Решения задач в Mathcad. Mathcad Express — бесплатный математический редактор, про который мало кто знает

25.06.2019

MATHCAD
Математический
пакет
MathCad
Доцент каф. ИПС
Погребной А. В.

MathCad
Система MathCAD – пакет, предназначенный, для
проведения математических расчетов, который
содержит текстовый редактор, вычислитель,
графический процессор
Фирма MathSoft Inc.(США) выпустила первую версию
системы в 1986 г. Главная отличительная
особенность системы MathCAD заключается в её
входном языке, который максимально приближён к
естественному математическому языку,
используемому как в трактатах по математике, так и
вообще в научной литературе. Используется
принцип WYSIWYG (What You See Is What You Get «что видите, то и получаете»).

Подсистемы MathCAD

MathCad
Подсистемы MathCAD
Текстовый редактор служит для ввода и
редактирования текстов. Текст может
состоять из слов, мат. выражений и формул.
MathCAD использует общепринятую мат.
Символику.
Вычислитель обеспечивает вычисления по
мат. Формулам и имеет большой набор мат.
Функций.
Графический процессор используется для
построения графиков и поверхностей.

Решаемые задачи

MathCad
Решаемые задачи
подготовка научно-технической документации, содержащей
текст и формулы в привычной для специалиста форме;
вычисления результатов математических операций с
константами, переменными и размерными физическими
величинами;
векторные и матричные операции;
решение уравнений и систем уравнений;
статистические расчеты и анализ данных;
построение графиков;
аналитические преобразования и аналитическое решение
уравнений и систем;
аналитическое и численное дифференцирование и
интегрирование;
решение дифференциальных уравнений.

Главное окно пакета MathCad

MathCad
Структура документа MathCAD
MathCAD-документ представляет
собой совокупность областей для
размещения математических
выражений, графиков, текста. Каждая
область имеет форму прямоугольника
и может размещаться в любом месте
документа. Видимая часть документа
ограничивается размерами экрана.
MathCAD устанавливает направление
выполнения вычислений и построения
графиков документа «вправо-вниз».

Структура документа MathCAD

MathCad
Переменные
Переменная – ячейка памяти, в которую могут
быть записаны различные значения. Имена
переменных обычно составляются из
следующих символов: латинские буквы, цифры,
знак подчёркивания (_), греческие буквы.
Mathcad различает в именах символы верхнего
и нижнего регистра.
Используйте следующие способы для набора
греческих букв:
1. Напечатать римский эквивалент. Затем нажать
G.
2. Щёлкнуть по соответствующему символу на
палитре греческих символов. Чтобы открыть эту
палитру, нажмите на кнопку, помеченную αβ на
полосе кнопок под меню или используйте
команду View > Toolbars > Greek

Переменные

MathCad
Предопределенные переменные
Mathcad содержит восемь переменных, значения которых
определены сразу после запуска программы. Эти переменные
называются предопределенными или встроенными
переменными. Предопределенные переменные или имеют
общепринятое значение, подобно p и e, или используются как
внутренние переменные, управляющие работой Mathcad,
подобно ORIGIN и TOL.
Хотя эти переменные уже имеют значения при запуске Mathcad,
их можно переопределять. Например, если нужно использовать
переменную, называемую e, со значением иным, чем
используемое Mathcad, введите новое определение, например
e:=2 . Переменная e примет в рабочем документе новое
значение всюду ниже этого определения.

Предопределенные переменные

MathCad
Числа
В Mathcad для отделения дробной части десятичной дроби используется
точка (.), а запятая (,) используется для отделения чисел друг от друга.
Типы чисел:
Мнимые числа. Для ввода мнимого числа нужно вслед за его
модулем ввести символ мнимой единицы i или j, например, 1i или 2.5j.
Размерные значения - числа, связанные с одной из размерностей:
массой, длиной, временем, зарядом и температурой. Mathcad
использует их, чтобы следить за соблюдением размерностей и
преобразованиями единиц. Чтобы ввести размерное значение,
напечатайте число, сопровождаемое строчными или заглавными
латинскими буквами: M для массы, L для длины, T для времени,
Q для заряда, K для температуры. Например, 4.5m представляет 4.5
единицы массы.
Восьмеричные целые числа (сопровождается строчной латинской
буквой O)
Шестнадцатеричные целые числа (сопровождается строчной
латинской буквой h). Для обозначения значений разряда, больших 9,
используйте прописные или строчные латинские буквы от A до F.
Экспоненциальное представление чисел. Чтобы вводить числа в
экспоненциальном представлении, просто умножьте мантиссу на
степень десяти. Например, для записи напечатайте 3*10^8.

Предопределенные переменные

MathCad
Оператор присвоения и результата
Оператор присваивания в MathCADе имеет вид:
имя:= выражение
Здесь имя может быть:
именем переменной (простой и индексированной),
именем функции,
именем массива,
массивом, элементами которого являются
простые переменные.
Ввод символа присваивания ":=" равносилен
нажатию клавиши ":" (двоеточие). Например,
введите y:m*x+b, чтобы увидеть y:=m x+b.
Оператор получения результата (оператор
"равно") в MathCADе имеет вид:
выражение =

10. Числа

MathCad
Выражения
Выражения могут содержать, числа, мена
переменных, простейшие операторы.
Простейшие операторы представляют
известные математические операции: + - * / и
т.д.

11. Оператор присвоения и результата

MathCad
Простейшие операторы
Оператор
Как ввести
Название
(x)
(x)
скобки
X!
X!
Факториал
xy
x^y
Степень
√x
\x
Корень

12. Выражения

MathCad
Советы по набору операторов
Можно избежать необходимости помнить комбинации клавиш,
соответствующих каждому оператору. Для ввода операторов могут
быть использованы палитры операторов. Чтобы открыть палитры
операторов, используются кнопки на полосе инструментов,
расположенной ниже меню. Каждая кнопка открывает палитру
операторов, сгруппированных по общему назначению.

