Лекции по "Информатике"

     Для создания графиков в системе MathCAD имеется  программный графический процессор. Основное внимание при его разработке было уделено обеспечению простоты задания графиков и их модификации  с помощью соответствующих опций. Процессор позволяет строить  самые разные графики, например в декартовой и полярной системах координат, трехмерные поверхности, графики уровней и т д

     Для построения графиков используются шаблоны  Их перечень содержит подменю Graph (Графика) в позиции Insert (Включение) главного меню Большинство параметров графического процессора, необходимых для построения графиков, по умолчанию задается автоматически Поэтому для начального построения графика того или иного вида достаточно задать тип графика В подменю Graph содержится список из семи основных типов графиков. Они позволяют выполнить следующие действия X-Y Plot® (Декартов — создать шаблон двумерного графика график) в декартовой системе координат,

     Polar Plot [Ctrl+ 7] — создать шаблон графика  в полярной системе (Полярный  график) координат, Surface Plot [Ctrl+ 2] — создать шаблон для построения трехмерного (График поверхности) графика, Contour Plot [Ctrl+ 5] — создать шаблон для контурного графика (Карта линий уровня) трехмерной поверхности, 3D Scatter Plot создать шаблон для графика в виде точек (Точечный график) (фигур) в трехмерном пространстве, 3D Bar Chart (Трехмерная создать шаблон для изображения в виде гистограмма) совокупности столбиков в трехмерном про странстве, Vector Field Plot — создать шаблон для графика векторного (Векторное поле) поля на плоскости

     Вид окна системы с подменю Insert Graph видны  команды создания шаблонов указанных  выше типов графиков В окне редактирования показаны также два одинаковых графика, но в разных местах и разного размера 

     Графики в системе MathCAD могут иметь различные размеры и перемещаться в окне редактирования документа. Для наиболее распространенных графиков в декартовой и в полярной системах координат в MathCAD предусмотрен упрощенный и очень удобный способ построения графиков без предварительного задания функции и ранжирования независимой переменной.

     Для упрощенного построения двумерных  графиков некоторой функции f (x) надо вывести их шаблон, по вертикали  указать эту функцию, а по горизонтали  — независимую переменную х. Таким  образом можно строить на одном рисунке и графики многих функций, просто опишите их у вертикальной оси, используя запятые для разделения описаний функций. Графики будут построены линиями разного типа и цвета.

     Можно вначале записать функцию, а затем  вывести шаблон графика;

     функция окажется записанной у вертикальной оси, и останется только указать независимую переменную у горизонтальной оси. Такой простой способ наверняка порадует начинающих пользователей, плохо сознающих (на первых порах), что графики в MathCAD всегда строятся по векторам и матрицам их отдельных точек. При указанном упрощенном способе построения графиков они строятся при изменении независимой переменной от -10 до+ 10. В дальнейшем операцией форматирования этот диапазон и все иные данные графиков можно изменить (это называют изменением формата).

     Для вывода шаблона двумерной графики  в декартовой системе координат  служит операция X-Y Plot® (декартов график). Она выводит в текущее положение  курсора шаблон графиков 2D-rana или  графиков в декартовых координатах. Напоминаем, что это обычный график на плоскости с воображаемыми (или действительно нарисованными) осями Х (горизонтальная) и Y (вертикальная), расположенными под прямым углом друг к другу.

     Каждая  точка декартова графика характеризуется  своими координатами х и у=f(х), где х — абсцисса точки, а у — ее ордината. Точки соединяются друг с другом разнообразными линиями (сплошной, пунктирной и т. д.). Могут быть показаны и исходные (узловые) точки графика в виде жирных точек, квадратиков, кружков и т. д.; возможно и построение на одном рисунке графиков нескольких функций.

     Перед применением этой команды необходимо определить функции, графики которых  должны строиться, и изменение их аргумента (например, х) в заданном интервале. Впрочем, простые функции, если они  в дальнейшем не используются, можно указать в шаблоне самого графика. Далее надо приблизительно наметить место левого верхнего угла графика и установить на него графический курсор. Затем следует ввести команду (используя соответствующую позицию меню или нажав клавиши, задающие символ @).

     Незаполненный шаблон графика представляет собою  большой пустой прямоугольник с  шаблонами данных в виде темных маленьких  прямоугольников, расположенных около  осей абсцисс и ординат будущего графика. В средние шаблоны данных надо поместить имя переменной (х у оси абсцисс) и задать формулы для функций (у у оси ординат). Если строятся графики нескольких функций в одном шаблоне, то для их разделения следует использовать запятые. Чтобы перемещать по шаблонам метку их выбора и выделения, следует использовать клавиши перемещения курсора. Можно выбрать шаблон данных и прямо с помощью мыши, указав нужный шаблон ее курсором и нажав левую клавишу мыши.

     Крайние шаблоны данных служат для указания предельных значений абсцисс и ординат, т. е. они задают масштабы графика. Если оставить эти шаблоны незаполненными, то масштабы по осям графика будут устанавливаться автоматически. Недостаток тут в том, что масштабы, скорее всего, окажутся  не вполне удобными (например, будут представлены неокругленными десятичными цифрами), для представления целиком всего графика в максимальном размере. Рекомендуется всегда вначале использовать автоматическое масштабирование и лишь затем изменять масштабы на более подходящие.

     Чтобы произошло построение графика в  автоматическом режиме вычислений, достаточно вывести курсор за пределы графического объекта. В ручном режиме вычислений для этого нужно еще нажать клавишу F9. При построении область графика во время вычислений ординат функций покрывается зеленой штриховкой, затем графики функций появляются в шаблоне.