Details zum E-Book

Mathcad. Zbiór zadań dla inżynierów

Mathcad. Zbiór zadań dla inżynierów

Tadeusz Białoń

E-book

Poznaj Mathcada - najlepsze narzędzie do obliczeń inżynierskich

  • Niezbędna teoria w zasięgu ręki
  • Praktyczne przykłady zastosowań
  • Zadania prezentujące funkcje programu

Mathcad to wszechstronny program komputerowy do przeprowadzania obliczeń matematycznych i wizualizacji ich wyników. Jego możliwości i elastyczność sprawiły, że narzędzie zdobyło rzeszę wiernych użytkowników oraz znalazło szereg zastosowań w różnych dziedzinach nauki i techniki. Jak każde złożone oprogramowanie, Mathcad wymaga nauki, a tę najlepiej prowadzić na praktycznych przykładach.

Książka zawiera 30 ciekawych, obszernych zadań, z których każde jest poświęcone innemu problemowi inżynierskiemu, matematycznemu lub naukowemu. Rozwiązywanie kolejnych ćwiczeń umożliwia stopniowe zapoznawanie się ze sposobem tworzenia arkuszy obliczeniowych w programie Mathcad. Zaproponowane zadania mają dużą wartość popularnonaukową, w przystępny sposób prezentują szeroki zakres zagadnień, w których stosowane są techniki komputerowego wspomagania obliczeń.

Zbiór zadań jest przeznaczony do wykorzystania na kursach i zajęciach dydaktycznych prowadzonych na wczesnych latach studiów. Teoria potrzebna do wykonania każdego ćwiczenia została podana w jego wstępie, nie jest więc potrzebne korzystanie z innej literatury. Ponadto w opisach rozwiązań uwzględniono sposoby, w jakie można skontrolować poprawność działania utworzonego arkusza kalkulacyjnego, dzięki czemu książka może posłużyć również do samodzielnej pracy z oprogramowaniem Mathcad.

Zadania opracowano pod kątem rozwiązywania w dwóch wersjach programu Mathcad, najnowszej Prime oraz starszej 15, wciąż dostępnej w sprzedaży i nadal bardzo popularnej.


Wprowadzenie 9

CZĘŚĆ I. ZADANIA 15

Zadanie 1. Obliczenia zwarciowe szynoprzewodów 17

  • Cel zadania 17
  • Wstęp 17
  • Realizacja zadania 19

Zadanie 2. Obliczenia parametrów silnika wiatrowego małej elektrowni 21

  • Cel zadania 21
  • Wstęp 21
    • Warunki środowiskowe 22
    • Parametry silnika wiatrowego 24
    • Rachunek ekonomiczny 25
  • Realizacja zadania - część 1. 26
  • Realizacja zadania - część 2. 26
  • Realizacja zadania - część 3. 27

Zadanie 3. Obliczenia mocy napędu przenośnika taśmowego 28

  • Cel zadania 28
  • Wstęp 28
  • Realizacja zadania - część 1. 32
  • Realizacja zadania - część 2. 33

Zadanie 4. Układy kombinacyjne i układy PSR 34

  • Cel zadania 34
  • Wstęp 34
    • Układy kombinacyjne 34
    • Układy PSR 36
  • Realizacja zadania - część 1. 37
  • Realizacja zadania - część 2. 38

Zadanie 5. Kwadrat magiczny nieparzystego rzędu 40

  • Cel zadania 40
  • Wstęp 40
  • Realizacja zadania - część 1. 43
  • Realizacja zadania - część 2. 44

Zadanie 6. Kalendarz 45

  • Cel zadania 45
  • Wstęp 45
    • Kongruencja Zellera 45
    • Metoda Meeusa-Jonesa-Butchera 46
    • Rok przestępny i liczba dni w miesiącu 47
  • Realizacja zadania - część 1. 48
  • Realizacja zadania - część 2. 49
  • Realizacja zadania - część 3. 50
  • Realizacja zadania - część 4. 50
    • Sposób 1. - funkcja warunkowa if 50
    • Sposób 2. - poszukiwanie elementów zerowych funkcją match 51
  • Realizacja zadania - część 5. 52

Zadanie 7. Modulacja PWM 53

  • Cel zadania 53
  • Wstęp 53
  • Realizacja zadania - część 1. 57
  • Realizacja zadania - część 2. 58

Zadanie 8. Wykresy krzywych parametrycznych 59

  • Cel zadania 59
  • Wstęp 59
    • Klotoida 60
    • Krzywe Lissajous 60
    • Tajemnicze krzywe 61
    • Spirala Fermata 63
    • Krzywe Béziera 64
  • Realizacja zadania - uwagi ogólne 65
  • Realizacja zadania - klotoida 66
  • Realizacja zadania - krzywe Lissajous 66
  • Realizacja zadania - tajemnicze krzywe 67
  • Realizacja zadania - spirala Fermata 68
  • Realizacja zadania - krzywe Béziera 69

