Mathcad Express — бесплатный математический редактор, про который мало кто знает
Прежде всего, приветствую первых посетителей моего блога. Это моя первая статья на Хабре и я надеюсь, что смогу рассказать вам здесь много полезного.
РТС Mathcad – это характерный пример математического ПО, предназначенного для осуществления, как численных, так и аналитических расчетов по формулам и визуализации их результатов в виде графиков. На протяжении последних лет Mathcad стал очень популярным, и его, на мой взгляд, по праву можно считать математическим пакетом №1 в мире.
Сначала несколько фактов о Mathcad, конечно, известных большинству читателей, т.к. Mathcad у нас уже не один десяток лет используется в ВУЗовском обучении, научных и инженерных расчетах. Скорее всего, вы использовали «старую» версию Mathcad (последняя – за номером 15), мало изменившуюся еще с прошлого века. В наши дни она вполне успешно сосуществует с более молодым семейством Mathcad, которое носит имя Mathcad Prime. Таким образом, разработчики несколько лет назад полностью переписали код программы, но заботиться о 100%-й совместимости не стали. Поэтому сейчас они благополучно поддерживают оба семейства – и «старый» Mathcad, и «новый» Mathcad Prime. Дальше и в этой статье, и в моем блоге, будем говорить именно о Mathcad Prime.
Сразу скажу, что русскоязычный дистрибутив, полнофункциональную 30-дневную версию Mathcad Prime вы можете скачать с сайта русского реселлера РТС. Если вы уже собрались попробовать ее в работе, мой совет – не торопитесь в Мастере установки согласиться с включением тестового 30-дневного периода. Дело в том, что Mathcad Prime, наряду с мощной полнофункциональной версией (окно которой вы видите сверху) имеет бесплатную ограниченную версию, которая называется Mathcad Express. Особенность Mathcad Express заключается в том, что большинство функций в этой версии выключено и являются недоступными. Тем не менее, в программе Mathcad Express остается довольно богатый функционал, достаточный, по крайней мере, для того, чтобы изучать математику в школе и на 1-м курсе технического ВУЗа.
Формулы можно вводить в документы либо с клавиатуры (если подходящие символы на ней есть), либо при помощи меню Математика. Давайте ради примера посчитаем интеграл от функции cos(x). Для этого выбираем символ интеграла, а потом — в соответствующие местозаполнители вводим (с клавиатуры) пределы интегрирования и подынтегральную функцию cos(x). Остается нажать клавишу «равно», чтобы сразу получить ответ.
Надо хорошо себе представлять, что происходит, когда мы вводим знак равенства. А именно, запускается соответствующий численный алгоритм вычисления интеграла: интервал интегрирования разбивается на некоторое число отрезков, в определенных точках которых вычисляется массив значений подынтегральной функции, который потом пересчитывается в соответствующую аппроксимацию интегральной суммы. Таким образом, большая часть расчетов скрыта и происходит «за кадром», а на экран выводится лишь конечный результат.
Ключевые инструменты Mathcad – это операторы и функции. Например, в наших расчетах мы использовали оператор интегрирования и функцию косинуса. Для выбора нужной встроенной функции удобно использовать меню Функции.
Давайте теперь определим пользовательскую функцию f(t), которая будет зависеть от переменной t. Будем использовать предназначенный для этого в Mathcad оператор присваивания (двоеточие со знаком равно).
Мы определили функцию f(t), как наш интеграл от cos(x) с переменным верхним пределом t. После того, как мы определили функцию f(t), можно посчитать ее значения в точках (для чего достаточно ввести аргумент и нажать клавишу «равно», чтобы вывести в документ ответ). Для ввода константы, например π, используется или меню Символы, или меню Константы.
В качестве аргумента можно использовать не только скалярную, но и векторную переменную. Определить ее можно так:
Тогда и результатом вычисления функции будет соответствующий вектор.
Наконец, одна из важных возможностей Mathcad Express – это возможность построения в документе графиков. Давайте выделим место в документе и вставим в это место XY-график (т.е. декартов график) нашей функции f(x).
Обозначаем на оси абсцисс имя переменной z (чтобы не путать с уже использованными ранее x и t), а на оси ординат – имя функции f(z), функцию, которую, как вы помните, мы определили, как интеграл от косинуса, равный конечно, sin(z). В итоге, получаем график этой функции.
Скажу еще, что в Mathcad Express (возможно, по недосмотру разработчика) остаются доступными матричные операции. Поэтому Mathcad Express — довольно мощный инструмент для решения задач линейной алгебры.
Переходя по документу вверх и вниз, мы можем просматривать свои расчеты, а управлять ими можно при помощи меню Расчет. По умолчанию, включена опция автоматического расчета (по мере ввода формул в документ, эти формулы сразу рассчитываются). Если эту опцию отключить, то для того чтобы рассчитать документ вручную, достаточно нажить кнопку Рассчитать.
Давайте я на этом остановлюсь, полагая, что задача знакомства читателя с Mathcad Express решена, и в следующих статьях блога, когда речь пойдет, собственно, о математике, я смогу использовать расчеты в Mathcad, не углубляясь в его интерфейс.
В заключение, адресую заинтересовавшегося читателя к своему видеокурсу по математическому анализу, который в формате МООС прошел на портале ИНТУИТ в 2014 году. Все лабораторные работы выполнены в Mathcad Prime и скачать их можно здесь. Все эти материалы на сайте Nerepetitor.ru бесплатные, регистрация не требуется.
- имеется только Windows версия
- ресурсоемкий, работает медленнее«прошлых» Mathcad
- интерфейс мог бы быть и более удобным
- нельзя сохранить документ в прошлой версии (напр. из 3-й в формате 2-ю)
- документы из «прошлых» Mathcad не всегда удается импортировать в Prime
- Блог компании Нерепетитор.ру
- Математика
Что такое mathcad и для чего он предназначен
Спасибо!
