Сакун М.А СА-22

Кафедра «Информационные технологии»

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Информатика»

«Использование пакетов MathCAD, MS Excel для выполнения расчетов»

Гомель, 2013

Задание на расчетно-графическую работу

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта»

Кафедра "Информационные технологии"

Задание на расчетно-графическую работу

Студент Сакун Михаил Александрович _Группа__СА – 22 Вариант 15

Расчетно-графическая работа по дисциплине «Информатика» для студентов II курса строительного факультета состоит из четырех основных разделов:

Раздел 1

Задача №1 Выполнить обработку табличных данных в средеMicrosoftExcel, используя встроенные функции и графические возможности этого табличного процессора. (Сделать вычисления и представить результаты в режиме отображения формул

Решить задачу №2, используя метод Поиск решения. Использовать только типы вагонов

и полувагонов, предусмотренных по варианту

Задача №2

Сформировать состав поезда длиной 250±5 м с наибольшей общей грузоподъемностью.

Раздел 2

Задача №1 Выполнить обработку табличных данных (см. выше) в пакете математических расчетовMathcad ,

используя операторы панели математических инструментов и встроенные функции Mathcad .

Решить задачу №2 в пакете математических расчетов Mathcad , используя физические формулы,

соответствующие заданию, возможности символьного процессора и размерности (единицы измерения).

Задача №2 Состав поезда максимально допустимой массы брутто начинает движение от станции. На участке пути длиной 1 км он развивает постоянную силу тягиF=4∙105 Н, а его скорость возрастает с 10 до 20 км/ч. Определить коэффициент трения.

Раздел 3

Решить задачу, используя язык программирования Pascal

Задача Минимальная внутренняя длина

Раздел 4 Создание презентации РГР средствамиMSPowerPoint .

Задание на расчетно-графическую работу 1

Введение 4

Постановка задач 6

1 Раздел 1 8

1.1 Условие задачи №1 8

1.2 Решение задачи №1 в среде табличного процессора Microsoft Excel 9

1.3 Условие задачи №2 10

1.4 Решение задачи №2 11

2 Раздел 2 13

2.1 Условие задачи №1 13

2.2 Решение задачи №1 в пакете MathCAD 13

2.3 Решение задачи №2 в пакете MathCAD 15

3 Раздел 3 17

3.1 Выполнение задания в среде Pascal 17

3.2 Условие задачи: 17

3.3 Решение задачи на языке Pascal 17

3.4 Результаты выполнения задания 17

4 Раздел 4 18

1.1Описание презентации 18

Заключение 19

Список литературы 20

Введение

В расчетно-графической работе будем проводить расчет характеристик, эксплуатационных показателей, показателей движения грузового железнодорожного транспорта и решения других задач в табличном процессоре M S Excel , пакетеMathcad и на языкеPascal . В качестве исходных данных для расчетов будем использовать характеристики единиц подвижного состава, представленные в приложении Б. По своему варианту выбираем модель тепловоза, типы крытых вагонов и полувагонов, исходные характеристики.

Вариант 15 номер зачетной книжки 12040024 дата рождения 1 апреля 1995 г.

Постановка задач

	Модель тепловоза	Типы крытых вагонов			Типы полувагонов		Характеристики
							Масса тары вагона	Высота (внутренняя)	Длина загрузочного люка	Длина (внутренняя)	Габаритная ширина

Расчетные показатели I уровня						Расчетные показатели II уровня
Кол-во единиц подвижного состава	Макс. масса тары вагона в подвижном вагоне	Максимальная внутренняя высота единиц подвижного состава	Ср. арифм. значение длины загрузочного люка	Ср. арифм. значение длин единиц подвижного состава	Габаритная ширина состава	Максимальная площадь загрузочного люка в составе	Максимально возможный объем размещаемого груза

1 Раздел 1

		Характеристики единиц подвижного состава
Модель тепловоза и типы вагонов	Количество единиц подвижного состава	Масса тары вагона, т	Высота (внутренняя),м	Длина загрузочного люка, м	Длина (внутренняя), м	Габаритная ширина, м	Грузоподъемность

