Как решить систему уравнений в маткаде

Поиск корней при помощи функции root

Перед тем, как решать систему уравнений в «Маткаде», необходимо провести операцию root. Предварительно необходимо было построить функцию и протабулировать ее. После всех операций можно приступать к поиску корней с заданным интервалом. Итак, будем на примере нелинейного уравнения отвечать на вопрос, как в «Маткаде» решать систему уравнений:

Поиск корней функцией find

В отличие от предыдущей функции, здесь не используется задание интервала или начального приближения. Данная команда работает от того, что присваивается начальное условие — около корня. Разберем работу этой функции на том же примере:

Скобка системы уравнений в маткаде

Mathcad дает возможность решать также и системы уравнений. Максимальное число уравнений и переменных равно пятидесяти. В первой части этого раздела описаны процедуры решения систем уравнений. В заключительной части приведены примеры и проведено обсуждение некоторых часто встречающихся ошибок. Результатом решения системы будет численное значение искомого корня. Для символьного решения уравнений необходимо использовать блоки символьного решения уравнений. При символьном решении уравнений искомый корень выражается через другие переменные и константы.

Для решения системы уравнений выполните следующее:

• Задайте начальные приближения для всех неизвестных, входящих в систему уравнений. Mathcad решает уравнения при помощи итерационных методов. На основе начального приближения строится последовательность, сходящаяся к искомому решению.
• Напечатайте ключевое слово Given. Оно указывает Mathcad, что далее следует система уравнений. При печати слова Given можно использовать любой шрифт, прописные и строчные буквы. Убедитесь, что при этом Вы не находитесь в текстовой области или параграфе.
• Введите уравнения и неравенства в любом порядке ниже ключевого слова Given. Удостоверьтесь, что между левыми и правыми частями уравнений стоит символ =. Используйте [Ctrl]= для печати символа =. Между левыми и правыми частями неравенств может стоять любой из символов , , и .
• Введите любое выражение, которое включает функцию Find. При печати слова Find можно использовать шрифт любого размера, произвольный стиль, прописные и строчные буквы.

Функция Find возвращает найденное решение следующим образом:

• Если функция Find имеет только один аргумент, то она возвращает решение уравнения, расположенного между ключевым словом Given и функцией Find.
• Если функция Find имеет более одного аргумента, то она возвращает ответ в виде вектора. Например, Find(z1, z2) возвращает вектор, содержащий значения z1 и z2 , являющиеся решением системы уравнений.

Ключевое слово Given, уравнения и неравенства, которые следуют за ним, и какое-либо выражение, содержащее функцию Find, называются блоком решения уравнений.

На Рисунке 5 показан рабочий документ, который использует блок решения уравнений для решения одного уравнения с одним неизвестным. Так как имеется только одно уравнение, то только одно уравнение появляется между ключевым словом Given и формулой, включающей функцию Find. Так как уравнение имеет одно неизвестное, то функция Find имеет только один аргумент. Для решения одного уравнения с одним неизвестным можно также использовать функцию root, как показано ниже:

Рисунок 5: Блок решения уравнений для одного уравнения с одним неизвестным.

Между ключевым словом Given и функцией Find в блоке решения уравнений могут появляться выражения строго определенного типа. Ниже приведен список всех выражений, которые могут быть использованы в блоке решения уравнений. Использование других выражений не допускается. Эти выражения часто называются ограничениями. В таблице, приведенной ниже, через x и y обозначены вещественнозначные скалярные выражения, а через z и w обозначены любые скалярные выражения.

Следующие выражения недопустимы внутри блока решения уравнений:

• Ограничения со знаком .
• Дискретный аргумент или выражения, содержащие дискретный аргумент в любой форме.
• Неравенства вида a -15 .

