Графические средства СКМ МathCad

Для создания графиков в среде MathCad имеется встроенный программный инструмент – графический процессор (см. рис.12.2.).

Возможности среды MathCad здесь впечатляют и могут удовлетворить любые, самые взыскательные требования пользователя, или лучше так – можно с уверенностью сказать, что среда МathСad удовлетворит не только любую прихоть пользователя, но, в свою очередь, сможет предложить ему инструмент, о существовании которого тот вряд ли догадывается.

Приятно удивляет простота применения, что позволяет использовать графики не только как средство иллюстрации, но и как удобный инструмент вычислений, постоянно готовый к текущему отображению промежуточных результатов.

На рис.12.7 приведена палитра(панель инструментов) меню Graph для отрисовки графиков, а в таблице 12.4 – назначение и возможности каждого инструмента.

Рис. 12.7.Палитра меню Graph

Кроме инструментов, приведенных в таблице 12.4, есть еще два, которые не приведены в палитре рис.12.7. Первый – мастер построения трехмерных графиков (3D Plot Wizard) – вызывается из главного меню (Insert/Graph/3D Plot Wizard) и существенно облегчает форматирование трехмерных графиков.

Второй – окно форматирования рисунка с графиком – вызывается двойным левым щелчком на поле графика или из контекстного меню (КМ). Вид этого окна зависит от типа графика, оно содержит до 9 вкладок и позволяет выполнять с графиком любые манипуляции. Вот некоторые из них:

· форматирование шкалы графика – задание масштаба (в том числе логарифмического), пределов изменения переменных, особенности изображения линий координатной сетки, а то и вовсе – убрать все оси и линии, кроме самого графика (чтобы получить отдельную картинку);

· форматирование линии графика;

· создание заголовков и подписей на осях СК;

· задание по умолчанию параметров рисунка с графиком.

Для примера приведем последовательность действий при построении графика функции

на интервале (-2, 2)

1. Введем определение функции .

2. Вызовем из палитры Graph инструмент X-E Plot.

3. Все будет выполнено автоматически после задания диапазона изменения и указания функции на левом знакоместе шаблона:

4. При необходимости легко изменить диапазон как аргумента так и функции указанием нужных значений на соответствующих знакоместах.

Выполним трассировку графика – указание нужной точки графика: в нашем случае пусть это будет минимум функции .

1. Выберем на палитре Graph инструмент Х-У Trace – откроется окно диалога, а на графике появится управляемый мышью указатель.

2. Установим опцию Track Data Point, в этом случае перекрестие указателя будет скользить только по кривой графика.

3. Скопируем координаты текущей позиции указателя в буфер.

Указанные действия иллюстрирует рис.12.8.

Теперь построим график такой функции двух переменных:

1. Определим функцию z(x,y).

Рис. 12.8.Выполнение трассировки графика для получения координат точки минимума

2. Вызовем из палитры "Graph" инструмент Surface Plot и поместим на нижнем знакоместе только имя функции теперь уже без указания аргументов (см. рис.12.9).

Рис. 12.9.Отображения графика функции Z(x,y)=Sin(xy), созданного в режиме автоматического задания диапазонов аргументов

3. Получилось что-то непонятное. Уменьшим диапазон по осям аргументов в четыре раза, для чего вызовем из КМ окно свойств, как показано на рис.12.10.

Рис. 12.10.Отображения графика функции Z(x,y)=Sin(xy), после уменьшения диапазонов аргументов в четыре раза

4. Теперь получилось подозрительно просто – опять увеличим эти диапазоны, а еще захватим график мышью и покрутим его в разные стороны; окончательно получим следующее (см. рис.12.11).

Рис. 12.11.Поворот графика функции Z(x,y)=Sin(xy) при помощи мыши

Еще одной изящной возможностью среды можно полюбоваться, снова запустив шаблон 3D графика и вызвав из главного меню (Insert/ Graph/3D Plot Wizard) функцию Polyhedron() – как это показано на рис.12.12, она позволяет изобразить один из 80-ти многогранников (подробные сведения о них приводятся в справочной системе МathСad):

,

где – аргумент в виде управляющей строки, которая в двойных кавычках содержит название многогранника ("cube" – куб), либо его порядковый номер ("#6" – тетраэдр). Все эти порядковые номера можно легко найти в справочной системе MathCad.

Рис. 12.12.Изображение многогранников при помощи функции Polyhedron()

Рис. 12.13.Использование функции Polylookup() для получения названия многогранника

А желаете узнать, как по-английски правильно называется многогранник, составленный из шести квадратов и восьми треугольников? Взгляните на рис.12.13– там все очевидно.

В заключение упомянем о возможности вставить в разрабатываемый документ анимацию – как при помощи команды Tools/Animation, открывающей окно создания и просмотра анимации, так и путем включения встроенного видеопроигрывателя View/Playback для просмотра любых внешних файлов в формате AVI.