Zadanie 9. Anaglify 71

  • Cel zadania 71
  • Wstęp 71
    • Anaglif w skali szarości 72
    • Anaglif kolorowy 73
  • Realizacja zadania - część 1. 73
  • Realizacja zadania - część 2. 74

Zadanie 10. Astrologiczna tablica wróżb 75

  • Cel zadania 75
  • Wstęp 75
  • Realizacja zadania - część 1. 77
  • Realizacja zadania - część 2. 78
  • Realizacja zadania - część 3. 79

Zadanie 11. Parametry energii elektrycznej 80

  • Cel zadania 80
  • Wstęp 80
  • Realizacja zadania - część 1. 85
    • Interpretacja sygnatur czasowych 86
    • Generowanie wektora czasu 87
    • Wektory napięcia i prądu 87
  • Realizacja zadania - część 2. 87
  • Realizacja zadania - część 3. 88
  • Realizacja zadania - część 4. 89

Zadanie 12. Nieliniowe oscylatory drugiego rzędu 90

  • Cel zadania 90
  • Wstęp 90
    • Oscylator van der Pola 91
    • Oscylator Lotki-Volterry 93
    • Oscylator Mathieu 93
    • Oscylator Duffinga 93
  • Realizacja zadania - część 1. 94
  • Realizacja zadania - część 2. 95
    • Oscylator van der Pola 98
    • Oscylator Lotki-Volterry 98
    • Oscylator Mathieu 98
    • Oscylator Duffinga 98

Zadanie 13. Układ Lorenza 100

  • Cel zadania 100
  • Wstęp 100
  • Realizacja zadania - część 1. 104
  • Realizacja zadania - część 2. 105
  • Realizacja zadania - część 3. 106
  • Realizacja zadania - część 4. 106

Zadanie 14. Rozkład pola magnetycznego prądu stałego 107

  • Cel zadania 107
  • Wstęp 107
  • Realizacja zadania - część 1. 109
  • Realizacja zadania - część 2. (tylko Mathcad 15) 111

Zadanie 15. Systemy funkcji iterowanych 113

  • Cel zadania 113
  • Wstęp 113
    • Zbiór punktów 116
    • Metoda liczb zespolonych 117
    • Metoda macierzy komórkowych 117
    • Mapa kolorów 118
  • Realizacja zadania - część 1. 120
    • Metoda liczb zespolonych 121
    • Metoda macierzy komórkowych 121
  • Realizacja zadania - część 2. 122

Zadanie 16. Prosty generator melodii 124

  • Cel zadania 124
  • Wstęp 124
  • Realizacja zadania - część 1. 127
  • Realizacja zadania - część 2. 127
  • Realizacja zadania - część 3. 128

Zadanie 17. Spektrogram dźwięku 130

  • Cel zadania 130
  • Wstęp 130
    • Wykres konturowy 135
    • Obraz rastrowy JPG 136
  • Realizacja zadania - część 1. 138
  • Realizacja zadania - część 2. 138
  • Realizacja zadania - część 3. 139
  • Realizacja zadania - część 4. 140
  • Realizacja zadania - część 5. 141

Zadanie 18. Dolnoprzepustowy filtr cyfrowy 142

  • Cel zadania 142
  • Wstęp 142
  • Realizacja zadania - część 1. 146
  • Realizacja zadania - część 2. 146
  • Realizacja zadania - część 3. 147

Zadanie 19. Płatek Kocha 149

  • Cel zadania 149
  • Wstęp 149
  • Realizacja zadania - część 1. 152
  • Realizacja zadania - część 2. 152
  • Realizacja zadania - część 3. 154

Zadanie 20. Ciąg Fibonacciego 156

  • Cel zadania 156
  • Wstęp 156
  • Realizacja zadania - część 1. 158
  • Realizacja zadania - część 2. 159

Zadanie 21. Poszukiwanie liczb pierwszych 161

  • Cel zadania 161
  • Wstęp 161
  • Realizacja zadania - część 1. 165
  • Realizacja zadania - część 2. 166
  • Realizacja zadania - część 3. 167
  • Realizacja zadania - część 4. 168
  • Realizacja zadania - część 5. 169

Zadanie 22. Liczby rzymskie i dziesiętne 171

  • Cel zadania 171
  • Wstęp 171
    • Zamiana liczby dziesiętnej na rzymską 172
    • Zamiana liczby rzymskiej na dziesiętną 172
  • Realizacja zadania - część 1. 173
  • Realizacja zadania - część 2. 174