Причиной появления этого сообщения об ошибке может быть следующее:

• Поставленная задача может не иметь решения.
• Для уравнения, которое не имеет вещественных решений, в качестве начального приближения взято вещественное число. Если решение задачи комплексное, то оно не будет найдено, если только в качестве начального приближения не взято также комплексное число. На Рисунке 11 приведен соответствующий пример.
• В процессе поиска решения последовательность приближений попала в точку локального минимума невязки. Метод поиска решения, который используется в Mathcad, не позволяет в этом случае построить следующее приближение, которое бы уменьшало невязку. Для поиска искомого решения пробуйте использовать различные начальные приближения или добавьте ограничения на переменные в виде неравенств, чтобы обойти точку локального минимума.
• В процессе поиска решения получена точка, которая не является точкой локального минимума, но из которой метод минимизации не может определить дальнейшее направление движения. Метод преодоления этой проблемы — такой же, как для точки локального минимума: измените начальное приближение или добавьте ограничения в виде неравенств, чтобы миновать нежелательную точку остановки.
• Возможно, поставленная задача не может быть решена с заданной точностью. Если значение встроенной переменной TOL слишком мало, то Mathcad может достигнуть точки, находящейся достаточно близко к решению задачи, но уравнения и ограничения при этом не будут выполнены с точностью, задаваемой переменной TOL. Попробуйте увеличить значение TOL где-нибудь выше блока решения уравнений.

Что делать, когда имеется слишком мало ограничений

Если количество ограничений меньше, чем количество переменных, Mathcad вообще не может выполнить блок решения уравнений. Mathcad помечает в этом случае функцию Find сообщением об ошибке “слишком мало ограничений”.

Задача, аналогичная той, которая приведена на Рисунке 12, называется недоопределенной. Ограничений в ней меньше, чем переменных. Поэтому ограничения не содержат достаточной информации для поиска решения. Поскольку функция Find имеет пять аргументов, Mathcad определяет, что требуется решить два уравнения с пятью неизвестными. Вообще говоря, такая задача обычно имеет бесконечное число решений.

При использовании блока решения уравнений в Mathcad необходимо задать количество уравнений по крайней мере не меньшее, чем число искомых неизвестных. Если зафиксировать значения некоторых переменных, удастся решить уравнения относительно оставшихся переменных. На Рисунке 13 показано, как, зафиксировав часть переменных, решить недоопределенную задачу из Рисунка 12. Поскольку функция Find содержит только два аргумента, z и w, Mathcad определяет переменные x, y и v как имеющие фиксированные значения 10, 50 и 0 соответственно. Блок решения уравнений становится в этом случае корректно определенным, потому что теперь имеются только две неизвестных, z и w, и два уравнения.

Рисунок 12: Функция Find имеет пять аргументов, поэтому Mathcad определяет, что требуется решить два уравнения с пятью неизвестными.

Рисунок 13: Проблема может быть решена, если уменьшить количество аргументов функции Find.

Исправляем ошибки: Нашли опечатку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter

Видео: 8. MathCad. Решение систем линейных алгебраических уравнений Скачать

Скобка системы уравнений в маткаде

Уравнение и системы уравнений в математическом пакете Mathcad в символьном виде решаются с использованием специального оператора символьного решения solve в сочетании со знаком символьного равенства, который может быть также введен с рабочей панели “Символика”. Например:

Аналогичные действия при решении уравнений в Mathcad можно выполнить, используя меню “Символика”. Для этого необходимо записать вычисляемое выражение. Затем выделить переменную, относительно которой решается уравнение, войти в меню Символика, Переменная, Разрешить. Например:

В случае, если необходимо упростить полученный результат, используется знак равенства [=]. Например:

При решении некоторых уравнений, результат включает большое количество символов. Mathcad сохраняет его в буфере, а на дисплей выводитcя сообщение: “This array has more elements than can be displayed at one time. Try using the “submatrix” function” – “Этот массив содержит больше элементов, чем может быть отображено одновременно. Попытайтесь использовать функцию “submatrix””. В этом случае рекомендуется использовать численное решение. Или, в случае необходимости, символьное решение может быть выведено и отображено на дисплее.

