background image

Kurs Mathcad 7.0 Professional 

 

 

 
 
 



 

Obsługa programu

 

 



 

Tworzenie dokumentu

  



 

Obliczenia

  



 

Obliczenia podstawowe

  



 

Wykorzystywanie operatorów

  



 

Wektory i macierze

  



 

Równania i układy równań

  



 

Obliczenia symboliczne

  



 

Wykresy w prostokątnym układzie współrzędnych

  

Obsługa programu 

 

| Okno programu | 

Obsługa programu za pomocą klawiszy |

  

 

 
 
 

Przy instalacji programu Mathcad 7.0 Professional w 

Menu Start 

zostaje 

utworzona nowa grupa w której znajduje się skrót do programu. Po włączeniu 
programu pojawi się okno w postaci ukazanej poniżej. W oknie tym jest 
widoczne dodatkowe okno 

dialogowe. Tip of the Day

 które zawiera poradę 

dnia, aby wyłączyć to okno na stałe należy wybrać w nim opcję 

Show Tips at 

Startup

.  

Okno Programu 

 

Obsługa programu za pomocą klawiszy

  

 

Po włączeniu programu Mathcad 7.0 Professional na ekranie monitora ukaże 
się okno w postaci przedstawionej poniżej 

background image

 

 

Obsługa programu za 

pomocą klawiszy 

 

| Okno programu |

  

 

 

Kombinacje klawiszy

 | 

Klawisze funkcyjne

 | 

Skróty klawiaturowe operatorów

  

 
 
 

1. Kombinacje klawiszy 

 

 

Alt + Backspace - cofnięcie ostatniej operacji  

 

Alt +F4 - zamknięcie programu MATHCAD  

 

Alt + Tab - przechodzenie pomiędzy kolejnymi dokumentami otwartymi 
oknami programów uruchomionych pod WINDOWS  

 

Ctrl + Enter - wywołanie menu START z paska zadań WINDOWS  

 

Ctrl + F4 - zamknięcie aktywnego dokumentu  

 

Ctrl + F5 - odnajdywanie wpisanej frazy  

background image

 

Ctrl + F6 - przechodzenie pomiędzy kolejnymi dokumentami otwartymi 
aktualnie do edycji w programie MATHCAD 7.0  

 

Ctrl + F9 - wstawia pustą linię  

 

Ctrl + F10 - usuwa pustą linię  

 

Ctrl + Tab - przechodzenie pomiędzy otwartymi oknami dokumentów w 
oknie programu MATHCAD  

 

Ctrl + C - skopiowanie do SCHOWKA zaznaczonych regionów  

 

Ctrl + D - usunięcie wybranych (zaznaczonych) regionów  

 

Ctrl + F - wywołuje okno dialogowe INSERT FUNCTION, które 
pozwala na wstawianie standardowych funkcji programu  

 

Ctrl + G - zmiana liter z łacińskich na greckie i na odwrót  

 

Ctrl + M - wstawia macierz o żądanych w oknie dialogowym INSERT 
MATRIX wymiarach  

 

Ctrl + N - utworzenie nowego dokumentu w programie  

 

Ctrl + O - wywołuje okno dialogowe OPEN, które umożliwia otwarcie 
istniejących dokumentów programu  

 

Ctrl + Q - wyjście z programu MATHCAD 7.0 PROFESSIONAL  

 

Ctrl + R - odświeżanie aktualnego okna dokumentu  

 

Ctrl + T - tworzenie regionu przeznaczonego do rysunku  

 

Ctrl + S - zapisanie aktualnego dokumentu pod aktualną nazwą  

 

Ctrl + U - wywołuje okno dialogowe do wstawiania jednostek do 
dokumentu  

 

Ctrl + V - wstawienie zawartości SCHOWKA  

 

Ctrl + X - usunięcie do SCHOWKA zaznaczonego obszaru (regionów)  

 

Ctrl + 2 - wstawia trójwymiarowy wykres powierzchni  

 

Ctrl + 5 - wstawia wykres konturowy  

 

Ctrl + 7 - wstawia wykres biegunowy  

 

Insert - zmiana położenia punktu wstawienia (przed lub za wyrażeniem) 
lub ramki wyboru  

 

Shift + 2 - wstawienie wykresu dwuwymiarowego  

 

Shift + F1 - wywołanie pomocy kontekstowej  

 

Shift + F5 - zastępowanie wpisanej frazy inną  

 

Shift + F9 - oszacowanie wyrażeń symbolicznych  

 

Shift + , - utworzenie regionu tekstowego w miejscu , w którym znajduje 
się kursor roboczy  

 

Shift + Enter - wyjście z regionu tekstowego  

 

Tab - przemieszczenie pomiędzy znakami braku w wyrażeniach  

Wróć

 

 

2. Klawisze funkcyjne 

 

 

F1 - uruchomienie systemu pomocy  

background image

 

F2 - skopiowanie zaznaczonego obszaru (regionów) do SCHOWKA  

 

F3 - wycięcie zaznaczonych regionów z dokumentu i umieszczenie ich w 
SCHOWKU  

 

F4 - wstawienie zawartości SCHOWKA w miejscu , w którym znajduje 
się kursor roboczy  

 

F5 - otworzenie istniejącego dokumentu z dysku (pliku) ;wywołanie okna 
dialogowego OPEN  

 

F6 - zapisanie bieżącego dokumentu na dysk pod bieżącą nazwą  

 

F7 - otworzenie nowego dokumentu  

 

F9 - ponowne przeliczenie zadeklarowanych obliczeń, funkcji, 
aktualizacji wykresów itp.  

Wróć

 

 

3. Skróty klawiaturowe operatorów 

 

 

: - znak definicji lokalnej  

 

~ - znak definicji globalnej  

 

+ - operator dodawania  

 

- - operator odejmowania  

 

* - operator mnożenia  

 

/ - operator dzielenia  

 

^ - operator potęgowania  

 

% - znak procentu  

 

! - silnia  

 

l - wartość bezwzględna  

 

\ - pierwiastek kwadratowy  

 

Ctrl + \ - pierwiastek dowolnego stopnia  

 

? - pochodna  

 

Ctrl + Shift + ? - pochodna wyższego rzędu  

 

& - całka oznaczona  

 

Ctrl + I - całka nieoznaczona  

 

# - iloczyn wyrażeń  

 

Ctrl + Shift + 3 - iloczyn wyrażeń z określeniem zakresu  

 

$ - suma wyrażeń  

 

Ctrl + Shift + 4 - suma wyrażeń z określeniem zakresu  

 

( - lewy nawias  

 

) - prawy nawias  

 

, - wprowadzenie obu nawiasów  

 

Ctrl + = - twardy znak równości  

 

< - znak mniejszości  

 

> - znak większości  

 

[ - indeks górny  

background image

 

] - dodanie linii programu  

 

Shift + ] - operator IF  

 

Shift + [ - operator przypisania lokalnego  

 

. - indeks dolny  

 

; - górna granica przedziału zmienności  

 

, - druga wartość z przedziału zmienności  

 

Ctrl + . - znak równości symbolicznej  

 

Ctrl + - - operator wektora  

 

Ctrl + 0 - znak większości lub równe niż  

 

Ctrl + 1 - operator transpozycji macierzy  

 

Ctrl + 3 - operator różności  

 

Ctrl + 4 -suma elementów wektora  

 

Ctrl + 6 - podanie wybranej kolumny macierzy  

 

Ctrl + 8 - operator iloczynu wektorowego  

 

Ctrl + 9 - znak mniejszości lub równe niż  

 

Ctrl + A - symbol granicy prawostronnej  

 

Ctrl + B - symbol granicy lewostronnej  

 

Ctrl + I - symbol całki nieoznaczonej  

 

Ctrl + J - dodawanie z przeniesieniem do następnej linii  

 

Ctrl + L - symbol granicy  

 

Ctrl + P - wstawienie liczby PI (symbolu)  

 

Ctrl + Z - wstawienie symbolu nieskończoności  

 

Ctrl + Enter - dodawanie z przeniesieniem do następnej linii  

Tworzenie dokumentu 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń 

 

 

 
 
 

Rozdział ten został poświęcony tworzeniu dokumentu. Przez tworzenie 
dokumentu należy rozumieć wprowadzenie elementów które w programie tym 
przyjmują nazwę regiony. Dokumenty w programie Mathcad 7.0 wykonywane 
są w technice WYSYWING, czyli zostaną wydrukowane w taki sposób jak je 
widać na ekranie.  

background image

Funkcje 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń | 

 

 

 
 
 

Funkcje w programie Mathcad tworzone są w podobny sposób jak zmienne . 
Aby stworzyć funkcję należy: 

 

wpisać nazwę funkcji (nazwa nie może zaczynać się od liczby);  

 

określić argument funkcji po jej nazwie; określa się go w nawiasach 
okrągłych; w przypadku kilku argumentów, należy oddzielić je 
przecinkami;  

 

wpisać znak przypisania 

:

 lub 

~

 co zależne jest od tego czy jest to 

definicja lokalna czy globalna;  

 

wpisać równanie określające funkcję; w definicji tej mogą występować 
zmienne wcześniej zdefiniowane oraz te, które zostały określone jako 
argumenty funkcji.  

Na poniższym rysunku przestawiono przykładową funkcję, posiadającą jeden 
argument. Aby otrzymać postać funkcji jak na poniższym, należy poklei 
wcisnąć klawisze: 

f

(

x

)

:

4

*

x

^

2

strzałka w prawo

+

2

. By zakończyć 

definicję funkcji wciskamy 

Enter

 

Chcąc obliczyć funkcję, musimy określić wartość jej argumentu. Czynimy to tak 
widać na rysunku poniżej, wpisując wartość argumentu.  

 

Istnieje możliwość znalezienia wartości funkcji w pewnym przedziale. Aby to 
wykonać musimy określić zakres zmienności argumentu za pomocą klawiszy 

x

background image

:

1

;

9

, a następnie wprowadzić funkcję z argumentem. Na koniec wpisać 

nazwę funkcji z jej argumentem i wcisnąć klawisz 

=

. Nasz funkcja zostanie 

obliczona w podanym przedziale. (Patrz poniższy rysunek) 

 

Program umożliwia wprowadzenie kilku zmiennych. Aby to wykonać 
postępujemy tak samo jak przy jednej zmiennej, tyle, że w nawias wpisujemy 
kilka zmiennych oddzielonych przecinkami, co ukazane jest na poniższym 
rysunku.  

 

Tak samo wygląda też obliczanie wartości funkcji kilku zmiennych, czyli 
znaleźć wartość funkcji dla podanych argumentów lub też odwołanie się do 
wcześniej zdefiniowanej zmiennej, co ukazuje poniższy rysunek. 

 

Zdefiniowane funkcje mogą wchodzić w skład innych funkcji. Tu zdefiniowana 
funkcja traktowana jest jako zmienna. (Rysunek poniżej) 

background image

 

 

Podstawowe określenia 

 

| Regiony

 | 

Pusty obszar

 | 

Znak braku

 | 

Punkt wstawienia

 | 

Ramka wyboru

 | 

 

 
 
 
 

Regiony

 

Regionem nazywamy obszar zajmowany przez wprowadzony element, przy 
czym obszar wyznaczany jest przez minimalny prostokąt, który otacza 
wprowadzany do programu element. W zależności od typu wprowadzonego 
elementu regiony dzielmy na:  

 

graficzne - zawierają wstawione do programu rysunki,  

 

równań - regiony te zawierają definicje zmiennych równania oraz 
wyrażenia algebraiczne,  

 

tekstowe - obszary w których znajduje się tekst,  

 

wykresów - zawierają wszelkiego rodzaju wykresy.  

