Теоретическая часть. MathCAD предоставляет возможность строить графики различных видов:

 

MathCAD предоставляет возможность строить графики различных видов:

1.X-Y Plot - в X-Y координатах

2.Polar Plot - в полярных координатах

3.Surface Plot - 3-мерные поверхности

4.Contur Plot - линии уровня

5.3D Bar Chart - столбиковые диаграммы

6.3D Scatter Plot - 3-мерные точечные графики

7.Vector Field Plot - векторный график области

Для построения графиков используется кнопка математического меню (кнопка GraphPalette).

Подготовка построения графиков:

1) установка визира в место левого верхнего угла будущего блока;

2) на математической панели щелчок ЛКМ на кнопке GraphPalette (изображение графика кубической функции);

3) на появившейся палитре щелчок ЛКМ на кнопке X-Y Plot (Plot – буквально наносить на карту диаграмму) для создания декартова графика или другую кнопку для иного желаемого типа графика.

Результат: появление вправо и вниз от визира незаполненного шаблона графика с одним или несколькими шаблонами данных (местозаполнителями) y осей.

К двумерным графикам относят графики в декартовой и полярной системах координат. Созданный однажды график данного типа нельзя переделать в график другого типа (в отличие от трехмерных графиков).

Для создания декартова графика X -Y Plot – в X-Y координатах необходимы два ряда данных, откладываемых по осям X и Y. Построить график любой скалярной функции f(x) можно двумя способами. Первый заключается в дискретизации значений функции, присвоении этих значений вектору и прорисовке графика вектора. В этом случае в местозаполнители около осей вводятся просто имена векторов. Второй, более простой способ, называемый быстрым построением графика, заключается во введении в один из местозаполнителей (например, у оси y), а имени аргумента – в местозаполнитель у другой оси.

На одном графике может быть отложено несколько различных зависимостей. Для того, чтобы построить на графике еще одну кривую, необходимо выполнить следующие действия:

- поместить линии ввода таким образом, чтобы они целиком захватывали выражение, стоящее в надписи координатной оси y;

- нажать клавишу «,»;

- в результате появится местозаполнитель, в который нужно ввести выражение для второй кривой;

- щелкнуть в любом месте вне этого выражения.

Для создания полярного графика (Polar Plot) необходимо нажать кнопку Polar Plot на панели Graph (График) и вставить в местозаполнители имена переменных и функций, которые будут нарисованы в полярной системе координат: угол (нижний местозаполнитель) и радиус-вектор (левый местозаполнитель). Точно так же, как и при создании графика в X-Y координатах, по осям могут быть отложены два вектора, элементы векторов и ранжированные переменные в различных сочетаниях, а также может быть осуществлено быстрое построение графика функции.

К двумерным графикам относят графики Surface Plot - 3-мерные поверхности; Contur Plot - линии уровня; 3D Bar Chart - столбиковые диаграммы; 3D Scatter Plot - 3-мерные точечные графики; Vector Field Plot - векторный график области.

Чтобы создать трехмерный график, требуется нажать кнопку с изображением любого из типов трехмерных графиков на панели инструментов Graph (График). В результате появится пустая область графика с тремя осями и единственным местозаполнителем в нижнем левом углу. В этот местозаполнитель нужно ввести либо имя z функции z (x, y) двух переменных для быстрого построения трехмерного графика, либо имя матричной переменной z, которая задаст распределение данных z_{x, y} на плоскости xy.

Чтобы изменить вид графика можно воспользоваться специальным окном, которое появляется, если щелкнуть дважды ЛКМ на графике.

В появившемся окне при редактировании двумерных графиков имеются четыре вкладки:

X-Y Axes – установка параметров осей;

Traces – установка параметров линий;

Labels – установка титульной надписи и надписей по осям х и у;

Defaults – возврат к стандартным установкам (по умолчанию).

На вкладке X-Y Axes имеются опции, относящиеся к осям х и у (Axis X и Axis Y):

Log Scale – логарифмический масштаб;

Crid Lines – линии сетки;

Numbered – установка цифровых данных по осям;

Auto Scale – автоматическое масштабирование графика;

Show Markers – нанесение рисок (делений) по осям;

Auto Crid – автоматическое установка масштабных линий;

No of Crids – установка заданного числа масштаба линий;

Возможна установка стилей осей (Axes Style):

Boxed (рамка) – оси в виде прямоугольника;

Crossed (репер) – оси виде креста;

None (ничего) – отсутствие осей;

Equal Scales (равные деления) – установка равенства масштаба по осям графика.

Примеры построения двумерных и трехмерных графиков приведены на рис. 60: 1. X-Y Plot - в X-Y координатах

2. Polar Plot - в полярных координатах

3..3D Bar Chart - столбиковые диаграммы

4. Surface Plot - 3-мерные поверхности

5. Contur Plot - линии уровня

Рис. 60. Примеры построения двумерных и трехмерных графиков