Символьное решение может быть получено с использованием блока given … find. В этом случае при записи уравнения для связи его левой и правой части использует символ логического равенства “=” с панели инструментов Boolean, например:

Аналогичным способом решаются системы уравнений в символьном виде. Ниже приводятся примеры решения систем уравнений в символьном виде различными способами. При использовании оператора символьного решения solve в сочетании со знаком символьного равенства система уравнений должна быть задана в виде вектора, который вводится вместо левого маркера оператора solve, а перечень переменных, относительно которых решается система, вместо правого маркера. Например:

Пример использования блока given…find для решения системы уравнений:

Видео: Решение СЛАУ в пакете MathCad Скачать

Категории

• 3ds Max (12)
• AutoCAD (9)
• Mathcad (9)
• Microsoft Excel (10)
• Microsoft Word (18)
• Mudbox (3)
• Windows (24)
• Главная (1)
• Железо (14)
• Компас 3D (5)
• Компьютерные курсы (3)
• Программирование (8)
  • PHP (5)
  • Python (3)

  Видео: Mathcad-09. Пример: уравнения Скачать

  

  Mathcad системы уравнений

  Программа Mathcad предоставляет возможность численного и символьного решения систем уравнений. Один из популярных методов решения систем уравнения в Mathcad это метод с использованием команд Given и Find. Давайте подробнее разберем как это сделать.

  Численное решение систем уравнений в Mathcad

  Для примера рассмотрим задачу:

  1. Для начала надо задать начальные значения для всех неизвестных, т.к. блок Given – Findиспользует для решения численный метод (итерационный метод).
  1. Далее вводим команду Given (можно ввести с клавиатуры, либо воспользоваться булевым оператором)
  1. Теперь вводим уравнения. Обратите внимание что знак «=» ставится не как «определение» или «вычисление», а вводится как «Ctrl» + «=» и знак выделяется жирным.

  mathcad система уравнений

  1. Теперь вводим оператор Find после чего программа выдает нам результат.

  

  Как видим, правильный ответ будет под номером 4.

  Символьное решение систем уравнений в Mathcad

  Чтобы решить систему уравнений символьно, будем использовать те же операторы, только будут кое-какие различия в воде. Т.к. нам не нужно конкретное значение, то и начальные значения переменных вводить не нужно. Возьмем для рассмотрения пример:

  1. Повторяем действия из пунктов 2 и 3 предыдущего примера, а именно вводим команду Given и уравнения используя «Ctrl» + «=»
  1. Теперь вводим оператор Find, вводим переменные (x,y) чтобы произвести вычисления символьно нужно нажать «Ctrl» + « . » (клавиша Ctrl и клавиша точки на латинской раскладке) после чего кликаем мышкой вне блока решения и программа производит расчет.

  �� Видео

  Решение системы уравнений в Маткад 2019 Скачать

  

  Решение систем линейных уравнений в MathCAD 14 (31/34) Скачать

  

  MathCAD Решение системы линейных уравнений матричным методом Скачать

  

  Средство для решения систем уравнений в MathCAD 14 (29/34) Скачать

  

  Приближенное решение систем уравнений в MathCAD 14 (30/34) Скачать

  

  MathCad решение систем уравнений методом Крамера.wmv Скачать

  

  Mathcad Prime. Урок 5 — Способы решения уравнений Скачать

  

  MathCAD Решение уравнений с помощью функции root 1 вариант Скачать

  

  Пример решения системы уравнений в MathCAD 14 (34/34) Скачать

  

  Mathcad Prime (часть 2) Скачать

  

  Решение СЛУ MathCad Prime 4 0 Скачать

  

  Символьные преобразования в Mathcad (Урок 4) Скачать

  

  Cистемы уравнений. Разбор задания 6 и 21 из ОГЭ. | Математика Скачать

  

  MathCAD. Given — Find Скачать

  Как решить систему уравнений в маткаде

  • Функции find(var1, var2, . ) , minerr(var1, var2, . ) возвращают значения var1 , var2 , . , удовлетворяющие уравнениям и неравенствам, заданным в блоке решения. Если требуется найти n переменных, блок решения должен содержать n уравнений. Допускается матричное представление как при решении с матричными переменными.

