1.3 Ввод и редактирование данных.

Предыдущий раздел Начало лекции Начало курса Следующий раздел

Начало раздела

Ввод и редактирование формул и текста.

В MatCAD-документе курсор ввода имеет вид красного крестика. Этот крестик указывает, в каком месте рабочего листа будет произведено следующее действие. Установив указатель мыши в нужном месте документа и выполнив щелчок, вы перемещаете туда крестик (можно использовать стрелки, а не мышь). Указатель в виде крестика может принимать другие формы.

Он становится вертикальной чертой голубого цвета при вводе формулы в области формул или при выборе уже существующей формулы. Перемещать этот голубой курсор можно только с помощью клавиш-стрелок.

Если при перемещении красного курсора-крестика вы вторглись в область формулы, курсор автоматически принимает форму голубого курсора формул.

Помимо курсора формул в вашем распоряжении находится курсор мыши. С его помощью можно только позиционировать курсор формул, как и курсор-крестик, но не перемещать его.

Если вам не нравится взаимное расположение областей в документе, его можно изменить:

  • установите курсор-крестик на пустом месте документа
  • удерживая нажатой левую клавишу мыши, создайте прямоугольную рамку из пунктирных линий, захватывая области, положение которых вы хотите изменить (попавшие в рамку области будут выделены пунктиром).
  • установите курсор на одну из выделенных областей (курсор примет вид черной руки)
  • удерживая нажатой левую клавишу мыши, переместите выделенные области в требуемое место.
  • При вводе текстовой области (клавиша ["]) курсор-крестик имеет вид вертикальной красной черты. При этом текстовая область окружена черной рамкой.

    Если вы уже вводите текст, забыв создать текстовую область (т.е MathCAD воспринимает введенный текст как формулу), то достаточно нажать клавишу пробела, и MathCAD преобразует формулу в текст. Преобразование в обратном направлении невозможно.

    Остановимся подробнее на свойствах голубого курсора формул. Для этого рассмотрим пример. Предположим, что MathCAD не известна функция cosh (гиперболический косинус), и нам необходимо ввести определение:

    Введем следующую последовательность символов:
    f (x) : ((e^x)+(e^-x))/2
    Скобки здесь необходимы: они показывают, к чему относится та или иная операция. Если не вводить внутренние скобки, то следующее за x выражение будет прибавлено к показателю степени. Если же отпустить внешние скобки, то только второе слагаемое будет разделено на два.

    Однако в MathCAD предусмотрены более экономичные методы редактирования и ввода. С помощью клавиши пробела можно увеличить область выделения - у голубого курсора появляется горизонтальный след. Отмеченный следом курсора фрагмент формулы, как бы подразумевается заключенным в скобки.
    Введенную выше формулу можно ввести по-другому:
    f (x) : e^x [Пробел] + e^-x [Пробел] [Пробел] [Пробел] /2
    След курсора позволяет снабжать фрагменты формул мнимыми скобками таким образом, что последующая математическая операция относится ко всему выражению, отмеченному следом курсора, т.е. заключенному в мнимые скобки.

    Часто бывает необходимым все-таки заключение в скобки некоторой части введенного выражения. Для этого достаточно выделить (с помощью клавиши [Пробел]) заключаемую в скобки часть выражения и нажать клавишу ['] (апостроф). Обычно курсор со следом при вводе формул имеет вид уголка, навпавленного вправо (след направлен влево от курсора), предлагая вправо ввести необходимые значения. А что делать, если вы пропустили какую-то часть формулы, или необходимо подправить выражение и дописать кое-что слева? Для этого можно воспользоваться клавишей [Ins].

    Клавиша [Ins] при вводе формул играет роль переключателя между режимом вставки и ввода. В режиме вставки след курсора направлен вправо и вводимые символы появляются слева от курсора.

    При редактировании формул случаются ошибки. На этот случай в меню Edit имеется команда Undo, отменяющая последнее действие. Того же результата можно достичь, воспользовавшись соответствующей кнопкой панели инструментов Standart или комбинацией клавишь [Alt+Backspace].

    Для удаления отдельных чисел или фрагментов формул используется клавиша [Backspace] - если курсор находится в режиме ввода, и клавиша [Del] - если курсор находится в режиме вставки. Для удаления больших частей формул удобнее воспользоваться мышью, выделив соответствующий фрагмент (протащить по нему мышь с нажатой левой кнопкой) и нажав клавишу [Del].