Zadanie 23. Funkcja Lamberta 175

  • Cel zadania 175
  • Wstęp 175
  • Realizacja zadania - część 1. 177
  • Realizacja zadania - część 2. 178
  • Realizacja zadania - część 3. 179
  • Realizacja zadania - część 4. 181
  • Realizacja zadania - część 5. 182

Zadanie 24. Kłótliwi goście 184

  • Cel zadania 184
  • Wstęp 184
  • Realizacja zadania - część 1. 187
  • Realizacja zadania - część 2. 188

Zadanie 25. Kod kreskowy ITF 189

  • Cel zadania 189
  • Wstęp 189
  • Realizacja zadania - część 1. 192
  • Realizacja zadania - część 2. 193
  • Realizacja zadania - część 3. 194
  • Realizacja zadania - część 4. 194

Zadanie 26. Rzut ukośny 196

  • Cel zadania 196
  • Wstęp 196
  • Realizacja zadania - część 1. 199
  • Realizacja zadania - część 2. 200
  • Realizacja zadania - część 3. 201

Zadanie 27. Dwójnik reaktancyjny LC 203

  • Cel zadania 203
  • Wstęp 203
  • Realizacja zadania - część 1. 205
  • Realizacja zadania - część 2. 206
  • Realizacja zadania - część 3. 206

Zadanie 28. Przestrzenny rozkład gwiazd w gromadzie Plejady 209

  • Cel zadania 209
  • Wstęp 209
    • Tworzenie stereopary 210
    • Gromada otwarta M45 212
    • Astronomiczne jednostki miar 212
  • Realizacja zadania - część 1. 213
  • Realizacja zadania - część 2. 215
  • Realizacja zadania - część 3. 216

Zadanie 29. Chaotyczne szyfrowanie obrazów 218

  • Cel zadania 218
  • Wstęp 218
  • Realizacja zadania - część 1. 221
  • Realizacja zadania - część 2. 224
  • Realizacja zadania - część 3. 225
  • Realizacja zadania - część 4. 225

Zadanie 30. Steganografia 227

  • Cel zadania 227
  • Wstęp 227
    • Ukrywanie obrazu 228
    • Ukrywanie tekstu 229
    • Konwersja liczb binarnych i dziesiętnych 232
  • Realizacja zadania - uwagi ogólne 233
  • Realizacja zadania - część 1. 233
  • Realizacja zadania - część 2. 234
  • Realizacja zadania - część 3. 235
  • Realizacja zadania - część 4. 236
  • Realizacja zadania - część 5. 237
  • Realizacja zadania - część 6. 238

CZĘŚĆ II. PRZYKŁADY 241

Przykład 1. Jednostki użytkownika i skalowanie wyniku 243

Przykład 2. Operatory logiczne 246

Przykład 3. Zmienne zakresowe 247

Przykład 4. Tworzenie funkcji użytkownika 249

Przykład 5. Łączenie operacji arytmetycznych i logicznych 251

Przykład 6. Tworzenie wykresów dwuwymiarowych 254

  • Funkcja o niezdefiniowanym argumencie wejściowym 254
  • Zmienna zakresowa 255
  • Wektory danych 256
  • Macierze danych 256
  • Wiele krzywych na jednym wykresie 257
    • Powielanie punktów wstawienia 257
    • Pomocnicza oś Y 258

Przykład 7. Tworzenie wektorów o zadanym rozkładzie elementów 260

Przykład 8. Wykresy trójwymiarowe i specjalne 262

  • Wykres opisany trzema wektorami 262
  • Wykresy opisane pojedynczą macierzą 264
  • Wykresy opisane trzema macierzami 264
  • Wykres pola wektorowego opisany macierzą zespoloną 266

Przykład 9. Operator programu i programowanie 268

  • Zmiennej... przypisz wartość... 270
  • Uaktualnij wartość zmiennej... 271
  • Dla każdej wartości zmiennej... z przedziału... wykonaj... 271
  • Tak długo jak... wykonuj... 272
  • Jeżeli... to...; w pozostałych przypadkach... 272
  • Zakończ aktualne wywołanie pętli / działanie pętli / program 275
  • Jeżeli... spowoduje błąd, to wtedy... 277
  • Zgłoś błąd 278

Przykład 10. Programowanie rekurencyjne 279

Przykład 11. Solve Block 281

SPIS FUNKCJI WBUDOWANYCH 285

Spis funkcji wbudowanych 287

DODATKI 325

Dodatek A. Przedrostki wielokrotności i podwielokrotności 327

Dodatek B. Szybka transformacja Fouriera 328

Dodatek C. Struktura obrazów rastrowych 333

  • Titel: Mathcad. Zbiór zadań dla inżynierów
  • Autor: Tadeusz Białoń
  • ISBN: 978-83-283-8613-6, 9788328386136
  • Veröffentlichungsdatum: 2021-07-27
  • Format: E-book
  • Artikelkennung: mcadza
  • Verleger: Helion