Mathcad基本操作

MathCAD是美國Mathsoft公司推出的一個交互式的數學軟件。該軟件定位於向廣大教師、學生、工程人員提供一個兼備文字處理、數學和圖形能力的集成工作環境,使他們能方便地準備教案、完成作業和準備科學分析報告。在輸入一個數學公式、方程組、矩陣之後,計算機能直接給出結果,而無須去考慮中間計算過程。在加入軟件包自帶的Maple插件後能直接支持符號運算。你可以在計算機上輸入數學公式、符號和等式等,很容易地算出代數、積分、三角以及很多科技領域中的復雜表達式的值,並可顯示數學表格和圖形,通過對圖形結果的分析,使我們對問題的理解更加形象。

在實際應用中,MathCAD好比是一個功能強大的計算器,它沒有很復雜的規則;同時它也可以和Word等字處理軟件很好地配合使用,所以也可以把它當作一個出色的全屏幕數學公式編輯器來使用。

Mathcad的用戶主要針對具備應用數學知識但並不要求具有較多的計算機知識的用戶,如工程研究人員、學生等。

Mathcad具有如下特點:

  • 與數學書寫習慣非常接近;
  • 動態的所見即所得(WYSIWYG)界面,例:a:=3 a+4=7,當a的值改變時後a+4的值自動更新;
  • 任意位置輸入,不受行的限制。

1 Mathcad 入門

1.1 Mathcad 工作區及常用工具欄

Mathcad工作區如圖所示。

通過“View”→“Toolbar”菜單下的復選框,可以打開或關閉相應工具欄。常用工具欄如下:

“標準”工具欄提供到許多菜單命令的快速訪問。

“格式化”工具欄含有滾動列表和按鈕來為等式和文本指定字體特性。

“數學”工具欄中的每個按鈕可打開另一個運算符或符號的工具欄。

1.2 對象域Region

(1)概念

Mathcad 文檔是一個式子、文字、圖形等對象的集合。Mathcad 允許在工作表的任何一處輸入對象。創建每一個對象時就生成瞭一個不可見矩形包圍的對象域Region.

顯示/關閉對象域Region:“View”→“Regions”

(2)創建一個新對象域

  • 單擊工作表中任意空白區域。您將看見一個小十字線。所鍵入的任何內容都在十字線處顯示。
  • 如果要創建的區域是數學區域,則可以在十字線所在的任意位置開始鍵入。(在默認設置下,Mathcad 將所鍵入內容當作數學內容。)
  • 要創建文本區域,從“插入”菜單選擇“文本區域”或直接按下 [ “] 然後開始鍵入。

1.3 簡單計算

  • 單擊工作表。您將看見一個小十字線。
  • 鍵入 15 – 8 / 104.5 =。當鍵入等號或單擊“計算器”工具欄上的“=”時, Mathcad 將計算結果。

1.4 定義和變量

鍵入冒號 [:] 來插入定義符號。要定義 acc 為 –9.8,鍵入:acc:–9.8。

1.5 定義函數

要添加函數定義到工作表:

  • 首先通過鍵入 d(t): 定義函數 d(t)
  • 鍵入此表達式完成定義:1600+acc/2[ 空格鍵]*t^2[Enter]

1.6 格式化結果

結果的顯示形式,包括小數位數、指數符號的使用以及字尾補零等等。

2 在線資源

2.1 Mathcad 資源

(1)幫助

Mathcad幫助

教程

參考表格

電子書

(2)Web 資源

2.2 用戶論壇

(1)從“幫助”菜單選擇“用戶論壇”

(2)從“瀏覽器”進入“用戶論壇”

2.3 其它資源

(1)技術支持

技術支持知識庫包含常見問題、樣本文件以及支持資源。這些在 Web 上發佈於:

http://www.ptc.com/go/mathsoft/support/kb/。

(2)在 PTC 網站上的 Mathcad 下載

已註冊用戶可從站點 You are being redirected 下載

更新、Mathcad 模塊、電子書和其他有用的資源。

3 使用數學表達式

3.1 插入數學表達式

(1)可以在 Mathcad 工作表中任意位置放置數學表達式

  • 單擊以確定十字線位置。
  • 鍵入數字、字母和數學運算符,或通過單擊 Mathcad 數學工具欄上的按鈕來插入它們,從而創建數學區域。

(2)希臘字母

有兩種方式輸入希臘字母:

  • 點擊希臘字母圖標
  • 鍵入希臘符號的羅馬等價符號然後按下[Ctrl] G。例如,要輸入 φ,則按下f [Ctrl] G

(3)插入運算符

  • 單擊空白區域並單擊“計算器”工具欄上的“+”或直接鍵入[+]。將出現帶有兩個占位符的加號。
  • 在第一個占位符中輸入 2。
  • 在第二個占位符中單擊或按下 [Tab] 以移動藍色編輯線,並輸入 6。
  • 按 [=] 或單擊“計算器”工具欄上的“=”以獲取結果。

3.2 構建表達式

(1)構建表達式

鍵入以下字符:3/4+5^2= ,即可得到結果。

(2)鍵入名稱和數字

  • 默認輸入是數字區
  • 按空格鍵轉成文本區(不可逆)
  • Insert鍵(轉換插入線位置)

(3)控制編輯線

空格鍵,范圍不斷增大,最終循環

3.3 編輯表達式

(1)替換運算符

  • 將編輯線置於運算符之後(緊臨)。
  • 按 [Backspace]。出現運算符占位符。
  • 鍵入新的運算符。

(2)移動表達式的組成部分

復制:[Ctrl C]+[Ctrl V]

移動:選擇後直接拖拉到需要的地方

3.4 數學樣式

(1)數學樣式:數學表達式配置特定的字體、字體大小、字體樣式和效果以及顏色(應用到所有變量)

Mathcad 預定義的數學樣式為:

• 變量:針對數學區域中所有變量、字母和運算符。

• “常量”:針對數學區域中所有數字。

• 數學文本字體:針對圖表中的標題和軸標簽。

(10)保存數學樣式

4 值域變量及數組

4.1 創建數組

(1)插入向量或矩陣

(2)增加或刪除行、列

4.2 迭代計算

(1)創建值域變量

(2)將矩陣作為數據表格輸入

4.3 訪問數組元素

(1)訪問行和列

(2)更改數組原點

4.4 顯示數組

Mathcad 自動將大於九行或九列的矩陣和向量顯示為輸出表格

4.5 使用數組

5 使用文本

5.1 插入文本

“插入”菜單中選擇“文本區域”或按下雙引號["] 鍵

5.2 文本和段落屬性

選中文本,選擇菜單格式下面的文本與段落

5.3 文本樣式

(1)將文本樣式應用到文本區域中的段落

(2)修改現有的文本樣式

5.4 文本中的等式

從“插入”菜單中選擇“數學區域”或按 [Ctrl] [Shift] A來插入數學占位符。

5.5 文本工具

(1)從“編輯”菜單中選擇“查找”以打開“查找”對話框

(2)拼寫檢查:從“工具”菜單中選擇“拼寫”,或者單擊“標準”工具欄上的

6 Mathcad 工作表

6.1 工作表和模板

(1)創建新工作表

(2)保存工作表

  • XMCD(XML 格式,可以由其他應用程序讀取內容和數據)
  • XMCDZ(壓縮的XML 格式)
  • 超文本標記語言 (HTML)
  • RTF(豐富文本格式,大多數文字處理軟件打開文件。)

* 較新版本保存的文件較低版本不能打開

(3)創建新模板

  • 創建新工作表並手動設置值或使用 Mathcad 默認值。
  • 添加希望在所有新文件中出現的等式、文本和圖形
  • “另存為類型” ,選擇“Mathcad XML 模板 (*.XMCT)

(4)修改模板

6.2 重排工作表

(1)選擇區域

要選擇單個區域進行編輯,隻需單擊區域,可看見一個選擇矩形出現在區域周圍;

要選擇多個區域:

  • 按住鼠標鍵。
  • 移動指針直到所有需要的內容都處於選擇矩形中。
  • 釋放鼠標按鈕,可看到虛線環繞在所選區域周圍。

(2)區域屬性

選擇區域後,鼠標右鍵,選擇屬性。

  • 突出顯示區域。
  • 顯示區域周圍的邊框。
  • 當文本區域擴展時自動將工作表中該區域以下的所有內容下移。
  • 禁用或啟用數學區域的計算。
  • 打開或關閉針對區域的保護。