Wróć

 

 

 
 

Pusty obszar

 

Jest to obszar znajdujący się między wprowadzonymi do dokumentu regionami. 
W obszarze tym kursor ma postać kursora roboczego, czyli małego czerwonego 
krzyżyka. Krzyżyk ten oznacza lewy górny narożnik następnego regionu.  

background image

Wróć

 

 

 
 

Znak braku

 

Znak ten umieszczany jest w niedokończonych wykresach, definicjach 
zmiennych itd. Poprzez ten znak program komunikuje nam, że dany obiekt nie 
został dokończony. Może tam brakować zarówno liczby, operatora wyrażenia 
lub innego elementu potrzebnego do poprawnej definicji danego regionu.  

 

Wróć

 

 

 
 

Punkt wstawienia

 

Jest to mała pionowa kreska, która w zależności od regionu przybiera kolor 
czerwony lub niebieski. Punkt ten pojawia się po naciśnięciu w dowolnym 
regionie. tekst lub składniki wzorów i równań będą umieszczane po lewej 
stronie punktu wstawienia.  

 

Wróć

 

 

 
 

Ramka wyboru

 

Służy do edycji równań i wzorów. Ramka ta ma postać dwóch kresek 
połączonych pod kątem prostym.  

background image

 

W przypadku ukazanym na rysunku powyżej zmiany, które zostaną 
wprowadzone do danego wzoru będą umieszczone po prawej stronie pionowej 
kreski. Aby otrzymać ramkę wyboru, trzeba kliknąć we wzorze bądź równaniu, 
które ma ulec zmianie. Następnie należy przesunąć punkt wstawienia do 
miejsca, które będzie zmieniane. Teraz naciskając klawisz 

Spacja

 należy 

zaznaczyć ramką wyboru tę część wzoru, która będzie zmieniana.  
 
 
 
 

Operatory 

 

| Podstawowe określenia | 

Stałe | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń | 

 

 

 
 
 

Aby umożliwić wykonywanie obliczeń, zdefiniowanie wektorów lub zmiennych 
potrzebne są operatory. Operatory mają na celu łączenie liczb i zmiennych w 
jedną zrozumiałą dla programu całość. Chodzi tu oczywiście o znaki takie, jak 
"+" czy "-", ale także o znaki potęgowania, czy też znak mniejszości i 
większości.  

 

przypisanie wartości - <:> - definicja lokalna  

 

przypisanie wartości - <~> - definicja globalna  

 

dodawanie - <+>  

 

dodawanie z kontynuacją w następnej linii - [Ctrl + Enter] lub [Ctrl + 
J]  

 

odejmowanie - <->  

 

mnożenie - <*>  

 

dzielenie -  

 

potęgowanie - <^>  

 

pierwiastek kwadratowy - <\>  

 

pierwiastek wyższego rzędu - [Ctrl + Shift + \]  

background image

 

silnia -  

 

moduł (wartość bezwzględna) - <|>  

 

pochodna -  

 

pochodna wyższego rzędu - [Ctrl + Shift + /]  

 

całka - <&>  

 

suma wyrażeń - <$>  

 

suma z określeniem zakresu - [Ctrl + Shift + 4]  

 

iloczyn wyrażeń - <#>  

 

iloczyn z określeniem zakresu - [Ctrl + Shift + 3}  

 

nawiasy - <(> oraz <)>  

 

obydwa nawiasy - <'>  

 

obliczenie wyrażenia (miękki znak równości) - <=>  

 

twardy znak równości - [Ctrl + =]  

 

mniejsze - [<]  

 

większe - [>]  

 

mniejsze bądź równe - [Ctrl + 9]  

 

większe bądź równe - [Ctrl + 0]  

 

indeks - <[>  

 

druga wartość przedziału - <.>  

 

górna wartość przedziału - <;>  

 

wektor - [Ctrl + -]  

Stałe 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń | 

 

 

 
 
 

Program Mathcad dokonuje obliczeń matematycznych na liczbach oraz na 
różnego rodzaju wzorach. Liczby określone są mianem stałych. Stałe podzielone 
są na liczby rzeczywiste oraz zespolone. Liczby rzeczywiste przedstawione są w 
programie na kilka sposobów: z kropką dziesiętną, heksadecymalnie, oktalnie 
lub w postaci wykładniczej. Dzięki reprezentacji z kropką można wyrazić 
dokładność liczby wyświetlanej na ekranie (maksymalna liczba miejsc po 
przecinku może wynosić 15 pozycji). Liczby zespolone wyrażone są za pomocą 
sumy części rzeczywistej oraz części urojonej, gdzie symbolem części urojonej 
jest literka i lub j.  

 

1.

 

Stałe predefiniowane

 

background image

Oprócz stałych tworzonych przez użytkownika są w programie Mathcad 
przedstawione są jako tzw. stałe predefiniowane. Są one zdefiniowane przez 
autorów programu, choć użytkownik ma możliwość zmiany ich wartości 
wpisując inną liczbę. Dostępne w programie stałe przedstawione są w poniższej 
tabeli.  

 

Chcąc wstawić stałą predefiniowaną do dokumentu, należy wbić kombinację 
klawiszy z powyższej tabeli. Chcąc uzyskać wartość danej stałej należy 
dodatkowo wybrać klawisz 

Enter

. Zmianę stałej predefiniowanej można 

uzyskać jak definiowanie zmiennej (opis w rozdziale zmienne). Należy 
pamiętać, że do wszystkich obliczeń wartość zmiennej będzie przyjmowana jak 
ją ustali użytkownik.  

Zmienne 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń | 

 

 

 
 
 

Większość obliczeń wykonuje się na wzorach z konkretnymi liczbami lub 
zmiennymi. Jedna zmienna może być używana w kilku wzorach. Zdefiniowana 
zmienna pozwala na użycie jej w dowolnym miejscu w dokumencie. W 
przypadku zmiany wartości zmiennej w dokumencie Nie musimy wykonywać 
poprawek. Chcąc zdefiniować dowolną zmienną wpisujemy dowolną nazwę 
zmiennej (na początku nie może być liczba), następnie znak 

:

 i wpisać wartość 

zmiennej. 

Chcąc zdefiniować zmienną b o wartości 21, należy wpisać na klawiaturze: 

b

:

2

1

 i zatwierdzić 

Enterem

. Przykład przedstawiony poniżej. 

 

background image

Powyższe zdefiniowanie na powyższym rysunku jest definicją lokalną 
zmiennej. To znaczy, że zmienna b osiągalna jest w dokumencie do momentu 
ponownego zdefiniowania zmiennej. Sytuacja taka przedstawiona jest na 
poniższym rysunku. 

 

Mamy także możliwość wstawienia globalnej definicji zmiennej, obowiązującej 
w całym dokumencie. Aby ją zdefiniować, należy wpisać jej nazwę, wpisać 
znak definicji globalnej za pomocą klawiszy 

Shift + ~

. Następnie należy określić 

wartość zmiennej przypisując jej daną wartość i zakończyć 

Enterem

. (Patrz 

poniższy rysunek) 

 

Aby sprawdzić jaką wartość ma zmienna, należy wpisać jej nazwę, wcisnąć 

=

 i 

wcisnąć 

Enter

. (Patrz poniższy rysunek).  

 

Wpisując przed nazwą zmiennej liczbę, definicja zostanie wyświetlona w 
kolorze czerwonym jako błędna, a po kliknięciu na definicję wyświetlona 
zostanie informacja programu co ukazane jest na poniższym rysunku. 

 

Istnieje także możliwość zdefiniowania zmiennych zakresowych. Różni się ona 
od poprzednich tym, że nie przyjmuje tylko jednej wartości, lecz wartości z 

background image

określonego zakresu i z określonym krokiem. Aby ją zdefiniować, należy 
wpisać jej nazwę, wpisać znak definicji globalnej lub lokalnej (w zależności od 
potrzeb). Następnie wpisać dolną granicę przedziału, wpisać 

,

, określić przyrost 

zakresu, wpisać 

;

 i górną granicę zmiennej. Zakańczamy klawiszem 

Enter

. Aby 

zobaczyć kolejne wartości zmiennej, należy wpisać jej nazwę i wcisnąć 

=

Przykład ukazany poniżej. Krok obliczany jest z różnicy drugiej i pierwszej 
liczby podanej w definicji. 

 

Wprowadzanie 

tekstu 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Funkcje | Opcje programu w menu Math | Ustawienia obliczeń | 

 

 

 
 
 

W programie Mathcad istnieje możliwość wprowadzania tekstu do dokumentu. 
Tekst wprowadzamy najczęściej w celu opisu przeprowadzanych obliczeń, 
komentarzy wyników, wyjaśnienia zagadnienia itp. Taki tekst sprawia wrażenie 
bardziej przejrzystego dla odbiorcy. Modyfikacja regionu tekstowego może 
odbywać się w bardzo szerokim zakresie (rodzaj i wielkość czcionki, 
wyrównywanie tekstu, atrybuty czcionek itp.). Aby wprowadzić do dokumentu 

background image

tekst należy kursor roboczy umieścić w miejscu, gdzie ma być wstawiony tekst. 
Następnie wybrać 

Insert | Text Region

 co spowoduje pojawienie się ramki.  

 

Możemy teraz przystąpić do wstawiania tekstu, przykład przedstawiony na 
rysunku poniżej.  

 

Aby zakończyć pisanie musimy kliknąć myszką poza regionem tekstowym. 

 
 

Wstawiając tekst zostaje on automatycznie otaczany ramką, która się 
sukcesywnie powiększa. Chcąc przejść do następnej linii, należy wcisnąć 

Enter

Jeśli tego nie wykonamy, tekst zostanie przeniesiony do następnej linii po 
dojściu do marginesu, czyli do pionowej, ciągłej linii. 

Innym sposobem wstawienia do programu Mathcad tekstu z dowolnego edytora 
tekstu, pracującego pod Windows. W tym celu należy zaznaczyć tekst myszką, 
a następnie skopiować go za pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl + C

 i wstawić go 

w miejsce, w którym ma być umiejscowiony do programu Mathcad za pomocą 
klawiszy 

Ctrl + V

 lub wybrać 

Edit | Paste

. Spowoduje to wstawienie napisanego 

tekstu w nowy region. (Patrz poniższy rysunek) 

 

Taki tekst może podlegać operacjom edycyjnym programu Mathcad. Jeśli 
dodamy ten tekst do istniejącego już regionu tekstowego, zostanie on dołączony 
z zachowaniem właściwego formatu dla tego regionu.  

background image

 
 

Jeśli chcemy umieścić wzór matematyczny musimy wpierw wybrać 

Insert | 

Math Region

, następnie wprowadzić do regionu tekst równania. Po 

wprowadzeniu tekstu należy kliknąć na nim myszką, a później nacisnąć klawisz 

End

. Dzięki temu kursor tekstowy przejdzie na koniec regionu i umożliwi nam 

dalsze tworzenie regionu tekstowego. 

 

1.