13. Простейшие операторы

MathCad
Простые вычисления
Для выполнения простых вычислений,
подобно калькулятору, достаточно
набрать вычисляемое выражение со
знаком = в конце его и нажать клавишу
ввода ENTER .
После этого MathCad вычислит и выведет
результат на экран
2+2=4MathCad
Математические встроенные функции
В выражениях можно использовать следующие математические
функции:
1) Тригонометрические (аргумент в радианах): sin(x), cos(x), tan(x)
2) Обратные тригонометрические (результат в радианах): asin(x),
acos(x), atan(x)
3) Гиперболические: sinh(x), cosh(x), tanh(x)
4) Обратные гиперболические: asinh(x), acosh(x), atanh(x)
5) Другие:
exp(x) экспонента
ln(x) натуральный логарифм
log(x) десятичный логарифм
Re(z) вещественная часть числа z
Im(z) мнимая часть числа z
arg(z) аргумент комплексного числа z
floor(x) наибольшее целое < x (x - вещест.)
ceil(x) наименьшее целое > x (x - вещест.)
mod(x,y) остаток от деления x на y (x,y - вещественные)
rnd(x) случайное число из промежутка
И.т.д.

15. Простые вычисления

MathCad
Функция
Функция - это правило, согласно которому проводится
вычисление некоторого выражения с аргументами и
отображается полученное числовое значение.
Определение и использование функции пользователя:
определить все аргументы (простые или дискретные),
используемые в выражении для вычисления функции
набрать имя функции с именем аргумента в круглых скобках,
затем - символ двоеточия
в поле ввода набрать выражение, с помощью которого
вычисляется значение функции
Чтобы получить результат для аргумента (простого или
дискретного), в скобках после имени функции указать значение
(или имя) этого аргумента.

16. Математические встроенные функции

MathCad
Определение собственных функций
Чтобы определить свою собственную функцию,
введите равенство вида:
FuncName(аргументы) := выражение
Здесь FuncName - имя функции,
аргументы - список элементов, разделенных
запятыми.
Аргументами функций могут быть переменные или
имена функций. Например:
Задание функции
f(x):= cos(x) + 2
Обращение
f(1.8)
f(cos(3))

17. Функция

MathCad
Изменяющиеся переменные
В системе MathCAD можно задавать с
пределами их изменения, что означает
проведение циклических вычислений.
Например:
x:=0..5 (x принимает значения 1, 2, 3, 4, 5)
Для набора.. (двух точек) используется;
Если необходимо задать дробный шаг
используется следующая запись:
z:= 0,0.2..4

18. Определение собственных функций

MathCad
Табулирование функций
Табулирование
функции y=f(x)
означает получить
таблицу у при
изменении x на
заданном интервале
с заданным шагом.

19. Определение и использование функции пользователя

MathCad
Численные и символические методы
Интегрирование, дифференцирование,
решение алгебраических уравнений,
аппроксимация и т.д. в MathCAD может
проводится двумя методами: численно и
символически. При использовании
численного метода получается в результате
число. При этом полученный результат
является приближенным числом.
При использовании символического решения
в результате получатся символическая
формула.

20. Изменяющиеся переменные

MathCad
Приближенные числа
Приближенным числом a называется число, незначительно
отличающееся от точного A и заменяющее последнее в
вычислениях.
Под ошибкой или погрешностью Δa приближенного числа a
понимается:
Δa = A – a
Во многих случаях знак ошибки не известен, тогда пользуются
абсолютной погрешностью приближенного числа Δ
Δ = |Δa| = |A – a|
Относительной погрешностью δ приближенного числа a
называется отношение абсолютной погрешности Δ этого числа
к модулю этого числа A (A≠0)
δ = Δ / |A|

21. Табулирование функций

MathCad
Численное интегрирование
Рассмотрим работу численных методов на
примере интегрирования функции f(x),
непрерывной на отрезке .
Метод прямоугольников
Численное интегрирование основано на том,
что определенный интеграл численно равен
площади криволинейной трапеции.
Практически удобно разделить отрезок на
равные части. Тогда длинна всех отрезков
вычисляется как:
Δxk = (b-a) / n = const

22. Численные и символические методы

MathCad
Метод прямоугольников
Обозначим yk = f(xk) тогда
b
a
b a
f(x)dx
(y0 y1 ... yn 1)
n
y
x0
x1
x2
x3
xn1
xn
x

23. Приближенные числа

MathCad
Метод трапеций дает более точный результат по
сравнению с методом прямоугольников, при одном и
том же числе разбиений отрезка . Суть метода
заключается, так же, в разбиении отрезка на n
частей. Тогда длинна всех отрезков вычисляется как:
Δxk = (b-a) / n = const
Дугу графика функции на k отрезке заменяют хордой.
Получаем трапецию площадь которой равна:
Sk= Δxk * (yk+yk+1)/2
y
xk
xk+1
x

24. Численное интегрирование

MathCad
Точность интегрирования
На точность результата влияет:
1. Выбранный численный метод.
Существуют гораздо более точные методы
чем метод прямоугольников или метод
трапеций. Например, метод парабол
(Симпсона), метод Адамса, метод МонтеКарло и т.п.
2. Число разбиений. Чем выше число
разбиений, тем выше точность, но
возрастает время вычислений.

25. Метод прямоугольников

MathCad
Решение уравнений
В общем случае уравнение с одним неизвестным
можно свести к виду f(x)=0. Всякое число ξ
(действительное или мнимое) на отрезке
обращающее уравнение в тождество f(ξ)=0
называется корнем уравнения или его решением.
Решение задачи приближенного решения
уравнения состоит из двух этапов:
1. Отделение корней заключается в поиске
интервалов на отрезке , которые содержат
только один корень уравнения. Или отделение
корней заключается в поиске значения близкого к
решению. Первый этап можно выполнить по
графику функции.
2. Уточнение корней заключается в
непосредственном вычислении значений корней на
найденных интервалах с заданной точностью ε.

26.