(3)對齊區域

  • 選擇區域。
  • 從“格式”菜單選擇“對齊區域” > “橫向”(用於水平對齊)或“對齊區域”>“縱向”(用於垂直對齊)。或者單擊“標準”工具欄上的相應按鈕。

(4)分隔區域

  • “視圖”菜單下的區域選項確定區域是否重疊
  • “格式”菜單選擇“分隔區域”。

(5)更改工作表背景色

  • 從“格式”菜單選擇“顏色”。
  • 選擇“背景”以查看可從中選擇的顏色。

6.3 佈局

(1)設置頁邊距、紙張大小、來源以及方向:“文件”菜單選擇“頁面設置”

(2)頁眉和頁腳:“視圖”菜單選擇“頁眉和頁腳

6.4 保護工作表的一個區域

(1)“插入”菜單選擇“區域”

* 無法在一個可鎖定的區域中擁有另一個可鎖定區域。

(2)鎖定和折疊一個區域

  • 在區域中單擊。
  • 從“格式”菜單選擇“區域” > “鎖定”
  • “格式”菜單選擇“區域” > “折疊”。

(3)解鎖和展開區域

解鎖:

  • 在區域中單擊。
  • 從“格式”菜單選擇“區域” > “解鎖”。
  • 如果需要則會提示您輸入密碼。

展開折疊的區域:

  • 雙擊折疊的邊界線。

(4)工作表保護

6.5 工作表引用

要將引用插入到工作表中:

  • 在工作表中的空白部分單擊鼠標。光標應為十字線形狀。
  • 從“插入”菜單選擇“引用”。

6.6 超鏈接

  • 從“插入”菜單選擇“超鏈接”。Mathcad 將打開“插入超鏈接”對話框。
  • 單擊“瀏覽”以找到並選擇目標工作表。也可以輸入一個 Internet 地址 (URL)。
  • 也可以選擇區域中的文字,選擇超鏈接。

7 使用 Mathcad 進行計算

7.1 定義和計算變量

(1)定義變量

  • 鍵入變量名稱。
  • 按冒號 [:] 鍵或單擊“計算器”工具欄上的 。會出現右側帶有空占位符的定義符號 (:=)。
  • 鍵入表達式以完成定義。該表達式可包含數字和任何先前定義的變量和函數。

“:=”的左側可包含下列內容:

  • 簡單的變量名,例如 x。
  • 帶下標的變量名,例如 vi。
  • 元素為上述任意變量的矩陣。一次性定義多個變量:
  • 帶有簡單變量名的自變量列表的函數名。例如, f(x, y, z)。
  • 帶上標(列)的矩陣名

(2)名稱

(a)內置名稱

  • Mathcad 的內置名稱包括內置變量 和內置函數
  • 一些預定義 或內置 變量具有常規值,例如 π (3.14159…) 或 e (2.71828…)
  • 除瞭這些預定義變量外, Mathcad 還會把所有內置單位 的名稱視為預定義變量。例如:名稱“A”識別為安培,把“m”識別為米,“s”識別為秒。
  • 從“插入”菜單中選擇“函數”以查看Mathcad 的內置函數。

(b)用戶自定義變量名和函數名

  • 大小寫字母。
  • 數字 0 到 9,但是它們不能用作名稱的首字符。
  • 下劃線 [_]。
  • 撇號 [']。註意此符號不同於單引號。可按下 [Ctrl] [F7] 來插入這個符號。
  • 百分比符號 [%]。
  • 希臘字母。要插入希臘字母,單擊“希臘語”工具欄上的按鈕或鍵入對應的羅馬字母並按 [Ctrl] G
  • 無窮大符號 [∞]。要插入此符號,可在“微積分” 工具欄上單擊 或按[Ctrl] [Shift] Z。
  • 文字下標。要創建文字下標:鍵入出現在下標前的文本,然後鍵入點號 [.],然後鍵入下標的內容。