 

Litery greckie

 

Czasami chcemy wprowadzić literę grecką do równania, definicji zmiennej oraz 
do opisu zmiennych. Istnieją dwa sposoby wstawienia do dokumentu litery 
greckie. Wybierając w pasku narzędzi 

Greek Symbol Palette

 (Patrz poniższy 

rysunek). 

 

Aby do tekstu wprowadzić literę grecką, należy wpisać jej polski odpowiednik, 
a następnie za pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl+G

 lub wybrać ją z paska 

narzędzi 

Greek Symbol Palette

 (patrz na poniższy rysunek). 

background image

Opcje 

programu w 

menu Math 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Ustawienia obliczeń | 

 

 

|Strona Built-In Variables

 | 

Strona Unit System

 | 

Strona Dimensions

 | 

 

 
 
 

W tym rozdziale zostaną omówione opcje dostępne w oknie dialogowym 

Math 

Options

, które wywołamy wybierając 

Math | Options...

. Poniżej podano opisy 

kolejnych stron w tym oknie dialogowym.  

 

Strona Built-In Variables

 

Na stronie Built-In Variables ukazanej na poniższym rysunku znajdują się 
następujące opcje:  

background image

 

 
 

 

Tolerance

 - pole to, służy do określenia wartości zmiennej systemowej 

TOL

, której wartość początkowa wynosi 0.001. Odpowiada ona za 

dokładność przeprowadzanych w programie 

Mathcad

 obliczeń (np. całki) 

i może przyjmować wartości z przedziału od 0 do 1. Zmniejszając wartość 
zmiennej 

TOL

 dostajemy dokładniejszy wynik kosztem wydłużenia czasu 

obliczeń. Zmiana tego parametru w zasadzie nie jest potrzebna.  

 

Array Origin

 - pole to, określa wartość zmiennej 

ORIGIN

. Zmienna ta 

odpowiada za element leżący w pierwszym wierszu i w pierwszej 
kolumnie. Jeśli zmienna 

ORIGIN

 przyjmie wartość 1, to element 

macierzy M11 znajduje się w pierwszym wierszu i pierwszej kolumnie 
macierzy.  

 

PRN File Settings

 - grupa ta dotyczy ustawień plików danych. Są to pliki 

typu 

PRN

, czyli o rozszerzeniu *.prn. Mamy tu dostępne dwie zmienne 

systemowe:  

o

 

Precison

 - służy ona do określenia wartości zmiennej systemowej 

PRNPRECISION

, której wartość ustawiona jest domyślnie i 

wynosi 4. Określa ona ilość liczb po przecinku znajdujących się w 
plikach wyeksportowanych z programu 

Mathcad

;  

o

 

Column Width

 - służy ona do określenia wartości zmiennej 

systemowej 

PRNCOLWIDTH

, której wartość ustawiona jest 

domyślnie i wynosi 8. Odpowiada ona za szerokość kolumny, która 
będzie wyeksportowana z programu do pliku tekstowego;  

 

Seed value for random numbers

 - pole służy do określenia wartości 

Seed 

value

, wykorzystywanej podczas generacji liczb losowych. w to pole 

background image

możemy wprowadzić liczby całkowite większe lub równe 1. Jako wartość 
domyślna jest liczba 1, co oznacza, że liczby będą generowane z 
przedziału od 1 do 0.  

 

Restore Defaults

 - klikając na ten przycisk spowoduje, że wszystkie 

parametry przybiorą wartości domyślne, czyli ustalone przez producenta.  

Wróć

 

 

Strona Unit System

 

Strona 

Unit System

 (na rysunku poniżej) odpowiada za wybór systemu 

jednostek miar podczas obliczeń z tymi jednostkami. 

 

Dostępne w programie 

Mathcad

 jednostki miar to: 

 

SI

 - międzynarodowy układ miar;  

 

MKS

 - układ zwany metr, kilogram, sekunda. Najbardziej 

rozpowszechniony system miar;  

 

CGS

 - centymetr, gram, sekunda. System miar, od którego zaczęto 

dochodzić do systemu 

SI

;  

 

U.S.

 - system miar anglosaskich. Podstawowe jednostki to: stopa, funt, 

sekunda;  

 

None

 - brak systemu liczbowego.  

Aby wybrać daną jednostkę miar, należy zaznaczyć ten układ miar i zatwierdzić 
klawiszem 

OK

background image

Wróć

 

 

Strona Dimensions

 

Służy ona do włączenia nazw jednostek (Patrz poniższy rysunek), jakie 
widoczne są w polach tekstowych dla opcji 

Dimensions Names

. Aby nazwy 

jednostek mogły być wyświetlane, należy zaznaczyć okienko obok 

Display 

dimensions

 

Różnice w działaniu tej opcji przedstawia poniższy rysunek. 

 

 

Po zaznaczeniu opcji 

Display dimensions

, pola tekstowe z nazwami są dostępne 

dla edycji. Po kliknięciu myszką w dowolnym polu można zmienić stare nazwy 
na nowe. Można więc wprowadzić polskie nazwy jednostek co ukazano na 
poniższym rysunku. 

 

background image

Opcje 

programu w 

menu Math 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Ustawienia obliczeń | 

 

 

|Strona Built-In Variables

 | 

Strona Unit System

 | 

Strona Dimensions

 | 

 

 
 
 

W tym rozdziale zostaną omówione opcje dostępne w oknie dialogowym 

Math 

Options

, które wywołamy wybierając 

Math | Options...

. Poniżej podano opisy 

kolejnych stron w tym oknie dialogowym.  

 

Strona Built-In Variables

 

Na stronie Built-In Variables ukazanej na poniższym rysunku znajdują się 
następujące opcje:  

background image

 

 
 

 

Tolerance

 - pole to, służy do określenia wartości zmiennej systemowej 

TOL

, której wartość początkowa wynosi 0.001. Odpowiada ona za 

dokładność przeprowadzanych w programie 

Mathcad

 obliczeń (np. całki) 

i może przyjmować wartości z przedziału od 0 do 1. Zmniejszając wartość 
zmiennej 

TOL

 dostajemy dokładniejszy wynik kosztem wydłużenia czasu 

obliczeń. Zmiana tego parametru w zasadzie nie jest potrzebna.  

 

Array Origin

 - pole to, określa wartość zmiennej 

ORIGIN

. Zmienna ta 

odpowiada za element leżący w pierwszym wierszu i w pierwszej 
kolumnie. Jeśli zmienna 

ORIGIN

 przyjmie wartość 1, to element 

macierzy M11 znajduje się w pierwszym wierszu i pierwszej kolumnie 
macierzy.  

 

PRN File Settings

 - grupa ta dotyczy ustawień plików danych. Są to pliki 

typu 

PRN

, czyli o rozszerzeniu *.prn. Mamy tu dostępne dwie zmienne 

systemowe:  

o

 

Precison

 - służy ona do określenia wartości zmiennej systemowej 

PRNPRECISION

, której wartość ustawiona jest domyślnie i 

wynosi 4. Określa ona ilość liczb po przecinku znajdujących się w 
plikach wyeksportowanych z programu 

Mathcad

;  

o

 

Column Width

 - służy ona do określenia wartości zmiennej 

systemowej 

PRNCOLWIDTH

, której wartość ustawiona jest 

domyślnie i wynosi 8. Odpowiada ona za szerokość kolumny, która 
będzie wyeksportowana z programu do pliku tekstowego;  

 

Seed value for random numbers

 - pole służy do określenia wartości 

Seed 

value

, wykorzystywanej podczas generacji liczb losowych. w to pole 

background image

możemy wprowadzić liczby całkowite większe lub równe 1. Jako wartość 
domyślna jest liczba 1, co oznacza, że liczby będą generowane z 
przedziału od 1 do 0.  

 

Restore Defaults

 - klikając na ten przycisk spowoduje, że wszystkie 

parametry przybiorą wartości domyślne, czyli ustalone przez producenta.  

Wróć

 

 

Strona Unit System

 

Strona 

Unit System

 (na rysunku poniżej) odpowiada za wybór systemu 

jednostek miar podczas obliczeń z tymi jednostkami. 

 

Dostępne w programie 

Mathcad

 jednostki miar to: 

 

SI

 - międzynarodowy układ miar;  

 

MKS

 - układ zwany metr, kilogram, sekunda. Najbardziej 

rozpowszechniony system miar;  

 

CGS

 - centymetr, gram, sekunda. System miar, od którego zaczęto 

dochodzić do systemu 

SI

;  

 

U.S.

 - system miar anglosaskich. Podstawowe jednostki to: stopa, funt, 

sekunda;  

 

None

 - brak systemu liczbowego.  

Aby wybrać daną jednostkę miar, należy zaznaczyć ten układ miar i zatwierdzić 
klawiszem 

OK

background image

Wróć

 

 

Strona Dimensions

 

Służy ona do włączenia nazw jednostek (Patrz poniższy rysunek), jakie 
widoczne są w polach tekstowych dla opcji 

Dimensions Names

. Aby nazwy 

jednostek mogły być wyświetlane, należy zaznaczyć okienko obok 

Display 

dimensions

 

Różnice w działaniu tej opcji przedstawia poniższy rysunek. 

 

 

Po zaznaczeniu opcji 

Display dimensions

, pola tekstowe z nazwami są dostępne 

dla edycji. Po kliknięciu myszką w dowolnym polu można zmienić stare nazwy 
na nowe. Można więc wprowadzić polskie nazwy jednostek co ukazano na 
poniższym rysunku. 

 

background image

Ustawienia 

obliczeń 

 

| Podstawowe określenia | 

Operatory | Stałe | Zmienne | Funkcje | Wprowadzenie tekstu | Opcje programu w menu Math | 

 

 

 
 
 

Istnieje możliwość wyłączenia z obliczeń dowolnego regionu. Aby to wykonać 
należy kliknąć myszką w regionie, który ma być wyłączony z obliczeń, a 
następnie wybrać 

Format | Properties...

 dzięki temu wywołamy okno dialogowe 

ukazane na poniższym rysunku. 

 

 
 

Musimy następnie przejść na stronę 

Calculation

 i tam zaznaczyć opcję 

Disable 

Evaluation

. Akceptujemy nasz wybór klikając na 

OK

. Teraz obok regionu, w 

którym było wywoływane okno dialogowe z powyższego rysunku będzie 
widoczny specjalny znacznik, oznaczający wyłączenie regionu z obliczeń, co 
ukazuje na poniższym rysunku podpunkt a). Wszelkie dokonywane zmiany w 
takim regionie nie dają żadnych efektów (zmiany wyniku), co ukazuje na 
poniższym rysunku podpunkt b).  

background image

 

Obliczenia 

 

| Tryby obliczeń |

 

Format obliczeń |

  

 

 
 
 

Niniejszy rozdział jest poświęcony zarówno obliczeniom jak i tematami z 
którymi są one powiązane np. wykorzystanie operatorów, format obliczeń. W 
kolejnych rozdziałach przedstawione są obliczenia, począwszy od tych 
najprostszych (dodawanie, odejmowanie itp.), a kończąc na tych bardziej 
skomplikowanych. 