  Если имеется только одна неизвестная переменная, решением будет скаляр. В противном случае решением будет вектор, в котором первый элемент — переменная var1 , второй — var2 и т. д. Если имеется несколько неизвестных переменных, результатом будет вектор из найденных значений переменных. Нельзя найти решение для отдельного элемента в векторе, используемом в блоке решения. PTC Mathcad подбирает значения всех неизвестных переменных одновременно для минимизации погрешности.

  • var1 , var2 , . являются скалярами или переменными-массивами, имеющимися в системе уравнений. В теле блока решения или перед ним необходимо задать начальные приближения для всех переменных. Если ожидается получение комплексного решения, то должны использоваться комплексные значения начального приближения.

  Дополнительные сведения
  • Функции find и minerr действуют только внутри блоков решения.
  • Если в блоке решения используется функция minerr , необходимо проверять правильность результата.
  • В функциях find и minerr для решения используется метод Левенберга-Маркара.

  • Функция find выбирает подходящий метод из группы имеющихся методов в зависимости от того, является задача линейной или нелинейной, а также исходя из других параметров.

  • Результат вычислений функции find можно назначить отдельной переменной, вектору из явно заданных переменных или функции других переменных, используемых в блоке решения (включая переменные начального приближения) для параметризации блока решения.

  • Функция minerr отличается от функций find и minimize тем, что если выбранный алгоритм не сходится, то возвращается ответ, найденный на последней допустимой итерации, даже если он не удовлетворяет критерию сходимости. Если алгоритм сходится, то функция minerr возвращает те же результаты, что и find .

  • Наследованные функции PTC Mathcad Minerr и Find взаимозаменяемы с find и minerr соответственно.

  • При вставке функций нижнего регистра с ленты или при вводе вручную версий в нижнем или верхнем регистре им автоматически назначается обозначение Ключевое слово (Keyword) .

  • Если система не сходится, но необходимо узнать найденное решение, даже если оно не удовлетворяет критериям сходимости, воспользуйтесь функцией minerr .

  • Значение CTOL может влиять на решение для нелинейных систем. Если задать значение CTOL слишком малым, решение может не сойтись. Если возникла такая проблема, попробуйте изменить значение CTOL . Можно также попробовать изменить начальное приближение или добавить ограничение в виде неравенства.

  Как решать систему уравнений в «Маткаде»? Советы и рекомендации

  

  Математическая программа MathCAD применяется при сложных алгебраических расчетах в то время, когда они затруднены или невозможны вручную. Данный ресурс значительно облегчает жизнь многим техническим, экономическим специальностям и студентам. Очень просто смоделировать какую-то задачу в математическом виде и получить желаемый ответ. Однако интерфейс может быть непонятен для новичков, и им тяжело адекватно воспринимать эту вычислительную среду. Одним из камней преткновения становится то, как решать систему уравнений в «Маткаде». Это очень важная функция, которую нужно изучить всем, кто желает продолжать работать в этой программе.

  Как в «Маткаде» решить систему уравнений

  На самом деле это не является простейшей задачей, но на рассмотренных примерах можно научиться их решать. Очень часто пользователи сталкиваются с системами уравнений и понятием «параметр». В математической рабочей среде параметр и то, как решать систему уравнений в «Маткаде», находится с помощью вспомогательной функции root. Помимо того, что нам придется привлекать эту функцию в решение, нам также понадобится значение начального приближения. Вообще, видов систем уравнений несколько, поэтому рассматривать будем конкретно на разных типах. Обсудим, с какими проблемами может столкнутся пользователь при применении функции root.

  • Уравнение в изначальном виде не имеет корней.
  • Корни уравнения находятся на достаточно далеком расстоянии от начального приближения.
  • Уравнение претерпевает разрыв между начальным приближением и корнями.
  • Уравнение имеет максимум и минимум между начальным приближением и корнями.
  • Уравнение имеет комплексный корень при условии, что начальное приближение было вещественным.