MathCad
Метод половинного деления
Рассмотрим простейший численный метод уточнения корня
уравнения. В основе метода лежит деления отрезка , на
котором определен корень уравнения, пополам. Алгоритм
метода следующий:
1. Для нахождения корня уравнения f(x)=0 на отрезке делим
отрезок пополам точкой с. с = (a+b)/2
2. Рассматриваются отрезки и [с, b] и выбираем отрезок на
концах которого функция f(x) имеет противоположные знаки.
Если f(a) f(с)<0 выбираем отрезок в ином случае
выбираем отрезок [с, b].
3. Для выбранного отрезка повторяем шаг 1 и шаг 2 до тех пор
пока величина очередного отрезка не станет меньше заданной
точности ε.
y
a
c
b
x

27. Точность интегрирования

MathCad
Метод хорд
Сущность метода хорд заключается в замене f(x) на
отрезке хордой проходящей через точку A и точку B. Точка пересечения с осью
абсцисс x1 представляет собой приближение к корню
уравнений. Далее рассматриваются отрезки и
[с, x1] и аналогично приему в методе деления
пополам один из отрезков выбирают. На выбранном
отрезке опять строят хорду и получают x2 –
очередное приближение к корню уравнения. Условие
окончание расчетов: |xi+1-xi|< ε
y
A
x x 2 x1
a
b
3
B
x

28. Решение уравнений

MathCad
Решение уравнений в MathCAD
Для поиска нулей функции, а также корней уравнения
применяется встроенная функция root. Формат
функции:
root(выражение,имя_переменной)
Чтобы найти нуль функции (или корень уравнения):
1) задайте начальное предполагаемое значение
неизвестного;
2) задайте значение точности TOL:=….;
3) используйте функцию root для решения.
Например, организовать поиск корня уравнения
x3+x+1=0 можно следующим образом:
x:=0.5 TOL:= 0,0001 res:= root (x3+x+1,x)

29. Метод половинного деления

MathCad
Решение системы линейных алгебраических
уравнений (СЛАУ)
A-1– обратная матрица
Другой способ получения решения
X:=lsolve(A,B)
lsolve(A, B) - стандартная функция

30. Метод хорд

MathCad
Пример решения СЛАУ

31. Решение уравнений в MathCAD

MathCad
Индексированные переменные
В MathCAD можно использовать переменные с
индексом. Для набора индексов используется [. Если
индекс сложный его заключают в скобки (в старых
версиях MathCAD).
Набор
Результат
u [ (i , j)
u [ (i + 1)
u [ i + 1
ui,j
ui+1
ui+1
Переменные с индексом составляют вектора и
матрицы. То есть для доступа к элементам матрицы
можно использовать переменную с индексом.

32. Решение системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ)

MathCad
Вектора и матрицы
Вектор или матрицу задают с помощью нажатия
горячих клавиш ALT+M либо с панели инструментов
Matrix. Над матрицами возможны операции сложения,
вычитания, перемножения, возведения в квадрат,
обращения, транспонирования, определение
детерминанта.
С:= A-1 – получение обратной матрицы
С:= AT – получение транспонированной матрицы
N:= |A| - вычисление детерминанта

33. Пример решения СЛАУ

MathCad
Численные и символьные методы
Интегрирование, дифференцирование и т.д.
можно выполнять двумя методами: численным и
символьным. При записи исходных выражений
используется палитра символьных вычислений.
Набор завершается нажатием клавиш
В результате использования
численного метода
получается приближенное
число.
В результате использования
символьного метода в
результате получается
символьное (аналитическое)
выражение.

34. Индексированные переменные

MathCad
Пример решения уравнения

35. Вектора и матрицы

MathCad
Ввод текста
Текст
Текст в документах
MathCad создается в
текстовых областях,
которые могут иметь
произвольную ширину,
и располагаются в
любом месте
документа.
Для создания
текстовой области
следует выполнить
команду меню
Text /Create Region
(Создать текстовую
область).

36. Создание и редактирование вектора или матрицы - 1

MathCad
Пример построения графика

Практически любая инженерная или физическая задача предполагает под собой большое количество математических расчетов. Долгое время это было рутиной и занимало огромное количество времени, а если быть более точным, то примерно 80%. С изобретением компьютера, а позже и специальных задач, проведение подобных расчетов значительно упростилось. Сегодня одной из самых популярных и простых в использовании считается РТС MathCad.

История создания

Первая версия вышла в 1986 году и на то время была незаменимым помощником инженеров. Уже тогда, помимо простых и сложных алгебраических вычислений, была возможность построения 2d графики. Чуть позже программу научили строить и 3d графику. Впрочем, развитие очень сильно тормозили слабые вычислительные возможность ЭВМ.

Ален Раздов - человек, который придумал и написал первую версию программы, прекрасно понимал, что нужно большинству пользователей и к 5-ой версии реализовал, то что в будущем стало одним из главных преимущества редактора. Это была возможность подключать собственные функции к программе.

Нужную функцию можно было написать на языке С, откомпилировать и прикрепить к программе через DLL-механизм. Для того, чтобы было понятнее, что же в этом такого классного можно привести пример.

Каждый день на работе инженер сталкивается с большим количеством просчетов. Наверняка определенные куски вычислений повторяются из раза в раз. Да, программа уже дала возможность даже копировать уже написанные формулы и просто изменять входящие значения, но при этом расчеты все равно оставались визуально большими. Программа дала возможность скрыть всю эту алгебраическую часть через создание функции. В дальнейшем это все заменяется всего лишь одной строчкой. Удобство и комфорт.

Говоря об удобстве, нельзя не упомянуть замечательный дружеский интерфейс. Функции, которые чаще всего используются, выведены на отдельную панель, которую, к слову, можно изменять под себя. Второй момент это использования принципа "получаешь то, что видишь". То есть, работая в программе, вы визуально наблюдаете все так же, как если бы писали все на бумаге. Это же является преимуществом, когда нужно распечатать документ. По факту уже через 30 минут изучения, можно начать полноценно работать в редакторе. Во всемирной сети, вы также можете MathCad скачать торрент на большой скорости.

Подробно рассматривать ранние версии программы особого смысла нет, а поэтому сразу же перейдем к 2006 году, когда компанию Mathsoft, созданную Аланом Раздовым, купила корпорация PTC. Уже совместными усилиями они начали разрабатывать следующие версии.