 

Przy dokonywaniu obliczeń należy pamiętać, że przy wykorzystywaniu w 
obliczeniach funkcji lub zmiennych, należy je najpierw zdefiniować. Sam 
program jest bardzo praktyczny, ponieważ obliczenia wykonywane są w taki 
sam sposób jak na kartce papieru lecz o wiele szybciej, bez niepotrzebnego 
kreślenia oraz ponownego przeliczenia ponieważ to wszystko zostaje wykonane 
przez program. Podczas wykonywania obliczeń należy pamiętać o tym, iż 
program uwzględnia kolejność działań. Natomiast ilość użytych nawiasów w 
obliczeniach jest dowolna, przy czym liczba nawiasów otwierających i 
zamykających jest kontrolowana przez program. 

Obliczenia 

 

background image

| Tryby obliczeń |

 

Format obliczeń |

  

 

 
 
 

Niniejszy rozdział jest poświęcony zarówno obliczeniom jak i tematami z 
którymi są one powiązane np. wykorzystanie operatorów, format obliczeń. W 
kolejnych rozdziałach przedstawione są obliczenia, począwszy od tych 
najprostszych (dodawanie, odejmowanie itp.), a kończąc na tych bardziej 
skomplikowanych. 

 

Przy dokonywaniu obliczeń należy pamiętać, że przy wykorzystywaniu w 
obliczeniach funkcji lub zmiennych, należy je najpierw zdefiniować. Sam 
program jest bardzo praktyczny, ponieważ obliczenia wykonywane są w taki 
sam sposób jak na kartce papieru lecz o wiele szybciej, bez niepotrzebnego 
kreślenia oraz ponownego przeliczenia ponieważ to wszystko zostaje wykonane 
przez program. Podczas wykonywania obliczeń należy pamiętać o tym, iż 
program uwzględnia kolejność działań. Natomiast ilość użytych nawiasów w 
obliczeniach jest dowolna, przy czym liczba nawiasów otwierających i 
zamykających jest kontrolowana przez program. 

Format 

obliczeń 

 

| Tryby obliczeń |

  

 

W programie istnieje możliwość ustawienia formatów obliczeń wyświetlanych 
na ekranie takich jak:  

 

 
 

background image

Okno z tymi ustawieniami wywołuje się przez wybranie polecenia 

Number...

 z 

menu 

Format

, a także poprzez podwójne kliknięcie w wyniku 

przeprowadzonych obliczeń. Wszystkie te ustawienia mogą być zarówno 
ustawieniami globalnymi jaki i lokalnymi.  
 

Systemy liczbowe

 

Program Mathcad 7.0 Professional daje do możliwości użytkownika trzy 
systemy liczbowe: system dziesiętny, system szesnastkowy oraz system 
ósemkowy. 

Zmian systemu liczbowego dokonuje się w polu 

Radix

. W polu tym występują 

trzy opcje: 

 

Decimal - system dziesiętny  

 

Hex - system szesnastkowy  

 

Octal - system ósemkowy  

Jako domyślny dla każdego nowego dokumentu ustawiony jest system 
dziesiętny. 

Wróć

 

 

Dokładność wyników

 

W oknie tym określa się dokładność wyników obliczeń wykorzystywanych w 
programie. Ponadto w polu tym można ustalać parametry takie jak: 

 

Displayed Precision  
Służy do ustalania do ilu miejsc po przecinku mają być wyświetlane 
obliczenia. W polu tym można wprowadzać wartości od 0 do 15 przy 
czym domyślnie przyjęto, że obliczenia wyświetlane są z dokładnością do 
trzech miejsc po przecinku.  

 

Exponential Threshold  
Oprócz zapisu z uwzględnieniem kropki dziesiętnej w programie istniej 
również możliwość stosowania zapisu ekspotencjalnego. Opcja ta służy 
do ustalania od jakiej minimalnej wartości zmiennej lub wartości wyniku 
liczby będą ukazane w postaci ekspotencjalnej.  

 

Complex Tolerance  
W programie liczby zespolone domyślnie ukazane są w postaci sumy 
części rzeczywistej i części urojonej. W przypadku gdy któraś z tych 
części jest większa o określoną ilość razy od części drugiej to program 

background image

wyświetla tylko tą większą część liczby zespolonej. Pole to służy do 
określenia ile razy jedna część liczby zespolonej ma być większa od 
drugiej aby była wyświetlana tylko jedna część. Domyślnie opcja ta ma 
wartość 10.  

 

Zero Tolerance  
Opcja ta służy do określenia, po przekroczeniu jakiej minimalnej wartości 
wyniki zaokrągla się do zera. Domyślna wartość tego pola wynosi 15, 
jednak dla obliczeń w których wykorzystane zostały bardzo małe 
wartości. Wartość 15 jest zbyt niska dlatego w takich przypadkach 
użytkownik powinien zmieniać wartość w tym polu.  

Wróć

 

 

Jednostka urojona

 

Ponieważ program umożliwia pracę na liczbach rzeczywistych zespolonych, 
dlatego też została uwzględniona możliwość zmiany jednostki urojonej w polu 
Imaginary. Do wyboru są dwie opcje i lub j  

Wróć

 

 

Ustawienia globalne i lokalne

 

Chcąc dokonywać ustaleń globalnych w oknie dialogowym 

Number Format

, to 

przed jego otworzeniem należy umieścić kursor w obszarze roboczym. W 
wyniku czego po otwarciu tego okna automatycznie zostanie zaznaczona opcja 

Set as worksheet default

, która odpowiada za ustawienia globalne. Następnie 

można dokonać ustaleń dotyczących dokładności oraz sposobu wykonywania 
obliczeń i zatwierdzić je klikając na przycisk OK 

Jeśli chcemy dokonywać ustawień lokalnych kursor roboczy należy umieścić w 
wyrażeniu w którym mają być one wykonywane. Następnie należy wywołać 
okno dialogowe 

Number Format

. W oknie tym należy wybrać opcję 

Set for 

current region only

 po czym nastąpi włącznie ustawień lokalnych.  

Wróć

 

 

Opcje dodatkowe

 

background image

Oprócz opcji, które zostały omówione powyżej w oknie dialogowym 

Number 

Format

 dostępne są jeszcze dwie opcje: 

 

Display as Matrix  
Opcja ta powoduje, że macierze które mają powyżej dziewięciu wierszy 
wyświetlane są w postaci przewijalnej tablicy.  

 

Trailing Zeros  
Opcja ta powoduje, iż wszystkie wyniki obliczeń będą wyświetlane z 
dokładnością do tylu miejsc po przecinku ile zostało określone w polu 
Displayed Precision  

Obliczenia podstawowe 

 

| Dodawanie z przeniesieniem |

 

Procenty |

 

Obliczenie silni |

  

 

Aby rozpocząć obliczenia, najpierw należy wprowadzić zmienne oraz 
wyrażenia, które mają być obliczane. Wszelkie wyrażenia są wprowadzane do 
programu w taki sposób jak były by definiowane na zwykłej kartce papieru. 
Obliczenia mogą być wykonywane zarówno na konkretnych liczbach jak i na 
zmiennych ogólnych. Jeżeli obliczenia będą wykonywane na zmiennych, muszą 
one być wcześniej zdefiniowane, ponieważ w przypadku nie zdefiniowania 
program wyświetli ją w kolorze czerwonym, natomiast w miejscu wyniku 
pojawi się komunikat: 

"This variable or function is not defined above"

  

 

| Dodawanie

 | 

Odejmowanie

 | 

Mnożenie

 | 

Dzielenie

 | 

Potęgowanie

 | 

Pierwiastkowanie

 | 

Moduł

 | 

Negacja wyrażenia

 | 

Odwrotność wyrażenia

 | 

 

 
 
 
 

Dodawanie

 

Aby dodać do siebie dwie liczby, należy najpierw wpisać pierwszą liczbę, 
wpisać operator dodawania (klawisz 

+

 lub poprzez naciśnięcie przycisku 

[Adition +]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

), a następnie wprowadzić drugą 

liczbę, na zakończenie należy wpisać klawisz 

=

 co spowoduje wyświetlenie 

otrzymanego wyniku. Innym ze sposobów dodawania jest zdefiniowanie 
zmiennych , a następnie wprowadzenie zmiennych wraz z operatorem 
dodawania oraz wciśnięcie klawisza 

=

. Obydwa przypadki przedstawione 

zostały na rysunku poniżej.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Odejmowanie

 

Odejmowanie wykonuje się prawie tak samo jak dodawanie z wyjątkiem jednej 
różnicy którą jest wprowadzenie operatora odejmowania (klawisz 

-

 lub poprzez 

naciśnięcie przycisku 

[Subtraction -]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

). 

Podobnie jak w dodawaniu działania można wykonywać zarówno na liczbach, 
zmiennych jak również przypisywać wynik odejmowania do zmiennej.  

 

Wróć

 

 

 
 

Mnożenie

 

Mnożenie dwóch liczb lub zmiennych wykonuje się poprzez wpisanie tych liczb 
wraz z operatorem mnożenia (klawisz 

*

). Operator ten można również wstawić 

przez wybranie przycisku 

[Multiplication *]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic 

Palette

. Mnożenie komplikuje się gdy dochodzą działania takie jak dodawanie, 

odejmowanie itp., ponieważ wynik nie zawsze będzie spełniał nasze 

background image

oczekiwania. Rysunek poniżej przedstawia operator mnożenia użyty z 
operatorami dodawania i odejmowania. W tym przypadku należy zastosować 
nawiasy.  

 

Wróć

 

 

 
 

Dzielenie

 

W celu podzielenia dwóch liczb lub zmiennych należy zastosować operator 
dzielenia (klawisz 

/

). Operator ten można również wstawić poprzez kliknięcie 

przycisku 

[Division /]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

. Dzielenie można 

przeprowadzić na dwa sposoby. Pierwszy z nich to najpierw wprowadzenie 
operatora a następnie liczb lub zmiennych. Natomiast drugi sposób odbywa się 
przez wprowadzenie pierwszej liczby, operatora dzielenia, drugiej liczby a na 
zakończenie należy nacisnąć klawisz 

=

. Rysunek przedstawiony poniżej 

przedstawia przykłady dzielenia.  

 

Wróć

 

 

 
 

Potęgowanie

 

Podczas wykonywania różnego rodzaju obliczeń zdarza się, że trzeba dokonać 
operacji potęgowania. W operacji tej występuje podstawa oraz wykładnik 
potęgi. Zarówno wykładnik potęgi jak i podstawa mogą być liczbami 
rzeczywistymi lub całkowitymi (dodatnimi lub ujemnymi), Jedynym 
ograniczeniem w procesie potęgowania jest to, że liczbę 2 można podnieść 
maksymalnie do potęgi 1020.  

background image

Operator potęgowania można wstawić do dokumentu na dwa sposoby. Można 
wcisnąć kombinację klawiszy 

Shift + 6

 lub też kliknąć przycisk 

Raise to Power 

^

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

. Potęgowanie jak i inne operacje można 

wykonywać zarówno na liczbach jak i zmiennych. Aby podnieść np. 5 do potęgi 
3 należy wcisnąć klawisze: 

5

Shift + 6

3

 oraz 

Enter

 na zakończenie.  

Można tu również poruszyć problem podnoszenia liczby e do dowolnej potęgi, 
w przypadku tym podstawa potęgi jest stała i wynosi w przybliżeniu 2.718. 
Zapis ten można uzyskać na dwa sposoby. Należy wpisać liczbę 

e

, a następnie 

wcisnąć kombinację klawiszy 

Shift + 6

 lub przycisk 

^

. Innym sposobem jest 

wybranie przycisku 

[Exponential]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

, co 

spowoduje wstawienie liczby 

e

 ze znakiem braku w miejscu wykładnika potęgi. 