Ваш запрос успешно отправлен.
Что-то сломалось. Попробуйте повторить позже.
PTC MATHCAD
PTC Mathcad – это универсальная математическая программа, предназначенная для ведения и документирования инженерных расчётов.
PTC Mathcad позволяет проводить математические вычисления разной степени сложности, собирать и анализировать большое количество информации и представлять её в удобном для инженера виде, автоматически оформляя расчётную документацию. PTC Mathcad в простой и удобной форме объединяет возможности мощного инженерного калькулятора, электронной таблицы, текстового редактора, средства для разработки презентаций и среды программирования. Таким образом, с помощью PTC Mathcad можно быстро и качественно оформить инженерные и научные расчёты, статьи, диссертации, дипломные и курсовые работы.
Какой функционал Mathcad определяет её широкие возможности?
Для решения разнообразных вычислительных задач PTC Mathcad содержит арифметические, логические, матричные операторы, а также более 700 встроенных функций решения алгебраических и дифференциальных уравнений и их систем, обработки сигналов и изображений, планирования эксперимента, задач теории вероятностей, математической статистики, математической физики и многих других.
 |
 |
 |
|
При вводе данных и формул в PTC Mathcad используется принцип «Что видишь, то и получаешь» (What You See Is What You Get – WYSIWYG). Это позволяет инженеру сразу разрабатывать документ, максимально похожий на отчёт. В рабочем листе PTC Mathcad все выражения имеют привычный для инженерного восприятия вид, а не написаны на компьютерном языке формул. Этим Mathcad принципиально отличается от электронных таблиц и языков программирования, где логика вычислений чаще всего оказывается скрытой и неочевидной для пользователя. Из-за этого возможные ошибки в вычислениях могут проявиться в более поздних этапах работы или, что ещё хуже, в работоспособности изделия.
 |
 |
Возможность работы с физическими единицами измерения также позволит предотвратить ошибки расчётов. В PTC Mathcad ведется непрерывный контроль совместимости единиц измерения – программа выдаст сообщение об ошибке, при попытке, например, сложить килограммы с килогерцами.
В PTC Mathcad доступна работа с различными единицами измерения включая: СИ, МКГСС и USCS. При отсутствии нужных единиц пользователь может создать их сам.
Помимо математических формул и выражений пользователь может вводить текст в любом удобном для него месте листа. Это позволяет иллюстрировать свои выкладки предположениями, комментариями, допущениями и ссылаться на используемые при расчёте методы. С помощью инструментов форматирования текста и формул и документа в целом, можно подготовить легко читаемый документ и заострять внимание на наиболее важных этапах расчёта. При необходимости математические выражения можно вставить прямо в текстовую область, что делает работу с математикой и текстом в PTC Mathcad более гибкой, а документ, в итоге, – более понятным.
В последней версии Mathcad – PTC Mathcad Prime 3.0 – есть возможность использования шаблонов. Если пользователь в каждом новом документе использует одни и те же формулы, выражения, собственные функции и единицы измерения, параметры форматирования документа, – то использование шаблона позволит сэкономить время на оформление документа и сосредоточиться непосредственно на работе.
Ради экономии времени пользователя в PTC Mathcad была также введена возможность повторного использования переменных и функций из других документов Mathcad. Это позволит использовать предыдущие наработки, причем для этого не нужно вставлять формулы в текущий документ – достаточно просто вставить в лист ссылку на созданный ранее документ PTC Mathcad.
Построение графиков и поверхностей – одна из важнейших сторон инженерной и научной деятельности, поэтому графике в PTC Mathcad уделено особое внимание. В программе можно создавать двумерные графики в декартовой или полярной системе координат, контурные графики и трехмерные графики поверхностей. Инструменты форматирования позволяют задать такой вид графика (стиль, толщина, цвет линий, заливка поверхностей, тип осей) который необходим.
 |
 |
 |
 |
Блоки решения PTC Mathcad – элегантный способ решения алгебраических и дифференциальный уравнений и их систем, а также задач оптимизации. С помощью блоков решения пользователь может в понятной форме задать задачу Mathcad и получить ответ.
PTC Mathcad не требует от пользователей каких-либо знаний языков программирования или скриптов. Тем не менее, при необходимости, программный блок пользователь может сам вставить в документ PTC Mathcad. С помощью программного блока можно группировать расчеты и возвращать только нужные из подпрограммы результаты. Синтаксис языка программирования PTC Mathcad проще чем Visual Basic: здесь содержатся общеизвестные операторы циклов, условные операторы и операторы выхода из цикла или программы. С помощью этого набора операторов можно создавать свои, довольно сложные алгоритмы.
Для использования данных из таблиц, в PTC Mathcad можно вставить компонент Excel – таблицу Excel, непосредственно встроенную в документ Mathcad. С помощью компонента Excel можно отправлять расчёты из Mathcad в Excel и, наоборот, получать результаты из Excel в Mathcad и использовать их для дальнейшей работы.
Таким образом, PTC Mathcad содержит практически все инструменты, необходимые инженеру или учащемуся для решения повседневных расчётных задач.
Широкие вычислительные возможности, «живая» математика позволяют быстро получить результаты в удобном виде, а простота расчётов и инструменты форматирования, делают PTC Mathcad неотъемлемой частью современного офисного пакета инженера или студента!
А при использовании в сочетании с программным обеспечением PTC – Windchill и Creo, инженерными расчётами можно легко управлять, стандартизировать их и обмениваться ими в рамках всей организации.
Дополнительные вопросы по PTC Mathcad вы можете направить по адресу ptc@mont.com
Спасибо!
Ваш запрос успешно отправлен.