Цель работы: изучение возможностей пакета программ MathCAD: построение графиков функций, построение трехмерных графиков, создание анимационных клипов.
Построение плоского графика функции
Для построения плоского графика функции надо:
· Установить крестообразный курсор в то место, где надо построить график.
· В главном меню выбрать команду Insert→Graph Toolbar → X-YPlot (Плоский график).
· В появившемся на месте курсора шаблоне плоского графика ввести на оси абсцисс имя аргумента (x), а на оси ординат имя функции y(x).
· Щелкнуть мышью вне шаблона графика. График построен для заданного диапазона изменения аргумента.
Если диапазон значений аргумента не задан, то по умолчанию график будет построен в диапазоне значений аргумента от –10 до 10 .
Чтобы в одном шаблоне разместить насколько графиков надо, набрав на оси ординат имя первой функции, нажать клавишу запятая (уголок курсора при этом обязательно должен находиться в конце имени функции). В появившемся месте ввода (черном квадратике) вписать имя второй функции (z(x)) и так далее.
|
|
|
Рис.3- Плоские графики функций.
Для построения плоского графика функции в полярных координатах надо:
· В главном меню выбрать команду Insert→Graph Toolbar →Polar Plot.
· В местах ввода ввести: внизу - угловой аргумент функции, слева - имя функции для обычного графика. Для построения параметрического графика нужно ввести в обоих местах ввода имена функций углового аргумента(рис.3).
|
|
|
Рис.4- График функции в полярных координатах.
Построение трехмерных графиков.
Для построения трехмерного графика необходимо:
1. Набрать имя функции двух переменных, знак присвоения значения :=, выражение функции. 
.
2. Необходимо установить курсор в то место где будет расположен график.
3. В математической панели нажать на кнопку Graph Toolbar(Панель графиков) и выбрать Surface Plot(трехмерный график).
4. На месте курсора появиться шаблон графика.
5. В единственном поле ввода шаблона графика введите имя функции (без параметров).
6. Щелкните мышью вне области шаблона. График построен (рис.5)
|
|
|
Рис.5- Трехмерный график
Создание анимационных клипов.
|
|
Рис.6- Анимационный клип.
MathCAD имеет встроенную переменную FRAME, чье единственное назначение - управление анимациями:
· Создайте объект, чей вид зависит от FRAME.
· Выберите TOOLS-Animation- для вызова одноименного диалогового окна.
· Заключите в выделяющий пунктирный прямоугольник часть рабочего документа, которую нужно анимировать.
· Установите нижние и верхние границы FRAME (поля От: и До:).
· В поле Скорость введите значение скорости воспроизведения (кадров/сек).
· Выберите Record. Сейчас анимация только создается.
· Сохраните анимацию как АVI файл (Сохранить как).
· Воспроизведите сохраненную анимацию.
Задание
1.Построить графики заданных функций в декартовой системе координат заданным цветом с пересекающимися в начале координат осями и названием, не отображая выражения, задающие функции. Оба графика должны быть изображены сплошной линией, но разной толщины.
1) 
, синий
,красный
2) 
, зеленый
, черный
3) 
, голубой
, коричневый
2.Создайте анимационные клипы (данные см. таблица 1):
Таблица 3 – Данные для создания анимационных клипов
| Переменные и функции | FRAME | Тип графика |
| x := 0, 0.1 .. 30 f(x) := x + FRAME | от 0 до 20 | График Полярные Координаты |
| i :=0 .. FRAME + 1 gi :=0.5 × i × cos(i) hi :=i × sin(i) ki :=2× i | от 0 до 50 | 3Dточечный график границы на осях Min Max x - 50 50 y - 50 50 z 0 50 В метке для ввода матрицы укажите (g, h, k) |
| i :=0 .. 20 j := 0 .. 20 f(x,y) := sin(x2 + y2 + FRAME) xi := -1.5 + 0.15 × i yj := -1.5 + 0.15 × j Mi,j := f(xi , yj) | от 0 до 50 | График Поверхности В метке для ввода матрицы укажите M |
r := FRAME
R := 6
n := 0 .. 20 m := 0 .. 20
vn :=  wm := 
xm n := (R + r × cos(vn)) × cos(wm)
ym n := (R + r× cos(vn)) × sin(wm)
zm n:= r × sin(vn)
| от 0 до 20 | График Поверхности (границы на всех осях установить от -11 до 11) В метке для ввода матрицы укажите (x, y, z) |
Контрольные вопросы
1. Как построить графики: поверхности; полярный; декартовый?
2. Как построить несколько графиков в одной системе координат?
3. Как изменить масштаб графика?
4. Как определить координату точки на графике?
5. Как построить гистограмму?
6. Какие функции используются для построения трехмерных графиков?
7. Как создать анимацию в Mathcad?
8. Какое расширение имеют сохраненные файлы анимаций?
Лабораторная работа №6.