Należy wpisać tylko wykładnik potęgi oraz wcisnąć klawisz 

=

 w celu uzyskania 

wyniku.  

 

Wróć

 

 

 
 

Pierwiastkowanie

 

Operator pierwiastkowania wykorzystywany jest w różnego rodzaju wzorach. 
Program ten udostępnia nie tylko operator pierwiastkowania drugiego stopnia 
ale również operator pierwiastka wyższego rzędu. Operator pierwiastkowania 
uzyskuje się poprzez wciśnięcie klawisza 

\

 lub poprzez wybranie przycisku 

[Square Root \]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

. W wyniku tego w 

dokumencie pojawia się operator pierwiastka ze znakiem braku, w którym 
należy wpisać liczbę podpierwiastkową. Można również zacząć od wstawienia 
liczby a następnie wpisać operator pierwiastka 

Jak już było wspomniane powyżej do programu można wprowadzi operator 
pierwiastka dowolnego stopnia. W celu wstawienia takiego operatora należy 
użyć kombinacji klawiszy 

Ctrl + \

 lub też kliknąć przycisk 

[Nth Root Ctrl + \]

 w 

pasku narzędzi 

Arithmetic Palette

. Po wstawieniu tego operatora widoczne są 

dwa znaki braku pomiędzy którymi można poruszać się za pomocą klawiszy 

background image

strzałka w prawo

 lub 

strzałka w lewo

 lub poprzez naciśnięcie klawisza 

Tab

. W 

miejsca te należy wpisać liczbę podpierwiastkową oraz stopień pierwiastka.  

 

Wróć

 

 

 
 

Moduł

 

Operator modułu można wstawić na dwa sposoby za pomocą kombinacji 
klawiszy 

Shift + \

 lub poprzez kliknięcie przycisku 

[Absolute Value | ]

 w pasku 

narzędzi 

Arithmetic Palette

. Operator ten można wykorzystać zarówno w 

stosunku do zmiennych jak i w stosunku do konkretnych liczb. Operator modułu 
można również wykorzystać w definicjach funkcji itp. Po umieszczeniu 
operatora modułu w programie należy uzupełnić miejsce braku żądanym 
wyrażeniem a następnie wcisnąć klawisz 

=

. W przypadku gdy po module ma 

znajdować się dalszy ciąg wyrażenia to należy wcisnąć przycisk 

strzałka w 

prawo

, co spowoduje opuszczenie operatora modułu, a następnie wprowadzić 

dalszy ciąg wyrażenia.  

 

Wróć

 

 

 
 

Negacja wyrażenia

 

Aby otrzymać negację wyrażenia należy otoczyć dane wyrażenie nawiasami i 
wstawić minus poprzez wybranie klawisza 

-

 a następnie zatwierdzić przez 

background image

wciśnięcie klawisza 

Enter

. W przypadku ułamka w nawias należy wstawić całe 

wyrażenie wraz z kreską ułamkową.  

 

Wróć

 

 

 
 

Odwrotność wyrażenia

 

Aby uzyskać odwrotność dowolnego wyrażenia liczby lub zmiennej należy 
podnieść je do potęgi -1. Zapis ten otrzymuje się poprzez umieszczenie kursora 
po prawej stronie danego wyrażenia i naciśnięcie przycisku 

[Inverse]

 w pasku 

narzędzi 

Arithmetic Palette

.  

 

Wróć

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Dodawanie z przeniesieniem 

 

background image

|

 Procenty |

 

Obliczenie silni |

  

 

Podczas wykonywania różnego rodzaju obliczeń może okazać się, że wstawione wyrażenie jest dłuższe niż przyjęta szerokość strony. W takim 
przypadku należy przenieść część wyrażenia do drugiej linii. W celu uzyskania takiego przeniesienia należy wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + J

 lub 

Ctrl + Enter

 w wyniku czego następuje wstawienie odpowiedniego operatora. Jedyną wadą takiego działania jest to, że następnym operatorem po 

przeniesieniu jest operator dodawania. Rysunek poniżej jest obrazem tego działania.  

 

Procenty 

 

| Dodawanie z przeniesieniem |

 

Obliczenie silni |

  

 

W wielu obliczeniach zamiast liczb wykorzystuje się procenty. Znak procentu wprowadza się do dokumentu poprzez wpisanie żądanej liczby, 
operatora mnożenia oraz znaku procentu. Znak procentu otrzymuje się w wyniku wciśnięcia kombinacji klawiszy 

Shift + 5

. Znak ten ma również 

przypisaną wartość która jest równa 0,01. Aby wyświetlić wartość procentu należy wcisnąć klawisz 

=

 po wprowadzeniu do dokumentu znaku 

procentu.  

 

Obliczenie silni 

 

| Dodawanie z przeniesieniem |

 

Procenty |

  

 

Silnia jest to iloczyn kolejnych liczb. Operator silni wprowadza się do dokumentu poprzez wciśnięcie 
kombinacji klawiszy 

Shift + 1

 (

!

) lub poprzez wybranie przycisku 

[Factorial !]

 w pasku narzędzi 

Arithmetic 

Palette

. Kolejność wprowadzania liczby i operatora jest obojętna. Można zacząć od wpisania liczby, a następnie 

wprowadzić operator silni i na końcu wcisnąć klawisz 

=

 w celu pokazania wyniku. Jeżeli obliczanie zostanie 

rozpoczęte od wprowadzenia operatora, to po jego lewej stronie pojawi się znak braku w którym należy wpisać 
liczbę oraz wcisnąć klawisz 

=

. Program umożliwia obliczanie silni w zakresie od 0 do 120.  

 

Wykorzystywanie operatorów 

background image

 

| Obliczanie wartości pochodnej |

 

Obliczanie całek oznaczonych |

 

Obliczanie granic wyrażeń |

  

 

W rozdziale tym przedstawione są sposoby wykonania bardziej skomplikowanych obliczeń matematycznych w programie. W rozdziale wykorzystane 
są między innymi operatory takie jak całkowanie, różniczkowanie. Dla wygody wprowadzania operatorów należy wywołać pasek narzędzi 

Calculus 

Palette

, który zawiera wszystkie omawiane w tym programie operatory. Pasek ten uruchamia się poprzez wciśnięcie przycisku 

[Calculus Palette]

 w 

pasku narzędzi 

Math Palette

  

 

Pasek narzędzi 

Calculus Palette

  

Przykład obliczania wartości pochodnej w punkcie

 

 

Obliczanie wartości pochodnej 

 

| Obliczanie całek oznaczonych |

 

Obliczanie granic wyrażeń |

  

 

Program ten daje nam również możliwość obliczania pochodnej. W matematyce nosi to nazwę obliczania wartości pochodnej w miejscu. Wartość 
pochodnej najczęściej oblicza się dla konkretnej funkcji, dlatego przed rozpoczęciem obliczania wartości funkcji należy zdefiniować argumenty 
funkcji, które będą użyte w obliczeniach, a następnie zdefiniować funkcję. Po tych wszystkich działaniach do dokumentu można wprowadzić operator 
pochodnej. Operator ten można wstawić za pomocą kombinacji klawiszy 

Shift + /

 lub przez wybranie przycisku 

[Derivative Shift + / ]

 w pasku 

narzędzi 

Calculus Palette

. Po wstawieniu operatora pojawiają się dwa znaki braku, pomiędzy którymi możemy przemieszczać się za pomocą klawisza 

Tab

. W mianowniku (dolny znak braku) należy wprowadzić zmienną, względem której następuje obliczenie wartości pochodnej. W miejscu drugiego 

znaku braku należy wprowadzić zdefiniowaną wcześniej funkcję lub wyrażenie, z którego będzie liczona wartość pochodnej dla określonej wartości 
zmiennej.  

 

Obliczenie wartości pochodnej  

Program Mathcad 7.0 Professional umożliwia nam także obliczanie wartości dla pochodnej wyższego rzędu. Pierwszą czynnością jaką należy 
wykonać by przystąpić do tego rodzaju obliczeń jest wprowadzenie operatora pochodnej wyższego rzędu. Operator ten można wstawić za pomocą 
kombinacji klawiszy 

Ctrl + Shift + /

 lub poprzez wybranie przycisku 

[Nth Derivative Ctrl + Shift + / ]

 w pasku narzędzi 

Calculus Palette

. Zasada 

obliczania wartości pochodnej wyższego rzędu jest prawie taka sama jak pochodnej pierwszego rzędu. Po wprowadzeniu do dokumentu operatora 
użytkownik ma do czynienia z czterema znakami braku, przy czym dwa z nich uzupełnia się identycznie jak w pochodnej pierwszego rzędu. W 
dolnym miejscu braku należy wprowadzić zmienną względem której następuje różniczkowanie, następnie należy wcisnąć klawisz 

Tab

 i wprowadzić 

rząd pochodnej (przy zmiennej wygląda to jak wykładnik), w wyniku czego następuje automatyczne wpisanie identycznego rzędu w liczniku. Na 
samym końcu należy wprowadzić wyrażenie lub wcześniej zdefiniowaną funkcję. Maksymalnym rzędem pochodnej który można obliczyć w tym 
programie jest 5. Program daje również możliwość obliczenia wartości zerowej pochodnej dla zadanej wartości x. W przypadku tym jest to po prostu 
wartość funkcji dla zadanej wartości x.  

background image

 

Obliczenie wartości pochodnej wyższego rzędu  

Przykład obliczania wartości pochodnej w punkcie 

 

 
 
 

Obliczyć wartość pochodnej w punkcie  

 
 

1.Najpierw należy zdefiniować zmienne (argumenty funkcji), które będą używane w 
obliczeniach.  

background image

 

 
 

2.Następnie należy zdefiniować funkcję.  

background image

 

 
 

3.Teraz można przystąpić do wprowadzenia do dokumentu operatora pochodnej. Operator ten 
można wstawić za pomocą kombinacji klawiszy 

Shift + /

 lub poprzez kliknięcie przycisku 

[Derivative Shift + /]

 w pasku narzędzi 

Calculus Palette

.  

background image

 

4.Po wstawieniu operatora pochodnej mamy do czynienia z dwoma znakami braku. W 
miejsce dolnego (w mianowniku) należy wpisać zmienną, względem której następuje 
obliczenie wartości pochodnej. Natomiast w miejsce drugiego znaku braku należy wpisać 
zdefiniowaną wcześniej funkcję, z której będzie liczona wartość pochodnej dla określonej 
wartości zmiennej.  

background image

 

5.W celu uzyskania wyniku należy nacisnąć klawisz 

=

, a następnie 

Enter

.  

background image

 

Przykład obliczania granic

 

 

Obliczanie granic wyrażeń 

 

| Obliczanie wartości pochodnej |

 

Obliczanie całek oznaczonych |

  

 

Podczas badania zmienności funkcji należy obliczyć granicę funkcji. W programie mamy możliwość obliczenia granicy prawostronnej, lewostronnej 
oraz granicy w punkcie. Oprócz tego mamy możliwość obliczenia granicy funkcji w sytuacji, gdy jej argument dąży do plus lub minus 
nieskończoności. W celu obliczenia granicy należy wstawić operator obliczenia granicy (w matematyce zwany limesem), określić funkcję oraz 
argument, względem którego liczona jest granica. Schemat liczenia granicy dla każdego rodzaju operatora jest identyczny. Aby wstawić operator 
granicy należy:  

 

dla operatora granicy prawostronnej wcisnąć kombinację klawiszy 

CTRL + A

 lub wcisnąć przycisk 

[Limit from Above Ctrl + A]

 w pasku narzędzi 

Calculus Palette

.  