Особенности MathCad 14

Главное, что следует отметить, это изменение ядра программы. Используемые ранее подмножества Maple заменили на алгебраическое ядро MuPad. Это повысило точность и качество расчетов, что несомненно является плюсом, но добавило проблем пользователям. Дело в том, что некоторые файлы, созданные в ранних версиях теперь могли попросту не открываться в MathCad 14 скачать торрент-ом, которую можно на сайте. А если и открывались, то не было уверенности, что все правильно работает. Поэтому люди, которые долгое время уже работали с редактором, очень неохотно переходили на новую версию.

Изменений в программе было много, например, введение полной поддержки всех шрифтов Unicode или орфографическая проверка на 15 языках мира, но все это мелочи. Что действительно важно для пользователя, так это введение тандема операторов «… := … = …». Теперь можно было присвоить переменной выражение и тут же получить решение. Казалось бы, это вообще не существенно, но это еще один шаг в сторону стандартной и обычной записи расчетов и уход от программной и машинной записи.

Также добавлены три новых алгоритма решения дифференциальных уравнений и несколько новых функций в символьный процессор.

Нельзя сказать, что скачать Маткад 14 хотели очень многие, но решающим для некоторых стала интеграция с пакетом Pro/ENGINEER. Это дало колоссальные возможности в комплексе инженерно-конструкторских работ. Теперь строить модель по расчетам или вести расчеты с учетом геометрии модели стало значительно проще и легче. Даже те, кто не особо любил одну или вторую программу перешли на эту связку, просто из-за экономии времени.

MathCad 15

MathCad 15 скачать торрент можно было уже в 2010 году. Были доработаны ряд функций и продолжилась интеграция с различными базами данных, таких как KnovelMath и Truenumbers. То есть корпорация PTC продолжала делать программу как можно более удобной и расширять возможности.

Самое главное, что можно отметить в отличии от предыдущей версии - это расширение функционала по расчетам для планирования экспериментов. И конечно, добавили поддержку новых на то время Windows 7 и Excel 2007. Скачать Маткад 15 можно прямо на нашем сайте.

MathCad Prime

Следующим значимым этапом в развитии программы после покупки MathSoft корпорацией PTC и замены алгебраического ядра стал выход MathCad Prime. Можно сказать, что это совершенно новая программа, просто написанная с учетом предыдущего опыта полученного от создания "цифровых версий". Новая версия действительно писалась полностью с нуля, имеет обновленный пакет функций в том числе и для планирования экспериментов. Без проблем работает на Windows 7 и поддерживает работу с MS Excel.

Также редактор стал более "живой". Простой новый интерфейс и текстовые примечания к расчетам очень быстро сделали ее любимой программой высших учебных заведений и небольших компаний. Сложно найти современного студента-инженера, который пренебрегает этой программой. В ней возможно легко и быстро сделать как прочностные расчеты, так и решать задачи в основе которых лежит дискретная математика. При этом, если возникают ошибки, а они возникают, то достаточно исправить несколько переменных и не приходиться все заново пересчитывать. Все за тебя меняет программа. Такой подход значительно облегчает и решение проектировочных задач, в которых присутствует несколько кругов итерации.

MathCad Prime 3.0

Версия представлена публике 16 октября 2013 года. Сами разработчики выделяют следующие особенности и возможности:

Глобальное определение переменных. Это значит, что вы можете задать значение переменной в любом месте рабочего листа, не заботясь о последовательности просчетов. Если же схема расчетов не стандартна и программа ее не определяет, то можно воспользоваться программными функциями "if" и "then".
Математика и текст едины. После проведения всех расчетов вам не потребуется оформлять их и доводить до презентабельного вида в какой-то другой программе. Встроен хороший текстовый редактор, которые позволяет добавлять различные заметки, пояснения и записи. На выходе вы получите документ, который не стыдно распечатать и отнести преподавателю на проверку.
Создание шаблонов. Когда вы часто пользуетесь программой и занимаетесь одним направлением, то достаточно удобно будет создавать шаблоны, которые уже включают в себя определенный набор формул, текст и т.д. Это освобождает от надобности каждый раз проделывать одну и ту же работу, переходя к другой задаче.
Форматирование. Как уже упоминалось выше, в программу встроен текстовый редактор с достаточным набором возможностей. Но с помощью него можно редактировать и форматировать формулы.
Интеграция функций. Несмотря на то, что встроено более 3-х тысяч функций, охватить абсолютно все дисциплины невозможно. Поэтому создана возможность программировать и добавлять собственные функции для дальнейшего удобного использования.
Интеграция с Excel. Чаще всего большой объем данных после разнообразных замеров или подобного сохраняют в таблицах Excel. Но многих не устраивает функционал построения графиков, которые дает это программное обеспечение. Редактор без труда распознает такие таблицы и дает возможность как их экспорта так и импорта.
Символьные расчеты и формулы. Не всегда есть возможность, а иногда и желание проводить все расчет численно. Есть возможность посчитать все посимвольно, ввести начальные данные и только в конце получить силовое значение.
Графические инструменты. Нужно построить сложный пространственный график? Вам нужно всего лишь Маткад 15 скачать торрент и сделать это с помощью него легко и быстро.

MathCad Prime 4.0

Можно ли доверять сложные инженерные расчеты электронным таблицам? Ни за что. Поэтому инженеры выбирают это приложение в качестве инструмента для расчетов. Весной 2017 года компания PTC выпустила самую ожидаемую пользователями версию программного обеспечения, которая упрощает работу с вашими расчетами и их защиту, позволяя безопасно предоставлять их другим участникам. Основные нововведения в программе коснулись прежде всего безопасности, производительности и удобства использования. Новая версия позволяет организовывать большие сложные документы и взаимодействовать с ними, предлагает функцию защиты и блокировки областей, чтобы вы могли управлять уровнем доступа, а также теперь можно внедрять содержимое, созданное в других приложениях, в документы. Так почему же стоит выбирать новинку:

Защищенная передача конструкторского замысла и проектных знаний.
Понятное построение расчетов с использованием стандартного математического представления.
Создание документов профессионального уровня с использованием активных математических формул, графиков, текста и изображений.
Адаптация стандартных расчетов.
Повышение производительности за счет полной поддержки единиц вычисления на всем протяжении расчетов.
Ускорение обучения и внедрения за счет мгновенного доступа к электронным обучающим материалам.