По индивидуальному заданию составим таблицу характеристик подвижного состава и оформим её в MS Word ;

Выполнение задания в среде табличного процессора Microsoft Excel

1.1 Условие задачи №1

6. Габаритная ширина состава

1.2 Решение задачи №1 в среде табличного процессора Microsoft Excel

Представим расчеты в режиме отображения формул: Используем стандартные формулы вычисления а так же навыки работы с MSExcel

1.3 Условие задачи №2

Сформировать состав поезда длиной 250±5 м с наибольшей общей грузоподъемностью

Решение задачи №2 в среде табличного процессора MicrosoftExcel

Данные из таблицы характеристик единиц состава железнодорожного транспорта скопируем в MS Excel .

Получаем таблицу:

Представим расчеты в режиме отображения формул:

1.4 Решение задачи №2

Решаем задачу, используя метод поиска решения.

Вызываем команду «поиск решения». В появившемся окне настраиваем параметры:

Оптимизируем целевую функцию.

Выбираем поиск по минимуму

Устанавливаем ограничения: длина вагонов должна быть положительна, целое, а так же общая длина должна быть меньше либо равна 250м.

Изменяем столбец с длиной вагонов

В режиме отображения формул:

Отчет по результатам:

2 Раздел 2

2.1 Условие задачи №1

1.Кол-во единиц подвижного состава

2. Макс. масса тары вагона в подвижном вагоне

3. Максимальная внутренняя высота единиц подвижного состава

4. Ср. арифм. значение длины загрузочного люка

5. Ср. арифм. значение длин единиц подвижного состава

6. Габаритная ширина состава

7. Максимальная площадь загрузочного люка в составе

8. Максимально возможный объем размещаемого груза

2.2 Решение задачи №1 в пакете MathCAD

В MS Word в созданной по заданию таблице выделяем числовые значения и преобразовываем таблицу в текст

\

2.3 Решение задачи №2 в пакете MathCAD

Состав поезда максимально допустимой массы брутто начинает движение от станции. На участке пути длиной 1 км он развивает постоянную силу тяги F=4∙10 5 Н, а его скорость возрастает с 10 до 20 км/ч. Определить коэффициент трения.

3 Раздел 3

3.1 Выполнение задания в среде Pascal

3.2 Условие задачи :

Найти минимальную внутреннюю длину

3.3 Решение задачи на языке Pascal

3.4 Результаты выполнения задания

4 Раздел 4

1. Описание презентации

В данной презентации будет представлен ход выполнения работы, а так же её содержание.

« Документ MS Power Point »

Заключение

В ходе выполнения РГР был произведён расчёт характеристик подвижного состава. Благодаря этой работе мы обобщили знания и навыки работы с пакетами MathCad,MSExcel,MSWord, а так же научились систематизировать и представлять полученные данные в виде презентации.

Список литературы

Н.И. Гурин. Работа в среде Windows с программами Excel и Word// Учебное пособие-Мн. : БГТУ, 1997.

А.П. Лащенко, Т.П. Брусенцова, Л.С. Мороз, И.Г. Сухорукова. Информатика и компьютерная графика. - Мн.: БГТУ, 2004.

3. Н.Н. Пустовалова, И.Г. Сухорукова, Д.В. Занько. Компьютерная графика.

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Учебное пособие

Расчетно-графическая работа

г. Благовещенск

Издательство ДальГАУ

УДК 621.3

Горбунова Л.Н., Гусева С.А, Мармус Т.Н.

Учебное пособие предназначено для выполнения индивидуальной расчетно-графической работы (РГР) студентами очного и заочного обучения по направлению подготовки: 270800 –« Строительство» в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по дисциплине «Электроснабжение с основами электротехники».

Рецензент: к.т.н., доцент каф. ЭиАТП Воякин С.Н.