 

dla operatora granicy lewostronnej wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + B

 lub wcisnąć przycisk 

[Limit 

from Below Ctrl + B]

 w pasku narzędzi 

Calculus Palette

.  

 

dla operatora granicy w punkcie wcisnąć kombinację klawiszy 

CTRL + L

 lub wcisnąć przycisk 

[TwoSided Limit Ctrl + L]

 w pasku narzędzi 

Calculus Palette

 

 

Operatory granic (wraz z odpowiadającymi im kombinacjami klawiszy)  

background image

Po wprowadzeniu operatora granicy, należy wpisać pod nim argument funkcji oraz określić w jakim punkcie ma być obliczona granica.  

Wartość granicy dla wprowadzonej do operatora funkcji oblicza się w następujący sposób. Najpierw całe wyrażenie należy otoczyć ramką wyboru a 
następnie wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + F9

. Skutkiem przeprowadzenia tych działań będzie wyświetlenie wyniku wartości granicy dla danej 

funkcji.  

Przykład obliczania granic 

 

 
 
 

Obliczyć wartość granicy  

 
 

1.Najpierw należy wprowadzić operator granicy.  

 

 
 

2.Po wstawieniu do dokumentu operatora granicy, należy wpisać w miejsce znaków braku 
nazwę zmiennej (argument funkcji), funkcję oraz należy określić w jakim punkcie ma być 
obliczona granica .  

background image

 

 
 

3.Następnie, aby obliczyć wartość granicy dla wprowadzonej do operatora funkcji, należy 
całe wyrażenie otoczyć ramką wyboru i wcisnąć kombinację klawiszy 

Shift + F9

  

background image

 

Przykłady podstawowych obliczeń na macierzach

 

 

Wektory i macierze 

 

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | Zmiana rozmiarów macierzy i 

wektorów | |Operacje symboliczne na macierzach | Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

Rozdział ten w całości poświęcony został zagadnieniom dotyczącym wektorów i 
macierzy. Przedstawione są tu różne sposoby wstawienia wektorów i macierzy 
oraz przeprowadzane na nich operacje. Warto dokonać podziału, co to jest 
macierz, a co wektor. Macierz jest to dwuwymiarowa tablica o n wierszach i m 
kolumnach, przy czym gdy n=m wtedy mamy do czynienia z macierzą 
kwadratową. Natomiast wektor jest tablicą jednowymiarową czyli zawierającą 
jeden wiersz lub jedną kolumnę. Do pracy z wektorami i macierzami bardzo 
przydatny jest pasek narzędzi, który wyświetla się poprzez naciśnięcie przycisku 

[Vector and Matrix Palette]

 w pasku narzędzi 

Math Palette

.  

background image

 

Pasek narzędzi 

Vector and Matrix Palette

  

Definicja macierzy i 

wektorów w 

dokumencie 

 

| Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | 

Zmiana rozmiarów macierzy i wektorów | |Operacje symboliczne na 

macierzach | Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

Wstawianie macierzy i wektorów do dokumentu odbywa się w następujący 
sposób: 

 

 

kursor roboczy należy umieścić w miejscu gdzie ma być wstawiony wektor lub macierz,  

 

wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + M

 lub też wybrać 

Insert | Matrix...

 w wyniku czego zostanie 

wywołane okno dialogowe 

Insert Matrix

 (rysunek poniżej), można także nacisnąć przycisk 

[Matrix or 

Vector Ctrl + M]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

,  

 

Okno dialogowe 

Insert Matrix

 

 

 

w oknie dialogowym 

Insert Matrix

 znajdują się dwa pola w które należy wprowadzić liczbę wierszy 

(pole Rows) oraz liczbę kolumn (pole Columns) dla wstawionej macierzy,  

 

w przypadku gdy naciśniemy przycisk 

[Insert]

 nastąpi wstawienie do dokumentu macierzy o zadanych 

rozmiarach natomiast okno dialogowe nie zostanie zamknięte. Jeżeli naciśniemy przycisk 

[OK]

 to 

macierz zostanie wstawiona do dokumentu a okno zamknięte.  

Jeżeli w oknie dialogowym 

Insert Matrix

 w jednym z pól (Rows lub Columns

zostanie wpisana wartość 1, to do dokumentu zostanie wprowadzony wektor o 
zadanej liczbie elementów.  

background image

 

Wstawione do dokumentu puste wektory i macierze  

Gdy do dokumentu zostanie wstawiony wektor lub macierz, to należy w nim 
uzupełnić znaki braków. Pomiędzy tymi znakami możemy się przemieszczać za 
pomocą klawisza 

[Tab]

 lub poprzez kliknięcie myszką na wybranym znaku 

braku.  

Przyjęło się, że macierze definiujemy za pomocą wielkich liter (np. A, B, C, D, 
E itp.), natomiast wektory za pomocą małych liter (np. a, b, c, d, e, itp.). Aby 
zdefiniować macierz lub wektor poprzez przypisanie do zmiennej najpierw 
trzeba wpisać nazwę zmiennej, a następnie wcisnąć kombinację klawiszy 

Shift + 

;

 w wyniku czego nastąpi wprowadzenie znaku przypisania i korzystając z 

jednej z wcześniej opisanych metod wstawić do dokumentu wektor lub macierz. 
Następnie należy uzupełnić miejsca braków.  

 

Zdefiniowany wektor i macierz w dokumencie  

Podstawowe obliczenia 

na macierzach i 

wektorach 

 

background image

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Zmiana rozmiarów macierzy i wektorów | Operacje symboliczne na macierzach | 

Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

W rozdziale tym zostały omówione podstawowe operacje, jakie można 
wykonywać na wektorach i macierzach. Podczas opisu wszystkich operacji 
przyjęto, że macierze będą oznaczane dużymi literami (np. A, B, C, D itp.) a 
wektory małymi (np. a, b, c, d itp.).  

Poniżej opisane zostały sposoby wykonywania przedstawionych operacji wraz z 
warunkami ich używania.  

| Dodawanie wektorów

 | 

Dodawanie dwóch lub więcej macierzy

 | 

Odejmowanie wektorów i macierzy

 | 

Mnożenie macierzy i wektora przez dowolną 

liczbę

 | 

Dzielenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 | 

Iloczyn skalarny wektorów

 | 

Iloczyn wektorowy

 | 

Mnożenie dwóch macierzy

 | 

Podnoszenie macierzy do dowolnej potęgi

 | 

Wyświetlanie dowolnej kolumny z podanej macierzy

 | 

 

 
 
 
 
 

Dodawanie wektorów

 

Operację dodawania wektorów wykonuje się z wykorzystaniem operatora (+). 
Aby można było dodać do siebie dwa wektory muszą one mieć identyczną 
liczbę elementów oraz muszą być identycznych rozmiarów. To znaczy, że do 
wektora jednowierszowego nie można dodać wektora jednokolumnowego 
nawet, jeśli obydwa mają identyczną liczbę elementów.  

 

Wróć

 

 

 
 

Dodawanie dwóch lub więcej macierzy

 

Operację dodawania dwóch lub więcej macierzy wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora dodawania (+). Przy czym dodawane do siebie 
elementy muszą mieć identyczną liczbę kolumn i wierszy oraz liczbę 
elementów.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Odejmowanie wektorów i macierzy

 

Operację odejmowania wektorów i macierzy wykonuje się z wykorzystaniem 
operatora (-). Warunki odejmowania wektorów i macierzy są takie same jak dla 
dodawania.  

 

Wróć

 

 

 
 

Mnożenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 

Operację mnożenia macierzy lub wektora przez dowolną liczbę wykonuje się 
wykorzystaniem operatora mnożenia (*). Liczba taka może przyjmować 

background image

dowolną wartość rzeczywistą, a kolejność składników operacji jest bez 
znaczenia.  

 

Wróć

 

 

 
 

Dzielenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 

Operację dzielenia macierzy lub wektora przez dowolną liczbę wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora dzielenia (/). Przy tej operacji należy zwrócić uwagę 
na kolejność wprowadzania składników operacji. Najpierw należy wprowadzić 
macierz (wektor), następnie operator dzielenia, a na samym końcu liczbę przez 
którą dzielimy macierz (wektor).  

 

Wróć

 

 

 
 

Iloczyn skalarny wektorów

 

Operację iloczynu skalarnego wektorów wykonuje się z wykorzystaniem 
operatora mnożenia, przy warunku, że wektory mają identyczną liczbę 
elementów. Operację tą można wykonać również przez naciśnięcie przycisku 

[Dot Product]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

.  

 

Wróć

 

 

 
 

background image

Iloczyn wektorowy

 

Operację iloczynu wektorowego wykonuje się z wykorzystaniem operatora 
iloczynu wektorowego, który możemy wstawić do dokumentu przez naciśnięcie 
kombinacji klawiszy 

Ctrl + 8

 lub przez wybranie przycisku 

[Cross Product Ctrl 

+ 8]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

. Warunkiem wykonania 

takiego iloczynu jest to, aby obydwa wektory miały po trzy elementy.  

 

Wróć

 

 

 
 

Mnożenie dwóch macierzy

 

Operację mnożenia dwóch macierzy wykonuje się z wykorzystaniem operatora 
mnożenia (*). Jeżeli mamy do czynienia z iloczynem macierzy kwadratowych 
możemy mnożyć macierze A*B jak również B*A. W przypadku gdy mamy do 
czynienia z iloczynem macierzy o różnej liczbie wierszy i kolumn, należy 
przestrzegać zasady, że pierwsza macierz musi mieć taką samą liczbę kolumn co 
druga wierszy. Jeżeli ta zasada nie zostanie zachowana wówczas wykonanie 
operacji będzie niemożliwe.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Podnoszenie macierzy do dowolnej potęgi

 

Operację podnoszenia macierzy do dowolnej potęgi wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora potęgowania, możemy go wstawić do dokumentu za 
pomocą kombinacji klawiszy 

Shift + 6

, przy czym operację tą możemy 

wykonywać tylko i wyłącznie na macierzy kwadratowej. Podniesienie macierzy 
do potęgi n oznacza, że macierz ta została n razy pomnożona przez siebie samą. 
W trakcie podnoszenia macierzy do potęgi wykładnik musi należeć do zbioru 
liczb całkowitych.  

 

Wróć

 

 

 
 

Wyświetlanie dowolnej kolumny z podanej macierzy

 

background image

Program daje nam również możliwość wyświetlenia dowolnej kolumny z 
podanej macierzy. Można to uzyskać poprzez wciśnięcie kombinacji klawiszy 

Ctrl + 6

 lub przez naciśnięcie przycisku 

[Matrix Column Ctrl + 6]

 w pasku 

narzędzi 

Vector and Matrix Palette

. Teraz wystarczy tylko wpisać nazwę 

macierzy w dolnym miejscu braku a w nawiasach ostrych podać numer kolumny 
z zadanej macierzy. Kolumny w macierzy są liczone od zera.  