    В MathCAD существует возможность разбивки больших выражений на строки, если выражения состоит из нескольких слагаемых. Для этого:
  • выполните щелчок на операнде, который, по вашему мнению, следует перенести на следующую страницу
  • увеличьте след курсора в режиме вставки таким образом, чтобы отметить всю правую часть формулы
  • нажмите клавишу Backspace. Стоящий перед курсором знак + будет удален. При этом обе части формулы заключаются в скобки.
  • нажмите комбинацию клавишь [Ctrl+Enter] (осуществляется перевод строки)
  • Если же там, где оканчивается строка, находится знак вычитания, то необходимо удалить символ разности - минус - и произвети перевод строки. При этом MathCAD превратит разность в сумму, что сделает результат неправильным. Но погрешность можно компенсировать, присвоив первому слагаемому во второй строке знак минус.

    Если вы по ошибке удалили знак умножения и осуществили перенос строки, то результат будет неправильным, поскольку MAthCAD заменит умножение сложением. Разбивка на строки не может применяться для выражений, результаты вычислений которых получены в символьном виде.

    Начало раздела

    Присваивание переменным значений.

    Обычные переменные отличаются от системных тем, что они должны быть предварительно определены пользователем. В качестве оператора присваивания используется знак :=. Если переменной присваивается начальное значение с помощью оператора :=, такое присваивание называется локальным.

    С помощью знака є ( три горизонтальные чёрточки, вводится клавишей [~] (тильда) ) можно обеспечить глобальное присваивание, то есть оно может производиться в любом месте документа. Для вывода результата или для контроля значений переменных используется обычный знак равенства = (если выводится численный результат) или знак символьного равенства -> (стрелка) ,если вычисления производятся в символьном виде. Для ввода стрелки можно использовать клавиши [Ctrl+.] или соответствующую кнопку наборной панели Symbolic

    Переменные могут использоваться в математических выражениях, быть аргументами функций или операндом операторов. Переменные могут быть и размерными, то есть характеризоваться не только своим значением, но и указанием физической величины.

    Начало раздела

    Определение функций пользователя

    При определении функций пользователя так же как и при определении переменных могут быть использованы знаки локального и глобального присвоения. При этом с использованием знака глобального присваивания функция может быть определена в любом месте документа.

    Синтаксис определения функции:
    Name_Func (arg1, arg2, ..., argN) := Выражение
    Name_Func (arg1, arg2, ..., argN) є Выражение
    Здесь Name_Func - имя функции; arg1, ..., argN - аргументы функции; Выражение - любое выражение, содержащее доступные системе операторы и функции с операндами и аргументами, указанными в списке параметров.

    Начало раздела

    Ранжированные переменые.

    Ранжированные переменные – особый класс переменных, который в системе Math CAD зачастую заменяет управляющие структуры, называемые циклами. Эти переменные имеют ряд фиксированных значений, с определённым шагом меняющихся от начального значения до конечного.

    Ранжированные переменные характеризуются именем и индексом каждого своего элемента. Например:
    Name:=Nbegin .. Nend
    где Name - имя переменной,Nbegin - её начальное значение, Nend - конечное значение, .. - символ, указывающий на изменение переменной в заданных пределах (он вводится знаком точки с запятой ;). Если Nbegin < Nend , то шаг изменения переменной будет +1, в противном случае - (-1).

    Для создания ранжированной переменной общего вида используется выражение:
    Name := Nbegin, (Nbegin + Step)..Nend.
    Здесь Step-заданный шаг переменной.

    Ранжированные переменные широко применяются для представления числовых значений функций в виде таблиц, а также для построения их графиков. Любое выражение с ранжированными переменными после знака равенства инициирует таблицу вывода. Полезно учитывать некоторые свойства таблиц вывода:

    Есть три способа показать значения векторов:

    Xj= выводится обычная таблица вывода;

    X= выводится вектор, если число его элементов меньше 10;

    X= выводится таблица вывода со слайдером, если число элементов вектора больше 10.

    В таблице вывода можно и вставлять числовые значения, и корректировать их.

    Индексированные переменные, образующиеся в результате задания ранжированных переменных, могут применяться в последующих формульных блоках. Однако при этом необходимо соблюдать соответствие результатов (конечных и промежуточных) векторному типу этих переменных. Необходимо помнить, что ранжированная переменная - это вектор.
    Обратите внимание, что в приведенном примере ранжированная переменая i принимает значения 1,2,3 и 4. А вектор g, определенный через ранжированную переменную i, содержит 5 элементов. Это связано с тем, что по умолчанию началом отсчета индексов в MathCAD является нуль. Как избежать этой ошибки - смотри следующий раздел.