Издательство ДальГАУ

ВВЕДЕНИЕ

Расчетно–графическая работа является самостоятельной работой студента и завершает изучение курса «Электроснабжение с основами электротехники», при выполнении которого закрепляются знания, полученные во время изучения теоретического материала. Расчетно-графическая работа позволяет закрепить и углубить теоретические знания, выработать навыки применения их для решения конкретных практических задач с умением оформлять технические документы. В соответствии с действующей программой курса «Электроснабжение с основами электротехники» расчетно-графическая работа должна содержать:

Титульный лист (приложение 1);

Основная часть;

Заключение;

Список использованной литературы.

Количество задач расчетно-графической работы определяется ведущим преподавателем.

Правила оформления расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа выполняется аккуратно, без исправлений, на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (297х210 мм) и оформляется в соответствии с ГОСТами 2.105-79.2.304-81 и «стандарт организации, система качества – общие требования к оформлению текстовой части» (Благовещенск, 2012).

Разделы должны иметь порядковую нумерацию и обозначаться арабскими цифрами. Они могут быть разделены на подразделы. Подразделы нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого раздела.

Уравнения и формулы, приводимые в расчетно-пояснительной записке, следует помещать на отдельных строках. Выше или ниже каждой формул должно быть оставлено не менее одной строки. Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснялись ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснение каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой они приведены в формуле. Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» без двоеточия после него.

Пример: ток в электрической ветви вычисляется по формуле

где U – напряжение на зажимах электрической ветви, В;

R – сопротивление электрической ветви, Ом.

Формулы должны нумероваться арабскими цифрами в пределах раздела. Номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, и его записывают справа в круглых скобках, на одинаковом расстоянии от правого поля на всех страницах текста. Ссылки в тексте на порядковые номера формул дают в круглых скобках, например: в формуле (1.1). Уравнения и системы уравнений нумеруются вместе с формулами.

Все формулы и расчеты выполняются только в единицах системы СИ.

Иллюстрации должны быть расположены после первого упоминания в тексте записи. Она должна иметь наименование и пояснительные данные (подрисуночный текст).

Таблицы должны иметь точное краткое название, подписываться сверху в соответствии с номером раздела и порядкового номера таблицы.

ЗАДАЧА 1. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

В данной задаче необходимо определить токи в ветвях при заданных ЭДС и сопротивлениях, входящих в цепь. Наиболее распространенным методом расчёта сложных электрических цепей является классический метод. Он заключается в непосредственном применении законов Кирхгофа для распределения токов по ветвям.

Для данной схемы (рис. 1.1) необходимо выполнить следующее:

1. Составить систему уравнений для определения токов в схеме по первому и второму закону Кирхгофа.

2. Найти все токи методом узловых потенциалов.

3. Найти все токи методом контурных токов.

4. Записать баланс мощностей для преобразованной схемы.

5. Построить потенциальную диаграмму в масштабе для внешнего контура схемы.

Исходные данные для задачи: Е 1 = 3 В; Е 2 = 66 В; Е 3 = 9 В;

R 1 = 1 Ом; R 2 = 4 Ом; R 3 = R 4 = 2 Ом; R 5 = 7 Ом; R 6 = 3 Ом.

Рисунок 1.1 – Исходная электрическая схема

На всех физико-математических, инженерно-конструкторских и экономических специальностях студенты один или несколько раз встречаются с таким видом учебной деятельности, как выполнение расчетно-графической работы (РГР). В чем состоит ее суть и зачем она выполняется?

Основные цели РГР

Обычно РГР является отдельной курсовой работой, но может входить и в более крупный дипломный проект. Выполнение такого задания позволяет студенту проявить умение применять полученные теоретические знания в практических целях. На основе теории и математических расчетов происходит реализация поставленной практической задачи.

В инженерно-конструкторской дисциплине это может быть чертеж конкретной детали, оптимальные размеры или прочностные параметры которой высчитывались в расчетной части. В экономической дисциплине могут вычисляться оптимальные управленческие, маркетинговые, аудиторские стратегии, на основе чего создаются соответствующие графики, диаграммы, показательно-графические объекты.