 

Wróć

 

 

 
 
 
 
 
 

Definicja macierzy i 

wektorów w 

dokumencie 

 

| Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | 

Zmiana rozmiarów macierzy i wektorów | |Operacje symboliczne na 

macierzach | Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

Wstawianie macierzy i wektorów do dokumentu odbywa się w następujący 
sposób: 

 

 

kursor roboczy należy umieścić w miejscu gdzie ma być wstawiony wektor lub macierz,  

background image

 

wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + M

 lub też wybrać 

Insert | Matrix...

 w wyniku czego zostanie 

wywołane okno dialogowe 

Insert Matrix

 (rysunek poniżej), można także nacisnąć przycisk 

[Matrix or 

Vector Ctrl + M]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

,  

 

Okno dialogowe 

Insert Matrix

 

 

 

w oknie dialogowym 

Insert Matrix

 znajdują się dwa pola w które należy wprowadzić liczbę wierszy 

(pole Rows) oraz liczbę kolumn (pole Columns) dla wstawionej macierzy,  

 

w przypadku gdy naciśniemy przycisk 

[Insert]

 nastąpi wstawienie do dokumentu macierzy o zadanych 

rozmiarach natomiast okno dialogowe nie zostanie zamknięte. Jeżeli naciśniemy przycisk 

[OK]

 to 

macierz zostanie wstawiona do dokumentu a okno zamknięte.  

Jeżeli w oknie dialogowym 

Insert Matrix

 w jednym z pól (Rows lub Columns

zostanie wpisana wartość 1, to do dokumentu zostanie wprowadzony wektor o 
zadanej liczbie elementów.  

 

Wstawione do dokumentu puste wektory i macierze  

Gdy do dokumentu zostanie wstawiony wektor lub macierz, to należy w nim 
uzupełnić znaki braków. Pomiędzy tymi znakami możemy się przemieszczać za 
pomocą klawisza 

[Tab]

 lub poprzez kliknięcie myszką na wybranym znaku 

braku.  

Przyjęło się, że macierze definiujemy za pomocą wielkich liter (np. A, B, C, D, 
E itp.), natomiast wektory za pomocą małych liter (np. a, b, c, d, e, itp.). Aby 
zdefiniować macierz lub wektor poprzez przypisanie do zmiennej najpierw 
trzeba wpisać nazwę zmiennej, a następnie wcisnąć kombinację klawiszy 

Shift + 

;

 w wyniku czego nastąpi wprowadzenie znaku przypisania i korzystając z 

jednej z wcześniej opisanych metod wstawić do dokumentu wektor lub macierz. 
Następnie należy uzupełnić miejsca braków.  

background image

 

Zdefiniowany wektor i macierz w dokumencie  

Podstawowe obliczenia 

na macierzach i 

wektorach 

 

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Zmiana rozmiarów macierzy i wektorów | Operacje symboliczne na macierzach | 

Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

W rozdziale tym zostały omówione podstawowe operacje, jakie można 
wykonywać na wektorach i macierzach. Podczas opisu wszystkich operacji 
przyjęto, że macierze będą oznaczane dużymi literami (np. A, B, C, D itp.) a 
wektory małymi (np. a, b, c, d itp.).  

Poniżej opisane zostały sposoby wykonywania przedstawionych operacji wraz z 
warunkami ich używania.  

| Dodawanie wektorów

 | 

Dodawanie dwóch lub więcej macierzy

 | 

Odejmowanie wektorów i macierzy

 | 

Mnożenie macierzy i wektora przez dowolną 

liczbę

 | 

Dzielenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 | 

Iloczyn skalarny wektorów

 | 

Iloczyn wektorowy

 | 

Mnożenie dwóch macierzy

 | 

Podnoszenie macierzy do dowolnej potęgi

 | 

Wyświetlanie dowolnej kolumny z podanej macierzy

 | 

 

 
 
 
 
 

Dodawanie wektorów

 

Operację dodawania wektorów wykonuje się z wykorzystaniem operatora (+). 
Aby można było dodać do siebie dwa wektory muszą one mieć identyczną 
liczbę elementów oraz muszą być identycznych rozmiarów. To znaczy, że do 
wektora jednowierszowego nie można dodać wektora jednokolumnowego 
nawet, jeśli obydwa mają identyczną liczbę elementów.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Dodawanie dwóch lub więcej macierzy

 

Operację dodawania dwóch lub więcej macierzy wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora dodawania (+). Przy czym dodawane do siebie 
elementy muszą mieć identyczną liczbę kolumn i wierszy oraz liczbę 
elementów.  

 

Wróć

 

 

 
 

Odejmowanie wektorów i macierzy

 

Operację odejmowania wektorów i macierzy wykonuje się z wykorzystaniem 
operatora (-). Warunki odejmowania wektorów i macierzy są takie same jak dla 
dodawania.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Mnożenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 

Operację mnożenia macierzy lub wektora przez dowolną liczbę wykonuje się 
wykorzystaniem operatora mnożenia (*). Liczba taka może przyjmować 
dowolną wartość rzeczywistą, a kolejność składników operacji jest bez 
znaczenia.  

 

Wróć

 

 

 
 

Dzielenie macierzy i wektora przez dowolną liczbę

 

Operację dzielenia macierzy lub wektora przez dowolną liczbę wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora dzielenia (/). Przy tej operacji należy zwrócić uwagę 
na kolejność wprowadzania składników operacji. Najpierw należy wprowadzić 
macierz (wektor), następnie operator dzielenia, a na samym końcu liczbę przez 
którą dzielimy macierz (wektor).  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Iloczyn skalarny wektorów

 

Operację iloczynu skalarnego wektorów wykonuje się z wykorzystaniem 
operatora mnożenia, przy warunku, że wektory mają identyczną liczbę 
elementów. Operację tą można wykonać również przez naciśnięcie przycisku 

[Dot Product]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

.  

 

Wróć

 

 

 
 

Iloczyn wektorowy

 

Operację iloczynu wektorowego wykonuje się z wykorzystaniem operatora 
iloczynu wektorowego, który możemy wstawić do dokumentu przez naciśnięcie 
kombinacji klawiszy 

Ctrl + 8

 lub przez wybranie przycisku 

[Cross Product Ctrl 

+ 8]

 w pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

. Warunkiem wykonania 

takiego iloczynu jest to, aby obydwa wektory miały po trzy elementy.  

 

background image

Wróć

 

 

 
 

Mnożenie dwóch macierzy

 

Operację mnożenia dwóch macierzy wykonuje się z wykorzystaniem operatora 
mnożenia (*). Jeżeli mamy do czynienia z iloczynem macierzy kwadratowych 
możemy mnożyć macierze A*B jak również B*A. W przypadku gdy mamy do 
czynienia z iloczynem macierzy o różnej liczbie wierszy i kolumn, należy 
przestrzegać zasady, że pierwsza macierz musi mieć taką samą liczbę kolumn co 
druga wierszy. Jeżeli ta zasada nie zostanie zachowana wówczas wykonanie 
operacji będzie niemożliwe.  

 

Wróć

 

 

 
 

Podnoszenie macierzy do dowolnej potęgi

 

Operację podnoszenia macierzy do dowolnej potęgi wykonuje się z 
wykorzystaniem operatora potęgowania, możemy go wstawić do dokumentu za 
pomocą kombinacji klawiszy 

Shift + 6

, przy czym operację tą możemy 

wykonywać tylko i wyłącznie na macierzy kwadratowej. Podniesienie macierzy 
do potęgi n oznacza, że macierz ta została n razy pomnożona przez siebie samą. 
W trakcie podnoszenia macierzy do potęgi wykładnik musi należeć do zbioru 
liczb całkowitych.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Wyświetlanie dowolnej kolumny z podanej macierzy

 

Program daje nam również możliwość wyświetlenia dowolnej kolumny z 
podanej macierzy. Można to uzyskać poprzez wciśnięcie kombinacji klawiszy 

Ctrl + 6

 lub przez naciśnięcie przycisku 

[Matrix Column Ctrl + 6]

 w pasku 

narzędzi 

Vector and Matrix Palette

. Teraz wystarczy tylko wpisać nazwę 

macierzy w dolnym miejscu braku a w nawiasach ostrych podać numer kolumny 
z zadanej macierzy. Kolumny w macierzy są liczone od zera.  

 

Wróć

 

 

 
 
 
 
 
 

background image

Zmiana rozmiarów 

macierzy i wektorów 

 

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | Operacje symboliczne na 

macierzach | Inne operacje na macierzach | 

 

 

 
 
 

Jeżeli okazuje się, że wprowadzony do dokumentu macierz (lub wektor) ma 
nieodpowiedni rozmiar nie należy usuwać go z dokumentu wystarczy zmienić 
rozmiar. Sposób wykonania tego jest prosty. Należy umieścić kursor roboczy 
przy tym elemencie macierzy za i pod którym będą wstawiane elementy. 
Następnie należy wcisnąć kombinację klawiszy 

Ctrl + M

, w wyniku czego 

zostanie wywołane okno dialogowe 

Insert Matrix

. W polach tekstowych Rows 

oraz Columns należy określić liczbę kolumn i wierszy, jaką chcemy wstawić do 
macierzy i na zakończenie wcisnąć klawisz 

[OK]

. Spowoduje to wstawienie do 

wybranej macierzy zadanej liczby wierszy i kolumn, co zostało przedstawione 
na rysunku poniżej.  

 

Wstawienie zadanej liczby wierszy i kolumn do macierzy  

W przypadku, gdy w oknie dialogowym naciśniemy przycisk 

[Delete]

, wówczas 

żą

dana liczba kolumn i wierszy zostanie usunięta z wybranej macierzy. Rysunek 

poniżej przedstawia sytuację, gdy w oknie dialogowym 

Insert Matrix

 kliknięto 

przycisk 

[Delete]

 przy następujących wartościach Rows: 0 oraz Columns: 2.  

background image

 

Efekt usuwania wierszy i kolumn z macierzy  

Do zmiany rozmiar macierzy w dokumencie można także wykorzystać dwie 
funkcje: stock() oraz augment() (nazwy tych funkcji należy wprowadzać do 
dokumentu małymi literami. Działanie tych funkcji przedstawione jest na 
rysunku poniżej.  

 

Wstawienie zadanej liczby wierszy i kolumn do macierzy 

 

Jak widać na rysunku funkcja stack służy do łączenia macierzy o tej samej 
liczbie kolumn, a funkcja augment o tej samej liczbie wierszy. Podczas 
przeprowadzania tego działania należy pamiętać, że kolejność wpisywania 
macierzy ma bardzo duże znaczenie.  

Operacje symboliczne 

na macierzach 

 

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | Zmiana rozmiarów macierzy i 

wektorów | Inne operacje na macierzach | 

 

background image

 

 
 
 

W rozdziale tym przedstawione zostały operacje symboliczne dostępne w 
programie. W celu wykonania każdej operacji opisanej w tym rozdziale, należy 
całą macierz otoczyć ramką wyboru, przy czym nie może to być macierz 
zdefiniowana z wykorzystaniem zmiennej.  

| Transpozycja macierzy

 | 

Macierz odwrotna

 | 

Wyznacznik macierzy

 | 

 

 
 
 
 
 

Transpozycja macierzy

 

W celu wykonania transpozycji macierzy, należy po otoczeniu całej macierzy 
ramką wyboru, wybrać z menu 

Symbolics | Matrix | Transpose

. Działanie to 

przedstawione jest na rysunku poniżej.  