  Сложная функция и ее график

  

  Начнем с самого простой и слегка отдаленной темы, чтобы постепенно ввести в курс дела начинающих пользователей. Это необходимо для того, чтобы символьно решить системы уравнений «Маткад», но сначала попробуем построить график для сложной функции. Пользователю нужно привести формулировку в математический вид, чтобы график функции построился корректно — так как мы имеем три участка, есть смысл воспользоваться программной конструкцией. Чтобы осуществить правильную запись уравнения, воспользуемся блоком if-otherwise.

  Чтобы решить систему линейных уравнений в «Маткаде», можно использовать некоторые другие варианты. Первый способ заключается в том, что мы пишем нашу систему уравнений через оператор if. Во втором методе необходимо прибегнуть к методу логических множителей.

  

  Строим быстрый график, нажав на сочетание клавиш Shift + 2. В появившемся окне графика вписываем функцию в средний вертикальный блок и в нижний вертикальный блок — аргумент «х».

  Система нелинейных уравнений

  Для нелинейных уравнение порядок нахождения корней мало чем отличается от другого типа. Допустим, имеем функцию f(x) = (e^x/(2(x-1)^2)-10 в интервале от -10 до 10 включительно. Перед тем, как решить систему нелинейных уравнений в «Маткаде», нужно построить график, чтобы оценить нули и воспользоваться табуляцией.

  

  1. Задаем данную функцию в математическом виде, который сможет обработать вычислительная среда.
  2. Строим график функции клавишами Shift + 2, обозначив функцию в вертикальном среднем окошке. В горизонтальном устанавливаем границы, как и на интервале: от -10 до 10, — и вписываем аргумент «х» в среднюю ячейку.
  3. Теперь нам необходимо визуально обозначить нули на графике. Сделать это можно, добавив функцию 0 (вводится в среднюю вертикальную ячейку с помощью символа «,»). Стало визуально понятнее, где находятся нули функции.
  4. Время провести табуляцию на график, но при этом нужно задать диапазон значений. В рассматриваемом случае будем иметь x:=-1, 0.5 .. 7 (знак двоеточия ставится при помощи клавиши «;». Теперь отследим смену знака, оценив значения f(x).

  Поиск корней при помощи функции root

  Перед тем, как решать систему уравнений в «Маткаде», необходимо провести операцию root. Предварительно необходимо было построить функцию и протабулировать ее. После всех операций можно приступать к поиску корней с заданным интервалом. Итак, будем на примере нелинейного уравнения отвечать на вопрос, как в «Маткаде» решать систему уравнений:

  1. Необходимо отыскать первый корень функции «root». Присваиваем «х» следующую команду: x₁:=root(f(x),x,-10,10). Затем выводим значение аргумента «х» и функции f(x₁).
  2. Отыскиваем второй корень с помощью той же функции. Единственным отличием станет то, что поиск корня будет проходить через задание начального приближения. Возьмем начальное приближение «х:=0», чтобы применить root без интервала. Задаем функцию: x₂=root(f(x),x), а следом отыскиваем значение аргумента и ее функции так же, как и в предыдущем примере.

  Поиск корней функцией find

  В отличие от предыдущей функции, здесь не используется задание интервала или начального приближения. Данная команда работает от того, что присваивается начальное условие — около корня. Разберем работу этой функции на том же примере:

  

  1. Необходимо обозначить начальное условие: x:=7.
  2. Применяем кейс Given для нашей функции и присваиваем «толстое равно» на f(x)=0.
  3. Теперь используем саму функцию: x₃ :=find(x).
  4. Производим поиск значения аргумента и его функции.
  Похожие публикации:

  1. Tx power mikrotik какое значение
  2. Как работает формула поискпоз в excel
  3. Как развернуть число в c
  4. Как удалить visual studio