Особенности выполнения расчетно-графической работы

При выполнении РГР важнее всего соблюдать методические рекомендации, предлагаемые студентам по той или иной дисциплине. Именно в них определяются пути решения поставленной проблемы, а также определяется содержательная структура, по которой выполняется работа.

Структура РГР

При самостоятельном выполнении такого задания важнее всего подойти к работе систематизировано. Для этого необходимо понимать, какие функции выполняет каждый структурный элемент предстоящей работы. Общепринятыми частями РГР являются следующие.

Вступление и теоретическая часть

Здесь студенту необходимо показать, что он знает в общих чертах объект и предмет своего исследования, а также владеет основными методами анализа и расчетов. Эту часть выполнить достаточно просто, ведь все необходимые сведения можно почерпнуть из соответствующих учебников, методических рекомендаций и конспектов.

Расчеты и графическая часть

Большие сложности возникают при выполнении расчетной и графической составляющей работы. Именно расчеты показывают, насколько студент способен реализовывать теоретические знания на практике. Составление же чертежей, таблиц, графиков и диаграмм потребует умения применять нужное программное обеспечение.

Аналитическая часть и выводы

И наконец, выполнив расчеты и сформировав графическую часть, вам еще предстоит сделать аналитические выводы из полученных результатов. Такие выводы могут иметь самую разную природу. Например, могут быть сформулированы принципы усовершенствования какой-либо детали изучаемого устройства. В экономических дисциплинах обычно анализируются ключевые тренды, определяющие динамику деятельности того или иного хозяйствующего субъекта.

Завершающей частью работы является правильно оформленный список использованной литературы.

Основные трудности при выполнении РГР

Если расчетно-графическая работа изучает проблемы, которым будет посвящена ваша будущая профессия, то лучше помучиться, разобраться и выполнить ее самостоятельно. Чаще всего здесь нужна обычная усидчивость и внимательность.

Однако бывает и так, что РГР не очень влияет на будущие профессиональные компетентности студента. Особенно часто такая ситуация складывается на экономических специальностях. А проблемы с ее выполнением могут быть самые разные:

• сложности с пониманием теории;
• неумение проводить сложные математические расчеты;
• неумение пользоваться специальными графическими редакторами и программами;
• непонятные методические рекомендации.

Если вам реально сложно выполнить такую работу, целесообразно обратиться к специалистам, которых можно найти на сайт.

Как заказать РГР на сайт

Чтобы работа была выполнена как можно быстрее и правильнее, необходимо при формировании заказа предоставить следующие материалы:

• полный текст поставленной задачи;
• методические рекомендации;
• список литературы, если требуется выполнение по конкретным источникам;
• свой вариант задания.

На сайте вы найдете опытных исполнителей, которые не только полноценно выполнят работу, но и предоставят все необходимые разъяснения, если вам что-то будет непонятно.

Любой студент знает, что такое расчетно-графическая работа. Это такой вид учебного материала, который практически полностью похож на обычную курсовую. Но основное отличие все же есть. Оно состоит в том, что задание по расчетно-графической работе дается каждому студенту в индивидуальном порядке. Тематика при этом не меняется, но вариант у каждого студента свой. То есть, полностью исключается минимальная возможность списать или скачать готовую работу

Особенности написания РГР

Когда вы получили свою тему РГР, то вам необходимо запастись теоретическим материалом для того, чтобы составить план работы. Также требуется изучить написанные ранее конспекты по предмету. Возможно, у вас были какие – то задачи, которые так или иначе связаны с РГР. Обычно педагоги дают задание по ранее изученной тематике.

Когда все материалы подготовлены, следует прочитать как можно более вкрадчиво условие задачи, а также выписать все числовые показатели. Потом можно приступать к составлению эскиза. Масштаб выбирается в соответствии с задание. Но если в задании не указано, какой масштаб взять, то надо использовать стандартный размер.