 

Wróć

 

 

 
 

Macierz odwrotna

 

Aby obliczyć macierz odwrotną należy otoczyć ramką wyboru całą macierz i 
wybrać 

Symbolics | Matrix | Invert

 lub ponieść całą macierz do potęgi -1. 

Macierz odwrotną można uzyskać tylko i wyłącznie z macierzy kwadratowej. 
Przykład obliczenia macierzy odwrotnej został przedstawiony na rysunku 
poniżej.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Wyznacznik macierzy

 

Aby obliczyć wyznacznik z dowolnej macierzy kwadratowej, należy otoczyć 
ramką wyboru całą macierz, a następnie wcisnąć przycisk 

[Determinant | ]

 w 

pasku narzędzi 

Vector and Matrix Palette

 lub wybrać 

Symbolics | Matrix | 

Determinant

, co spowoduje wstawienie symbolu wyznacznika. Na zakończenie 

należy wcisnąć klawisz 

=

. Na rysunku poniżej został przedstawiony przykład 

obliczenia wyznacznika macierzy.  

 

Wróć

 

 
 
 
 
 
 

Inne operacje na 

macierzach 

 

background image

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | Zmiana rozmiarów macierzy i 

wektorów | Operacje symboliczne na macierzach | 

 

 

 
 
 

W rozdziale tym przedstawione zostały inne dostępne w programie operacje na 
macierzach. Są to operacje wykonywane z wykorzystaniem funkcji 
standardowych.  

| Największa i najmniejsza wartość w macierzy

 | 

Zliczanie wierszy i kolumn

 | 

Rząd macierzy

 | 

Macierz jednostkowa

 | 

 

 
 
 
 
 

Największa i najmniejsza wartość w macierzy

 

Do wyszukiwania największego i najmniejszego elementu macierzy służą dwie 
funkcje standardowe: min() dla znalezienia najmniejszej wartości w macierzy 
oraz max() dla znalezienia maksymalnej wartości w macierzy. W miejsce braku 
można wpisać zarówno zdefiniowany macierz jak i cały macierz. Działanie tych 
funkcji przedstawione jest na rysunku poniżej.  

 

Wróć

 

 

 
 

Zliczanie wierszy i kolumn

 

Do zliczenia wierszy i kolumn w macierzy służą dwie funkcje standardowe: 
Rows() do obliczenia liczby wierszy, oraz cols() do obliczenia liczby kolumn w 
zadanej macierzy. Przykład zastosowania tych funkcji przedstawiony został na 
rysunku poniżej.  

background image

 

Wróć

 

 

 
 

Rząd macierzy

 

Do wyznaczania rzędu macierzy służy funkcja standardowa: rank(). Przykłady 
zastosowania tej funkcji jest na rysunku poniżej.  

 

Wróć

 

 

 
 

Macierz jednostkowa

 

Macierz jednostkową można tworzyć ręcznie lub za pomocą funkcji 
standardowej: identity(). Funkcja ta tworzy macierz jednostkową o zadanym 
rozmiarze. Macierz jednostkowa to taka, która na głównej przekątnej ma same 
jedynki. Przykłady tworzenia macierzy jednostkowej przedstawione są na 
rysunku poniżej.  

background image

 

Wróć

 

 
 
 
 
 
 

Przykłady 

podstawowych obliczeń 

na macierzach 

 

| Definicja macierzy i wektorów w dokumencie | 

Podstawowe obliczenia na macierzach i wektorach | Zmiana rozmiarów macierzy i 

wektorów | |Operacje symboliczne na macierzach | Inne operacje na macierzach | 

 

 

 

1.

 

Dodawanie macierzy

  

2.

 

Odejmowanie macierzy

  

3.

 

Mnożenie i dzielenie macierzy przez liczbę

  

4.

 

Mnożenie macierzy

  

Przykład dodawania macierzy 

 

 
 
 
 

1.Dodawanie macierzy należy rozpocząć od wprowadzenia macierzy do dokumentu. Można 
to zrobić za pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl + M

.  

background image

 

 
 

2.Po wstawieniu do dokumentu macierzy należy je zdefiniować korzystając z kombinacji 
klawiszy 

Shift + ;

.  

background image

 

 
 

3.Po wykonaniu wyżej wymienionych działań należy wykonać dodawanie na zdefiniowanych 
macierzach (tzn. A+B).  

background image

 

Przykład odejmowania macierzy 

 

 
 
 
 

1.Odejmowania macierzy należy rozpocząć od wprowadzenia macierzy do dokumentu. 
Można to zrobić za pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl + M

.  

background image

 

 
 

2.Po wstawieniu do dokumentu macierzy należy je zdefiniować korzystając z kombinacji 
klawiszy 

Shift + ;

.  

background image

 

 
 

3.Po wykonaniu wyżej wymienionych działań należy wykonać odejmowanie na 
zdefiniowanych macierzach (tzn. A-B).  

background image

 

Mnożenie i dzielenie macierzy przez liczbę 

 

 
 
 
 

1.Mnożenie oraz dzielenie macierzy przez liczbę należy rozpocząć od wprowadzenia jej do 
dokumentu. Można to zrobić za pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl + M

.  

background image

 

 
 

2.Po wstawieniu do dokumentu macierzy należy je zdefiniować korzystając z kombinacji 
klawiszy 

Shift + ;

.  

background image

 

 
 

3.Aby wykonać mnożenie przez liczbę należy wcześniej zdefiniowaną macierz pomnożyć z 
wykorzystaniem operatora mnożenia przez daną liczbę. Natomiast dzielenie przez liczbę 
należy rozpocząć od wpisania zdefiniowanego macierzą, następnie trzeba wprowadzić 
operator dzielenia (klawisz 

/

), a na końcu liczbę przez którą chcemy podzielić macierz.  

background image

 

Równania i układy 

równań 

 

| Rozwiązywanie równań | 

Rozwiązywanie układów równań | Rozwiązywanie równań nieliniowych | 

 

 

 
 
 

Niniejszy rozdział przedstawia metody rozwiązywania prostych równań, układy 
równań oraz równań nieliniowych.  

Przykład rozwiązywania równań 

 

 
 

background image

 
 

1.Aby rozwiązać równanie należy najpierw doprowadzić do takiej sytuacji, aby wszystkie 
składniki równania znajdowały się po lewej stronie równania, a samo równanie należy 
przyrównać do zera. W zapisie należy użyć znaku równości wprowadzonego z 
wykorzystaniem kombinacji klawiszy 

Ctrl + =

.  

 

 
 

2.Po wprowadzeniu do dokumentu równania, należy następnie określić przybliżoną wartość 
niewiadomej.  

 

 
 

3.Aby wyznaczyć rozwiązanie należy teraz wpisać 

root(f(x),x)

 i nacisnąć klawisz 

=

. Funkcja 

f(x) może być wpisana zarówno w całości, jak też można użyć do tego celu zmiennej.  

 

 

Rozwiązywanie równań 

 

Rozwiązywanie układów równań | 

Rozwiązywanie równań nieliniowych | 

 

 

 
 
 

Aby rozwiązać równanie, należy zacząć od doprowadzenia do takiej sytuacji, 
ż

eby wszystkie składniki równania znajdowały się po lewej stronie równania, a 

samo równanie należy przyrównać do zera, czyli należy doprowadzić do 
następującej sytuacji: f(x)=0. Podczas wprowadzania równań do dokumentu 
należy użyć operatora równości, ale wprowadzać go należy z wykorzystaniem 
kombinacji klawiszy 

Ctrl + =

. Następnie po wprowadzeniu równania należy 

podać przybliżoną wartość niewiadomej. Aby otrzymać rozwiązanie należy 
wpisać 

root(f(x),x)

 oraz nacisnąć klawisz 

=

 w wyniku czego nastąpi 

wyświetlenie rozwiązania. Funkcja f(x) może być wprowadzona z użyciem 

background image

zmiennej lub w całości. Przedstawiony sposób rozwiązywania równań stosuje 
się do równań pierwszego i wyższego rzędu, można także rozwiązywać 
równania zawierające funkcje standardowe oraz równania trygonometryczne.  

 

Przybliżona wartość zmiennej nie musi być dokładna np. na rysunku powyżej 
zmiennej y została przypisana wartość 5. Chodzi tu tylko i wyłącznie o to aby 
zmienna użyta w równaniu była zdefiniowana. W przeciwnym wypadku 
program nie był by wstanie rozwiązać równania. Inaczej przedstawia się 
sytuacja w przypadku równań, w których rozwiązanie może się powtarzać np. 
równań trygonometrycznych. Ponieważ w tym przypadku zdefiniowanie 
wartości zmiennej narzuca punkt wokół którego będzie szukane rozwiązanie 
(rysunek poniżej).  

 

Rozwiązywanie równań 

nieliniowych 

 

| Rozwiązywanie równań | 

Rozwiązywanie układów równań | 

 

Program Mathcad 7.0 Professional oprócz rozwiązywania zwykłych równań 
oraz układów umożliwia nam rozwiązywanie równań nieliniowych. Do 
rozwiązywania tych równań służą dwie funkcje standardowe: 

given

 oraz 

find()

Aby rozwiązać układ równań nieliniowych, należy postępować zgodnie z 
poniższym opisem:  

 

rozwiązywanie układu należy rozpocząć od zdefiniowania wszystkich 
zmiennych które będą występowały w układzie równań nieliniowych; 
nadajemy im dowolne wartości, ponieważ chodzi tylko o ich 
zdefiniowanie w dokumencie;  

 

następnie należy wprowadzić polecenie 

gicen

;  

 

poniżej polecenia 

given

 lub na jego wysokości wpisujemy układ równań 

nieliniowych, przy czym znak równości do równań wprowadzić należy za 
pomocą kombinacji klawiszy 

Ctrl + =

, we wprowadzonych równaniach 

wyrazy wolne wpisujemy po prawej stronie równania;  

background image

 

wpisujemy polecenie 

find()

, przy czym w nawiasach wprowadzamy 

nazwy wszystkich zmiennych jakie występują w rozwiązywanym 
układzie równań, poszczególne zmienne oddzielamy przecinkami;  

 

na zakończenie należy wcisnąć klawisz 

=

, w wyniku czego nastąpi 

obliczenie niewiadomych z układu równań.  

 

Przykład rozwiązywania równań 

 

 
 
 
 

1.Aby rozwiązać równanie należy najpierw doprowadzić do takiej sytuacji, aby wszystkie 
składniki równania znajdowały się po lewej stronie równania, a samo równanie należy 
przyrównać do zera. W zapisie należy użyć znaku równości wprowadzonego z 
wykorzystaniem kombinacji klawiszy 

Ctrl + =

.  

 

 
 

2.Po wprowadzeniu do dokumentu równania, należy następnie określić przybliżoną wartość 
niewiadomej.  

 

 
 

3.Aby wyznaczyć rozwiązanie należy teraz wpisać 

root(f(x),x)

 i nacisnąć klawisz 

=

. Funkcja 

f(x) może być wpisana zarówno w całości, jak też można użyć do tego celu zmiennej.