Масив - сукупність, що має унікальне ім'я, кінцевого числа числових чи символьних елементів, впорядкованих деяким чином і що мають визначені адреси. У пакеті MathCAD використовуються масиви двох найбільш розповсюджених типів:

одновимірні (вектори);

двовимірні (матриці).

Порядковий номер елемента, що є його адресою, називається індексом. Індекси можуть мати тільки цілочисельні значення. Вони можуть починатися з нуля чи одиниці, у відповідності зі значенням системної змінний ORIGIN (див. Додаток 1).

Вектори і матриці можна задавати різними способами:

за допомогою команди Вставка Матриця, чи комбінації клавіш Ctrl + M, чи щигликом на кнопці панелі Матриця, заповнивши масив порожніх полів для не занадто великих масивів;

з використанням дискретного аргументу, коли має місце деяка явна залежність для обчислення елементів через їхні індекси (Приклад 3 Малюнку 1).

1.3. Функції

Функція – вираз, відповідно до якого проводяться деякі обчислення з аргументами і визначається його числове значення.

Слід особливо зазначити різницю між аргументами і параметрами функції. Змінні, зазначені в дужках після імені функції, є її аргументами і замінюються при обчисленні функції значеннями з дужок. Змінні в правій частині визначення функції, не зазначені дужках у лівій частині, є параметрами і повинні задаватися до визначення функції (див. Приклад 2 Малюнку 1).

Головною ознакою функції є повернення значення, тобто функція у відповідь на звернення до неї по імені з вказівкою її аргументів повинна повернути своє значення.

Функції в пакеті MathCAD можуть бути вбудовані (див. Додаток ), тобто завчасно введені розроблювачами, і визначені користувачем.

Способи вставки вбудованої функції:

Вибрати пункт меню Вставка Функція.

Натиснути комбінацію клавіш Ctrl + E.

Клацнути на кнопці .

1.4. Текстові фрагменти

Текстові фрагменти являють собою куски тексту, що користувач хотів би бачити у своєму документі. Існують два види текстових фрагментів:

текстова область призначена для невеликих шматків тексту - підписів, коментарів і т.п. Вставляється за допомогою команди Вставка Текстова або комбінації клавіш Shift + " (подвійні лапки);

текстовий абзац застосовується в тому випадку, якщо необхідно працювати з абзацами чи сторінками. Вставляється за допомогою комбінації клавіш Shift + Enter.

1.5. Графічні області

Графічні області поділяються на три основних типи - двовимірні графіки, тривимірні графіки й імпортовані графічні образи. Двовимірні і тривимірні графіки будуються самим MathCAD на підставі оброблених даних.

Для створення декартового графіка:

Встановити візир у порожньому місці робочого документа.

Рис. . Приклад побудови на одному малюнку двох 3D-графіків різного типу

Вибрати команду Вставка Графік Х-У графік, чи натиснути комбінацію клавіш Shift + @, чи клацнути кнопку панелі Графіки. З'явиться шаблон декартового графіка.

Введіть у середній мітці під віссю Х першу незалежну змінну, через кому – другу і так до 10, наприклад х1, х2, …

Введіть у середній мітці ліворуч від вертикальної осі Y першу незалежну змінну, через кому – другу і т.д., наприклад у1(х1), у2(х2), …, чи відповідні вирази.

Клацніть за межами області графіка, щоб почати його побудову.

Тривимірні, чи 3D-графіки, відображають функції двох змінних виду Z(X, Y). При побудові тривимірних графіків у ранніх версіях MathCAD поверхню потрібно було визначити математично (Рисунок 2, спосіб ). Тепер застосовують функцію MathCAD CreateMesh.

CreateMesh(F (чи G, чи f1, f2, f3), x0, x1, y0, y1, xgrid, ygrid, fmap)

Створює сітку на поверхні, визначеною функцією F. x0, x1, y0, y1 – діапазон зміни змінних, xgrid, ygrid – розміри сітки змінних, fmap – функція відображення. Усі параметри, за винятком F, - факультативні. Функція CreateMesh за замовчуванням створює сітку на поверхні з діапазоном зміни змінних від –5 до 5 і із сіткою 2020 точок.

Рис. . Побудова 3D Точкових графіків

Приклад використання функції CreateMesh для побудови 3D-графіків наведений на Малюнку 2, спосіб 1. На Малюнку 2 побудована та сама поверхня різними способами, з різним форматуванням, причому зображені поверхні і під ними ті ж поверхні у вигляді контурного графіка. Така побудова здатна додати малюнку велику наочність.

Нерідко поверхні і просторові криві представляють у вигляді крапок, чи кружечків або інших фігур. Такий графік створюється операцією Вставка Графік 3D Точковий, причому поверхня задається параметрично – за допомогою трьох матриць (X, Y, Z) (див. Рисунок 3, спосіб 2), а не однієї, як у прикладі на Малюнку 2. Для визначення вихідних даних для такого виду графіків використовується функція CreateSpace (див. Рисунок 3, спосіб 1).

CreateSpace (F , t0, t1, tgrid, fmap)

Повертає вкладений масив трьох векторів, що представляють х-, у-, і z_координати просторової кривої, визначеною функцією F. t0 і t1 – діапазон зміни змінної, tgrid – розмір сітки змінної, fmap – функція відображення. Усі параметри, за винятком F, - факультативні.

1.6. Побудова фігур, що перетинаються

Особливий інтерес являє собою можливість побудови на одному графіку ряду різних фігур чи поверхонь з автоматичним обліком їхнього взаємного перетинання. Для цього треба роздільно задати матриці відповідних поверхонь і після виводу шаблона 3D-графіки перелічити ці матриці під ним з використанням як роздільник коми (Рисунок 4).

Рисунок . Побудова двох пересічних поверхонь і одночасно контурного графіка однієї з них

1.7. Приклад

Цей приклад демонструє обробку виборки малого обсягу

Нехай

,

де N - обсяг вибірки. За допомогою внутрішньої функції sort в масиві Y отримаємо варіаціний ряд для початкової вібірки.

Побудуємо статистичний ряд. Виберемо елементи, що не повторюються та запишемо їх в масив Х:

кількість елементів, що не повторюються.

Обчислимо абсолютні та відностні частоти для всіх елементів Х:

Обчислимо статистичну функцію розподілу:

та побудуємо її графік

1.8. Створення анімаційного кліпу

MathCAD має вбудовану змінну FRAME, чиє єдине призначення - керування анімаціями:

Створіть об'єкт, чий