В РГР обязательно должны присутствовать пункты с решение. Каждый пункт должен сопровождаться описанием. При этом не следует копировать описание из учебника. Оно должно быть полностью уникальным. То есть, вы своими словами описываете результаты своих вычислений и последовательность своих действий.

Не следует перегружать РГР излишней теорией, ведь это техническая работа. Теория здесь присутствует только в качестве небольших описаний. Все вычисления должны быть минимизированы. То есть, чтобы получить нужный результат, не нужно описывать те действия, которые не несут смысловой нагрузки. Раньше чертежи делались вручную, и это усложняло процесс написания РГР. Сегодня ручному вычислению пришло машинное, что наиболее удобно для современных студентов. Но не каждый умеет пользоваться инновационными программными средствами. Вот тут и начинаются проблемы с решением РГР.

Заказ РГР в Росдипломе

В нашей компании есть большой штат авторов, специализирующихся именно на таком виде работы, как РГР. Наши сотрудники имеют соответствующие знания и должный уровень подготовки. На выходе вы получаете уникальный грамотный проект, который станет вашей гордостью перед преподавателем. РГР вы сдадите на отлично, будьте в этом уверены.

Наши авторы аккуратно оформят ваш чертеж и описание к нему. Преподавателю будет приятно и удобно работать с таким материалом, и он обязательно это оценит. Более того, результат труда нашего автор станет понятен и самому заказчику. Если у вас возникают какие-либо вопросы, то автор готов всегда дать подробное объяснение.

Если по какой-либо причине преподаватель отправляет РГР на доработку, то наш автор все исправит совершенно бесплатно и в минимальный срок.

Сколько стоит РГР в Росдипломе

Стоимость РГР в Росдиплом не фиксирована заранее. ТО есть, мы не озвучиваем цену то того, как вы пришлете нам описание работы. Сначала надо ознакомиться со всеми тонкостями заказа, изучить специфику. И только потом наш менеджер озвучит вам сумму заказа. Вы можете либо принять ее, либо отказаться от заказа работы.

Заказывайте работы в Росдиплом и вы не пожалеете!

§1. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ.

1п. Общий вид нелинейного уравнения

Нелинейные уравнения могут быть двух видов:

1. Алгебраические
a n x n + a n-1 x n-1 +… + a 0 = 0

2. Трансцендентные- это уравнения в которых х является аргументом тригонометрической, логарифмической или показательной функции.

Значение х 0 при котором существует равенство f(x 0)=0 называется корнем уравнения.

В общем случае для произвольной F(x) не существует аналитических формул определения корней уравнения. Поэтому большое значение имеют методы, которые позволяют определить значение корня с заданной точностью. Процесс отыскания корней делиться на два этапа:

1. Отделение корней, т.е. определение отрезка содержащего один корень.

2. Уточнение корня с заданной точностью.

Для первого этапа нет формальных методов, отрезки определяются или табуляцией или исходя из физического смысла или аналитическими методами.

Второй этап, уточнение корня выполняется различными итерационными методами, суть которых в том, что строится числовая последовательность x i сходящихся к корню x 0

Выходом из итерационного процесса являются условия:

1. │f(x n)│≤ε

2. │x n -x n-1 │≤ε

рассмотрим наиболее употребляемые на практике методы: дихотомии, итерации и касательных.

2 п. Метод половинного деления.

Дана монотонная, непрерывная функция f(x), которая содержит корень на отрезке , где b>a. Определить корень с точностью ε, если известно, что f(a)*f(b)<0

Суть метода

Данный отрезок делится пополам, т.е. определяется x 0 =(a+b)/2, получается два отрезка и , далее выполняется проверка знака на концах, полученных отрезков для отрезка, имеющего условия f(a)*f(x 0)≤0 или f(x 0)*f(b)≤0 снова проводится деление пополам координатой х, снова выделение нового отрезка и так продолжается процесс до тех пор пока │x n -x n-1 │≤ε

Приведем ГСА для данного метода

3п. Метод итерации.

Дана непрерывная функция f(x), которая содержит единственный корень на отрезке , где b>a. Определить корень с точностью ε.