    Начало раздела

    Массивы (векторы, матрицы).

    Важным типом данных в системе MathCAD являются массивы. Массив- имеющая уникальное имя совокупность конечного числа числовых или символьных элементов, упорядоченных заданным образом и имеющих определенные адреса. В системе MathCAD используются массивы двух типов: одномерные (векторы) и двумерные (матрицы).

    Индексация элементов массивов. Порядковый номер элемента, который является его адресом, называется индексом. Нижняя граница индексации задается значением системной переменной ORIGIN, которая может принимать значение 0 или 1. Для смены начала индексации можно прямо в документе присвоить переменной ORIGON соответствующее значение или сделать это, через позицию Math главного меню, подменю Options, используя вкладку Build-In Variables(встроенные переменные)

    Векторы могут быть двух типов: векторы – строки и векторы – столбцы. Несмотря на то что два этих вектора имеют одни и те же числовые значения элементов, они различны по типу и дадут разные результаты при векторных и матричных операциях.

    Для ввода векторов и матриц можно использовать кнопку панели наборных математических элементов Matrix, которая ,в свою очередь, включается нажатием соответствующей кнопки на панели Math. Но горазжо проще использовать сочетание клавишь [Ctrl+M]. Оба выше указанных действия приводят к появлению диалогового окна Insert Matrix, в котором необходимо указать число строк и столбцов для вводимой матрицы (вектора).

    В результате в документе появляется шаблон матрицы, который можно заполнить требуемыми данными. Переход от символа к символу внутри шаблона совершается с помощью клавиши Tab(Табуляция).

    Массив можно определить и вручную, поэлементно.

    Для указания нижнего индекса используется клавиша [ (квадратная скобка). Если индекс двойной (у матрицы), то индексы вводятся через запятую.

    Заполнение массивов может быть организовано с помощью ранжированных переменных и функций пользователя.

     

    Начало раздела

    Операторы ситемы MathCAD.

    Арифметические операторы предназначены для выполнения арифметических действий над численными величинами и конструирования математических выражений.

    Оператор

    Ввод

    Назначение оператора

    X :=Y

    X : Y

    Локальное присваивание X значения Y

    X є Y

    X ~Y

    Глобальное присваивание X значения Y

    X =

    X =

    Вывод значения X

    -X

    -X

    Смена знака X

    X + Y

    X + Y

    Суммирование X с Y

    X – Y

    X – Y

    Вычитание из X значения Y

    X Ч Y

    X * Y

    Умножение X на Y

    X/Y

    X / Y

    Деление X на Y

    XY

    X ^ Y

    Возведение X в степень Y

    Ц X

    X \

    Вычисление квадратного корня из X

    X !

    X !

    Вычисление факториала

    | Z |

    | Z

    Вычисление модуля комплексного Z

    Z

    Z “

    Вычисление комплексно-сопряженного с Z числа

    (n )

    Ввод пары круглых скобок с шаблоном

    (

    (

    Ввод открывающей скобки

    )

    )

    Ввод закрывающей скобки

    X n

    X [ n

    Ввод нижнего индекса n

    X< n>

    X Ctrl n

    Ввод верхнего индекса n

    Расширенные арифметические операторы:

    Оператор

    Ввод

    Назначение оператора

     

    $

    Вычисление суммы

     

    #

    Вычисление произведения

     

    ?

    Вычисление производной

     

    &

    Вычисление определенного интеграла

    Применение расширенных операторов значительно облегчает решение математических задач.

    Операторы отношения (логические операторы):

    Оператор

    Ввод

    Назначение оператора

    X > Y

    X > Y

    X больше Y

    X < Y

    X < Y

    X меньше Y

    X і Y

    X Ctrl ) Y

    X больше или равно Y

    X Ј Y

    X Ctrl ( Y

    X меньше или равно Y

    X Y

    X Ctrl # Y

    X не равно Y

    X = Y

    X Ctrl = Y

    X равно Y

    Все операторы отношения могут вводиться самостоятельно в место расположения курсора. Необходимо отметить, что выражение с логическими операторами возвращают логическое значение, соответствующее выполнению или невыполнению условия, заданного оператором. Математически значения логической единицы и нуля совпадают со значениями числовых констант 1 и 0.

    Предыдущий раздел Начало лекции Начало курса Следующий раздел