b)单击“graph”中的“x-yplot”图标,便会出现如下界面:
(c)在x-yplot界面上输入自变量“t”,应变量“f1(t)”及各自的变化围: t: -10~10;f1(t): 0~150;空白处单击一次,便会出现f1(t)的平面图像。 3、简单动画操作 通过动画可以直观而生动地研究数值结果,凡是Mathcad2001能产生的静止图形都可演变成相应类型的动画,这种演变是通过引入帧变量FRAME实现的。 制作动画的步骤比较简单,我们以制作一个在极坐标中的螺旋形动画为例进行介绍。 首先定义一个函数并作出它的平面坐标图: (椭圆) 定义t的围为 操作所得图形如下所示: 接着用置变量FRAME来定义围: 单击“graph”中的“x-yplot”图标,在自变量及应变量位置分别输入“x(t),x(FRAME-116/10)”“y(t),y(FRAME-116/10)”便会得如下界面: 使用“View”菜单中的“Animate”命令打开“Animate”对话框,定义帧变量FRAME的初值(From,取默认值0)、终值(To,取300)和帧速率(At,取默认值10帧/秒)。 用鼠标圈住所画出的椭圆图形,单击“Animate”按钮将制作动画,并在中间预览框显示制作过程
单击“SaveAs”按钮并以多媒体格式AVI文件进行保存。
动画制作完成后,屏幕上将显示一个用于播放动画的“Playback”窗口,窗口中显示动画的第一帧,单击播放按钮“”即可播放整个动画。
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