(c)用數字計算表達式

  • 鍵入包含任何數字、變量和函數的有效組合的表達式。(應該預先在工作表中定義所有變量或函數。)
  • 按“=”鍵。Mathcad計算表達式的值並且在等號後顯示該值。

(d)Mathcad 如何掃描工作表

  • Mathcad 按照從左到右、從上到下的順序掃描工作表
  • 必須在使用變量的位置的上方定義變量。

(e)全局定義

  • 鍵入變量名或函數。
  • 按 [~] (波浪線)。
  • 鍵入表達式。此表達式可包含數字或其他全局定義的變量和函數。

(f)值域變量

Mathcad 工作表中的迭代過程取決於值域變量

7.2 單位和維數

(1)Mathcad 通過單位的常用縮寫來識別大多數單位

默認:SI 單位系統(國際單位系統)

(2)插入單位

“插入”菜單中選擇“單位”

(3)維數檢查

無論何時輸入帶有單位的表達式, Mathcad 都會檢查其維數一致性。如果使用不兼容的單位對值進行加減,或者違反瞭維數分析的原則, Mathcad 會顯示相應的錯誤消息。

7.3 使用結果

Mathcad 顯示答案的方式稱為結果格式。

  • 單擊等式的任意位置。
  • 從“格式”菜單中選擇“結果”或雙擊結果以打開“結果格式”對話框。
  • 更改所希望的設置。要用六個小數位來顯示結果,則把“小數位數”從 3 增加到 6。

7.4 控制計算

(1)Mathcad 以“自動模式”啟動以便所有的結果都會自動更新。“工具”菜單中取消選中“計算” > “自動計算”可禁用自動模式

(2)在手動模式中計算:從“工具”菜單中選擇“立即計算”、單擊“標準”工具欄上的 或者按 [F9]

(3)要強制 Mathcad 重新計算工作表中的所有等式[Ctrl]+[F9]。

(4)中斷計算:按 [Esc],然後單擊“確定”以終止計算或單擊“取消”重新開始計算。

(5)禁用等式

要在工作表中禁用單個等式的計算:

  • 單擊等式。
  • 從“格式”菜單中選擇“屬性”然後單擊“計算”選項卡。
  • 在“計算選項”下選中“禁用計算”。
  • Mathcad 會在等式後面顯示一個小矩形以表示該等式被禁用。

7.5 錯誤消息

“工具”菜單中選擇“跟蹤錯誤”。

8 插入圖形和其他對象

8.1 概述

要直觀地圖示 Mathcad 計算,可以添加:

  • 2D 和 3D 圖形
  • 基於矩陣中的值的圖片、從另一個應用程序粘貼的圖片或基於圖像文件的圖片
  • 由另一個應用程序創建的對象(.AVI 文件、.DOC 文件、.MDI 文件等等。)
  • 在計算上與計算相鏈接的圖形

8.2 插入圖片

從矩陣創建圖片:通過創建圖片區域,可以采用灰度圖片的形式查看任何單個矩陣:

  • 單擊空白區域。
  • 從“插入”菜單選擇“圖片” 。
  • 在圖片區域底部的占位符中鍵入矩陣的名稱。
  • Mathcad 創建矩陣中數據的 256 級灰度表示,圖片中每個矩陣元素對應一個像素

Mathcad 可以直接從多種圖像文件格式創建圖片,包括 BMP、JPEG、GIF、TGA以及 PCX。如果移動瞭源圖像文件, Mathcad 將不能再找到圖片。

  • 從“插入”菜單選擇“圖片”,或者單擊“矩陣”工具欄上的 。
  • 通過鍵入雙引號鍵 [“] 然後鍵入當前文件夾中的圖像文件名稱或圖像文件的完整路徑,從而在占位符中創建字符串。
  • 在圖片區域外單擊。出現位圖。

8.3 插入對象

  • 單擊工作表中的空白區域。
  • 從“插入”菜單選擇“對象”以打開“插入對象”對話框

8.4 導入Excel文件

  • 插入—數據—數據導入向導
  • 點擊“瀏覽”以選擇文件
  • 按shift鍵選擇表范圍
  • 輸入變量名稱(矩陣)
  • 調出Excel數據
赞(0)