С покупкой Mathsoft корпорацией PTC изменился и маркетинг. Не всем нужна полная версия программы. Поэтому было принято разделить на разные пакеты. Далее идет разделение на индивидуальную версию, многопользовательскую и специальную учебную, которая идет по очень заниженной цене, не требует определенных подтверждений и запросов от учебных заведений.

Также разработан специальный веб-интерфейс для которого не нужно покупать или устанавливать саму программу. Впрочем, это не будет лишним, так как с купленной лицензией веб-интерфейс дает более высокий уровень доступа.

Если вы хотите Маткад скачать бесплатно русскую версию, то это можно сделать на сайте в один клик.

MathCad Prime 5.0

Выполнение сложных инженерных расчётов и их визуальное представление – разные задачи, требующие разного специфического программного обеспечения. Однако разработчикам PTC удалось объединить 2 важные функции в одной оболочке: теперь можно просчитывать и создавать 2D-графики одновременно. Все что нужно, чтобы получить новую версию программы - это Маткад скачать торрент-ом на сайте.

Полный список возможностей:

Повышенное удобство. Прямо в процессе расчётов уравнения не обрываются на границе, а переносятся на следующую строку с соблюдением всех правил. Точки переноса можно установить самостоятельно или довериться системе.
Мгновенная визуализация инженерных расчётов. Комплексное ПО для построения графиков подхватывает инженерные данные на лету, поэтому для построения 2D-модели не придётся ждать.
Современное создание 2D-графиков. Гибкая настройка 2-мерных диаграмм и графиков обеспечивает комфортную работу с визуальной составляющей. Каждый график настраивается под определённые нужды.
Конфиденциальность данных. Инженерные расчёты – ценный ресурс, доступ к которому должен быть ограничен. Софт устанавливает уровни доступа, отображая определённым пользователям разрешённую информацию.
Совместимость с другими приложениями. Старые проекты или проекты, созданные в другом программном обеспечении, переносятся в несколько кликов. Больше не придётся постоянно переключаться между приложениями и координировать других пользователей. Кроме того, все области копируются в MSWord, позволяя создавать отчёты.

Компьютер с самого начала задумывался и создавался как идеальный помощник, способный выполнить сложные расчетные процедуры. По мере совершенствования технической базы и программного компонента, вычислительный блок начал позволять совершать все более объемные и сложные расчеты, в которых были заинтересованы и специалисты математического профиля, и профессионалы разных технических специальностей.

Наиболее известной и практически повсеместно используемой системой автоматического проектирования является программа – MathCAD (Маткад).

Заметим, что бесплатно скачать Маткад на русском языке можно по ссылке внизу статьи (официальный сайт).

Русская версия Маткад ничем не отличается от английской, программа является предельно удобным и весьма продвинутым инструментом математического моделирования для любого пользователя, которому требуется произвести практически любые математические / инженерные расчеты.

При этом, функционал позволяет успешно проводить работу не просто над единичными заданиями, но и отрабатывать очень объемные комплексные задачи. И даже такая высокая эффективность программы не является пределом её возможностей: в арсенале приложения имеются обширные возможности по интеграции с рядом смежных программных продуктов, что позволяет увеличить ее результативность еще, как минимум, на порядок. А учитывая то, что маткад прекрасно совмещается и с офисным пакетом программ, можно проводить эффективный обмен данными и успешно решать любые вопросы в сфере сертификации, верификации и разработки с возможностями дальнейшей публикации результатов.

Отметим, что кроме десктопной версии, существует и так называемый маткад онлайн, – это PTC Mathcad Gateway, являющийся web-ориентированным приложением для выполнения инженерных расчётов любого уровня сложности. Позволяет решать и разные примеры по математике (может быть интересна студентам и школьникам).

Некоторые основные возможности ПО Маткад:

возможность решения систем уравнений и проведения различных вычислений в символьном виде и их дальнейшее упрощение;
нахождение для дифуравнений решения с использованием разнообразных численных методов;
возможность построить не только двухмерные, но и трехмерные графики для любых функций;
выполнение различных операций не только с численными величинами, но и с векторами или матрицами;
возможность использования греческих букв не только в самих уравнениях, но и в текстовой части (так называемая "математика в тексте");
позволяет создавать собственные алгоритмы на базе собственного языка программирования;
поддержка шаблонов;
взаимодействие с офисными пакетами от Microsoft;
умеет производить вычисления различных задач теории вероятности и мат. статистики;
работает с подпрограммами и выполняет их на основе инструкций высокоуровневых алгоритмов;
функциональный модуль документирования всех производимых инженерных расчётов.

Насколько непонятной для многих людей кажется математическая наука, настолько же запутанным и необычным представляется на первый взгляд пользователю программный интерфейс МатКада.

Однако, исчезает подобное впечатление буквально за пару часов работы, потому что становится ясно: весь имеющийся инструментарий создан и расположен таким образом, что позволяет взаимодействовать с системой практически на интуитивном уровне.

Ключевыми в интерфейсе стали несколько инструментальных панелей, которые позволяют вести работу с табличными формами и формулами. Учтено и богатство алгебраической базы расчетов: программа поддерживает все значимые логические функции и операторы, число которых доходит в последних версиях до нескольких сотен. Это предоставляет возможность пользователю успешно находить решения задач не только в числовом виде, но и в символьной форме.

Но если задачи, которые решает пользователь, имеют какую-то особенную математическую специфику, немалые возможности приложения можно дополнительно расширить под конкретную задачу: на официальном сайте разработчиков можно бесплатно скачать целый список дополнительных модулей, которые, скорей всего, позволят решить поставленную задачу с наименьшими временными затратами. Напомним, что и сам маткад можно скачать бесплатно (русскую версию) для Windows компьютера под 32 или 64 bit. Имеется как платная, так и бесплатная версия маткад.