Суть метода

Дано f(x)=0 (1)

Заменим уравнение (1) равносильным уравнением x=φ(x) (2). Выберем грубое, приближенное значение x 0 , принадлежащее, подставим его в правую часть уравнения (2), получим:

Проделаем данный процесс n раз получим x n =φ(x n-1)

Если эта последовательность является сходящейся т.е. существует предел

x * =lim x n , то данный алгоритм позволяет определить искомый корень.

Выражение (5) запишем как x * = φ(x *) (6)
Выражение (6) является решением выражения (2), теперь необходимо рассмотреть в каких случаях последовательность х 1 …х n является сходящейся.
Условием сходимости является если во всех токах x принадлежит выполняется условие:

4 п. Метод касательных (Ньютона).

Дана непрерывная функция f(x), которая содержит единственный корень на отрезке , где b>a при чем определены непрерывны и сохраняют знак f`(x) f``(x). Определить корень с точностью ε.

Суть метода

1. Выбираем грубое приближение корня х 0 (либо точку a, либо b)

2. Наити значение функции точке х 0 и провести касательную до пересечения с осью абсцисс, получим значение х 1

3.

Повторим процесс n раз Если процесс сходящийся то x n можно принять за искомое значение корня
Условиями сходимости являются:

│f(x n)│≤ε

│x n -x n-1 │≤ε

Приведем ГСА метода касательных:

5п. Задание для РГР

Вычислить корень уравнения

На отрезке с точностью ε=10 -4 методами половинного деления, итерации, касательных.

6 п. Сравнение методов

Эффективность численных методов определяется их универсальностью, простотой вычислительного процесса, скоростью сходимости.

Наиболее универсальным является метод половинного деления, он гарантирует определение корня с заданной точностью для любой функции f(x), которая меняет знак на . Метод итерации и метод Ньютона предъявляют к функциям более жесткие требования, но они обладают высокой скоростью сходимости.

Метод итерации имеет очень простой алгоритм вычисления, он применим для пологих функций.
Метод касательных применим для функций с большой крутизной, а его недостатком является определение производной на каждом шаге.

ГСА головной программы, методы оформлены подпрограммами.

Программа по методам половинного деления, итерации и метода Ньютона.

a = 2: b = 3: E = .0001

DEF FNZ (l) = 3 * SIN(SQR(l)) + .35 * l - 3.8

F1 = FNZ(a): F2 = FNZ(b)

IF F1 * F2 > 0 THEN PRINT "УТОЧНИТЬ КОРНИ": END

IF ABS((-3 * COS(SQR(x))) / (.7 * SQR(x))) > 1 THEN PRINT "НЕ СХОДИТСЯ"

DEF FNF (K) = -(3 * SIN(SQR(x)) - 3.8) / .35

DEF FND (N) = (3 * COS(SQR(N)) / (2 * SQR(N))) + .35 _
IF F * (-4.285 * (-SQR(x0) * SIN(SQR(x)) - COS(SQR(x))) / (2 * x * SQR(x))) < then print “не сходится”:end

"=========Метод половинного деления========

1 x = (a + b) / 2: T = T + 1

IF ABS(F3) < E THEN 5

IF F1 * F3 < 0 THEN b = x ELSE a = x

IF ABS(b - a) > E THEN 1 ‑

5 PRINT "X="; x, "T="; T

"=========Метод итерации==========

12 X2 = FNF(x0): S = S + 1

IF ABS(X2 - x0) > E THEN x0 = X2: GOTO 12

PRINT "X="; X2, "S="; S

"========Метод касательных=======

23 D = D + 1
F = FNZ(x0): F1 = FND(x0)

X3 = x0 - F / F1

IF ABS(X3 - x0) < E THEN 100

IF ABS(F) > E THEN x0 = X3: GOTO 23

100 PRINT "X="; X3, "D="; D

Ответ
x= 2,29834 T=11
x=2,29566 S=2
x=2,29754 D=2
где T,S,D-число итерации для метода половинного деления, итерации, касательных соответственно.