Однако и в мире науки, и с сфере производства недостаточно просто провести расчеты – нужно их грамотно оформить и в удобном для человека виде вывести на бумагу (распечатать) . Как раз для этих целей МатКад предоставляет широкий набор средств для поэтапного документирования всех производимых расчётов, располагает необходимым функционалом для вывода на экран и распечатки полученных результатов.

Благодаря этим работающим механизмам у пользователя практически нет возможности для случайной ошибки, а все полученные данные можно надежно сохранить в том виде, который является наиболее приемлемым для дальнейшего их применения.

Естественной областью использования программы маткад становится сфера разработки самых разных проектов – система уже на первых этапах позволяет ускорить разработку в несколько раз, а качество производимых расчётов оказывается ощутимо выше (по сравнению с аналогичными системами или в случае вычислений вручную).

Следует помнить, что маткад, разумеется, ориентирован на максимально широкую аудиторию пользователей и для работы с приложением навыки программирования не требуются. Однако, данная система математического моделирования на полную катушку используется в проектах, граничащих со сложными расчётами, а это означает, что время от времени может потребоваться применение знаний в области традиционных языков программирования.

История создания

Ален Раздов - человек, который придумал и написал первую версию программы, прекрасно понимал, что нужно большинству пользователей и к 5-ой версии реализовал, то что в будущем стало одним из главных преимущества MathCad. Это была возможность подключать собственные функции к программе.

Каждый день на работе инженер сталкивается с большим количеством просчетов. Наверняка определенные куски вычислений повторяются из раза в раз. Да, MathCad уже дал возможность даже копировать уже написанные формулы и просто изменять входящие значения, но при этом расчеты все равно оставались визуально большими. Программа дала возможность скрыть всю эту алгебраическую часть через создание функции. В дальнейшем это все заменяется всего лишь одной строчкой. Удобство и комфорт.

Говоря об удобстве, нельзя не упомянуть замечательный дружеский интерфейс. Функции, которые чаще всего используются, выведены на отдельную панель, которую, к слову, можно изменять под себя. Второй момент это использования принципа "получаешь то, что видишь". То есть, работая в программе, вы визуально наблюдаете все так же, как если бы писали все на бумаге. Это же является преимуществом, когда нужно распечатать документ. По факту, можно скачать MathCad и уже через 30 минут изучения, начать полноценно в нем работать. Во всемирной сети, вы также можете mathcad скачать торрент на большой скорости.

Особенности MathCad 14

Главное, что следует отметить, это изменение ядра программы. Используемые ранее подмножества Maple заменили на алгебраическое ядро MuPad. Это повысило точность и качество расчетов, что несомненно является плюсом, но добавило проблем пользователям. Дело в том, что некоторые файлы, созданные в ранних версиях теперь могли попросту не открываться в 14-ой. А если и открывались, то не было уверенности, что все правильно работает. Поэтому люди, которые долгое время уже работали с MathCad, очень неохотно переходили на новую версию.

Нельзя сказать, что MathCad 14 скачать хотели очень многие, но решающим для некоторых стала интеграция с пакетом Pro/ENGINEER. Это дало колоссальные возможности в комплексе инженерно-конструкторских работ. Теперь строить модель по расчетам или вести расчеты с учетом геометрии модели стало значительно проще и легче. Даже те, кто не особо любил одну или вторую программу перешли на эту связку, просто из-за экономии времени.

MathCad 15

MathCad 15 скачать можно было уже в 2010 году. Были доработаны ряд функций и продолжилась интеграция с различными базами данных, таких как KnovelMath и Truenumbers. То есть корпорация PTC продолжала делать программу как можно более удобной и расширять возможности.

Самое главное, что можно отметить в отличии MathCad 15 от предыдущей версии - это расширение функционала по расчетам для планирования экспериментов. И конечно, добавили поддержку новых на то время Windows 7 и Excel 2007.

MathCad Prime

Следующим значимым этапом в развитии программы после покупки MathSoft корпорацией PTC и замены алгебраического ядра стал выход MathCad Prime. Можно сказать, что это совершенно новая программа, просто написанная с учетом предыдущего опыта полученного от создания "цифровых версий". MathCad Prime действительно писался полностью с нуля, имеет обновленный пакет функций в том числе и для планирования экспериментов. Без проблем работает на Windows 7 и поддерживает работу с MS Excel.

Также MathCad стал более "живой". Простой новый интерфейс и текстовые примечания к расчетам очень быстро сделали ее любимой программой высших учебных заведений и небольших компаний. Сложно найти современного студента-инженера, который пренебрегает этой программой. В ней возможно легко и быстро сделать как прочностные расчеты, так и решать задачи в основе которых лежит дискретная математика. При этом, если возникают ошибки, а они возникают, то достаточно исправить несколько переменных и не приходиться все заново пересчитывать. Все за тебя меняет программа. Такой подход значительно облегчает и решение проектировочных задач, в которых присутствует несколько кругов итерации.

MathCad Prime 3.0

Сегодня самой свежей версией является MathCad Prime 3.0, которая представлена публике 16 октября 2013 года. Сами разработчики выделяют следующие особенности и возможности:

Глобальное определение переменных. Это значит, что вы можете задать значение переменной в любом месте рабочего листа, не заботясь о последовательности просчетов. Если же схема расчетов не стандартна и программа ее не определяет, то можно воспользоваться программными функциями "if" и "then".
Математика и текст едины. После проведения всех расчетов вам не потребуется оформлять их и доводить до презентабельного вида в какой-то другой программе. В MathCad встроен хороший текстовый редактор, которые позволяет добавлять различные заметки, пояснения и записи. На выходе вы получите документ, который не стыдно распечатать и отнести преподавателю на проверку.
Создание шаблонов. Когда вы часто пользуетесь программой и занимаетесь одним направлением, то достаточно удобно будет создавать шаблоны, которые уже включают в себя определенный набор формул, текст и т.д. Это освобождает от надобности каждый раз проделывать одну и ту же работу, переходя к другой задаче.
Форматирование. Как уже упоминалось выше, в MathCad встроен текстовый редактор с достаточным набором возможностей. Но с помощью него можно редактировать и форматировать формулы.
Интеграция функций. Несмотря на то, что в MathCad встроено более 3-х тысяч функций, охватить абсолютно все дисциплины невозможно. Поэтому создана возможность программировать и добавлять собственные функции для дальнейшего удобного использования.
Интеграция с Excel. Чаще всего большой объем данных после разнообразных замеров или подобного сохраняют в таблицах Excel. Но многих не устраивает функционал построения графиков, которые дает это программное обеспечение. MathCad без труда распознает такие таблицы и дает возможность как их экспорта так и импорта.
Символьные расчеты и формулы. Не всегда есть возможность, а иногда и желание проводить все расчет численно. MathCad дает возможность посчитать все посимвольно, ввести начальные данные и только в конце получить силовое значение.
Графические инструменты. Нужно построить сложный пространственный график? Вам нужно всего лишь скачать Маткад и сделать это с помощью него легко и быстро.

Можно ли доверять сложные инженерные расчеты электронным таблицам? Ни за что. Поэтому инженеры выбирают приложение PTC Mathcad в качестве инструмента для расчетов. Весной 2017 года компания PTC выпустила самую ожидаемую пользователями версию программного обеспечения Mathcad Prime 4.0, которая упрощает работу с вашими расчетами и их защиту, позволяя безопасно предоставлять их другим участникам. Основные нововведения в программе коснулись прежде всего безопасности, производительности и удобства использования. Новая версия позволяет организовывать большие сложные документы и взаимодействовать с ними, предлагает функцию защиты и блокировки областей, чтобы вы могли управлять уровнем доступа, а также теперь можно внедрять содержимое, созданное в других приложениях, в документы PTC Mathcad. Хотите попробовать - нажмите скачать MathCad Prime 4 беспалано. Так почему же стоит выбирать новый Маткад Прайм:

Защищенная передача конструкторского замысла и проектных знаний.
Понятное построение расчетов с использованием стандартного математического представления.
Создание документов профессионального уровня с использованием активных математических формул, графиков, текста и изображений.
Адаптация стандартных расчетов.
Повышение производительности за счет полной поддержки единиц вычисления на всем протяжении расчетов.
Ускорение обучения и внедрения за счет мгновенного доступа к электронным обучающим материалам.

С покупкой Mathsoft корпорацией PTC изменился и маркетинг. Не всем нужна полная версия программы. Поэтому было принято разделить MathCad на разные пакеты. Есть возможность самую облегченную и урезанную версию Маткад скачать бесплатно. Далее идет разделение на индивидуальную версию, многопользовательскую и специальную учебную, которая идет по очень заниженной цене, не требует определенных подтверждений и запросов от учебных заведений.

Если вы хотите скачать Маткад русская версия, который у нас также имеется, то это можно сделать здесь.

Нужна версия меньше размером и которую можно запустить с любого носителя?

Портативная версия MathCad - не требует установки, Вы можете использовать ее на любом устройстве, запустить проект сразу с flash-накопителя и другого носителя информации. Русскоязычный интерфейс позволить Вам быстро освоить программу.

Mathcad - программное средство, среда для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов, снабженная простым в освоении и в работе графическим интерфейсом, которая предоставляет пользователю инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами. В среде Mathcad доступны более сотни операторов и логических функций, предназначенных для численного и символьного решения математических задач различной сложности.

Для автоматизации математических, инженерно-технических и научных расчётов используются разнообразные вычислительные средства – от программируемых микрокалькуляторов до сверхмощных суперЭВМ. И, тем не менее, такие расчёты для многих остаются сложным делом. Более того, применение компьютеров для расчётов внесло новые трудности: прежде чем начать расчёты, пользователь должен освоить азы алгоритмизации, изучить один или несколько языков программирования, а также численные методы расчётов. Положение cущественно изменилось после выпуска специализированных программных комплексов для автоматизации математических и инженерно-технических расчётов.

К таким комплексам относятся пакеты программ Mathcad, MatLab, Mathematica, Maple, MuPAD, Derive и др. Mathcad занимает в этом ряду особое положение.

Mathcad является интегрированной системой решения математических, инженерно-технических и научных задач. Он содержит текстовый и формульный редактор, вычислитель, средства научной и деловой графики, а также огромную базу справочной информации, как математической, так и инженерной, оформленной в виде встроенного в Mathcad справочника, комплекта электронных книг и обычных «бумажных» книг, в том числе и на русском языке

Текстовый редактор служит для ввода и редактирования текстов. Тексты являются комментариями, и входящие в них математические выражения не выполняются. Текст может состоять из слов, математических символов, выражений и формул.

Формульный процессор обеспечивает естественный «многоэтажный» набор формул в привычной математической нотации (деление, умножение, квадратный корень, интеграл, сумма и т.д.). Последняя версия Mathcad полностью поддерживает буквы кириллицы в комментариях, формулах и на графиках.

Вычислитель обеспечивает вычисление по сложным математическим формулам, имеет большой набор встроенных математических функций, позволяет вычислять ряды, суммы, произведения, интегралы, производные, работать с комплексными числами, решать линейные и нелинейные уравнения, а также дифференциальные уравнения и системы, проводить минимизацию и максимизацию функций, выполнять векторные и матричные операции, статистический анализ и т.д. Можно легко менять разрядность и базу чисел (двоичная, восьмеричная, десятеричная и шестнадцатеричная), а также погрешность итерационных методов. Автоматически ведётся контроль размерностей и пересчёт в разных системах измерения (СИ, СГС, англо-американская, а также пользовательская).

В Mathcad встроены средства символьной математики, позволяющие решать задачи через компьютерные аналитические преобразования.

Графический процессор служит для создания графиков и диаграмм. Он сочетает простоту общения с пользователем с большими возможностями средств деловой и научной графики. Графика ориентирована на решение типичных математических задач. Возможно быстрое изменение вида и размера графиков, наложение на них текстовых надписей и перемещение их в любое место документа.

Mathcad является универсальной системой, т.е. может использоваться в любой области науки и техники – везде, где применяются математические методы. Запись команд в системе Mathcad на языке, очень близком к стандартному языку математических расчётов, упрощает постановку и решение задач.

Mathcad интегрирован со всеми другими компьютерными системами счёта.

Mathcad позволяет легко решать такие задачи как:

· ввод на компьютере разнообразных математических выражений (для дальнейших расчётов или создания документов, презентаций, Web-страниц или электронных и обычных «бумажных» книг);

· проведение математических расчётов (как аналитических, так и при помощи численных методов);

· подготовка графиков (как двумерных, так и трёхмерных) с результатами расчётов;

· ввод исходных данных и вывод результатов в текстовые файлы или файлы с базами данных в других форматах;

· подготовка отчетов работы в виде печатных документов;

· подготовка Web-страниц и публикация результатов в Интернете;

· получение различной справочной информации

и многие другие задачи.

Начиная с 14-й версии, Mathcad интегрирован с Pro/ENGINEER (а также и с SolidWorks). В основе интеграции Mathcad и Pro/ENGINEER лежит двухсторонняя связь между этими приложениями. Их пользователи могут легко связать любой файл Mathcad с деталью и сборкой Pro/ENGINEER при помощи такой функции системы Pro/ENGINEER, как фичер анализа

Mathcad создает удобную вычислительную среду для самых разнообразных математических расчётов и документирования результатов работы в рамках утверждённых стандартов. Mathcad позволяет создавать корпоративные и отраслевые средства сертифицированных расчётов в различных отраслях науки и техники, обеспечивающие единую методологию для всех организаций, входящих в корпорацию или отрасль

Mathcad 14

Последняя версия Mathcad поддерживает 9 языков, позволяет вести более мощные и ясные вычисления.

NEEDHAM (Массачусетс). 12 февраля 2007 г. PTC (на бирже Nasdaq: PMTC), компания по разработке систем CAD/CAM/CAE/PLM, объявила о выпуске Mathcad 14.0, самой последней версии популярной системы автоматизации инженерно-технических расчётов. Начиная с момента приобретения фирмы Mathsoft в апреле 2006 года, компания PTC сосредоточила свои усилия над тем, чтобы дальше раздвинуть географические границы применения технологии Mathcad и значительно увеличить армию её пользователей. Mathcad 14.0 значительно расширяет возможности пользователей в решении постоянно растущих вычислительных задач, улучшает связанность расчётных документов на протяжении всего процесса разработки изделия.

В современных условиях глобального разделения процесса разработки изделия научно-технические вычисления приобретают крайне важное значение. Выпуская Mathcad 14.0, PTC обеспечивает полную поддержку кодировки Unicode и в скором будущем предложит данный продукт на девяти языках. Новыми среди них будут такие языки, как итальянский, испанский, корейский и оба китайских – традиционный и упрощённый. Расширенная языковая поддержка в Mathcad 14.0 позволит географически разбросанным командам выполнять и документировать расчёты на своём местном языке и в результате повысить производительность труда, благодаря увеличению его скорости и точности, а также сокращению ошибок, происходящих при переводе с одного языка на другой.

Mathcad 14.0 также позволяет выполнять более сложные расчёты, сохраняя их ясность с помощью новых функций рабочего листа WorkSheet (документа, открытого в среде Mathcad), дополнительных средств оперативной числовой оценки и расширенного набора символов. Это поможет пользователям при выводе формул, отображении вычислительного процесса и документального обоснования расчётов. В конечном итоге, специальные дополнительные возможности разрешат пользователям работать с более широким диапазоном инженерно-технических задач.

В основе интеграции Mathcad и Pro/ENGINEER лежит двухсторонняя связь между этими приложениями. Их пользователи могут легко связать любой файл Mathcad с деталью и сборкой Pro/ENGINEER при помощи такой функции системы Pro/ENGINEER, как фичер анализа. Базовые величины, расчитанные в системе Mathcad, могут быть переведены в параметры и размеры CAD-модели для управления геометрическим объектом. Параметры из модели Pro/ENGINEER также можно ввести в Mathcad для последующих инженерно-конструкторских расчётов. При изменении параметров взаимная интеграция двух систем позволяет динамически обновлять вычисления и чертёж объекта. Более того, теперь корректность управляемых системой Mathcad моделей Pro/ENGINEER может быть обоснована с помощью таких расчётных модулей Pro/ENGINEER, как Pro/ENGINEER Mechanica®, Structural And Thermal Simulation, Fatique Advisor Option и Mechanism Dynamics Option.

Что нового в Mathcad 14.0?

· Новый тандем операторов интерфейса («Два в одном»)

· Формат чисел на графиках

· Изменения в командах Find/Replace

· Команда Compare

· Новое в решении ОДУ

· Новые средства символьной математики

· Поддержка кодовой таблицы Unicode

Интерфейс пользователя

Под интерфейсом пользователя подразумевается совокупность средств графической оболочки Math CAD, обеспечивающих лёгкое управление системой, как с клавишного пульта, так и с помощью мыши. Под управлением понимается и просто набор необходимых символов, формул, текстовых комментариев и т. д., и возможность полной подготовки в среде MathCAD документов (Work Sheets) и электронных книг с последующим их запуском в реальном времени. Пользовательский интерфейс системы создан так, что пользователь, имеющий элементарные навыки работы с Windows-приложениями, может сразу начать работу с MathCAD.

Окно редактирования.

Главное меню системы.

Вторая строка окна системы - главное меню. Назначение его команд приведено ниже:

File (Файл) – работа с файлами, сетью интернет и электронной почтой;

Ниспадающее меню содержит команды, стандартные для Windows-приложений.

Edit (Правка) – редактирование документов;

Ниспадающее меню также содержит команды, стандартные для Windows-приложений.Большинство из них доступны только в случае, если в документе выделены одна или несколько областей (текст, формула, график и т.д.)

View (Обзор) – изменение средств обзора;

Toolbars (Панели) - позволяет отображать или скрывать панели инструментов Standart (Стандартная), Formatting (Форматирования), Math(Математика).