Глава 3. Решение уравнений и систем в Mathcad
из книги «Mathcad 14 для студентов и инженеров: русская версия»

3.1. Встроенные решатели Mathcad

Рис. 3.1. Три инструмента решения уравнений и их систем в среде Mathcad: png

3.2. Поиск нулей и функций и решение уравнений

Рис. 3.2. Метод секущих: png | mcs

Рис. 3.3. Трассировка двухаргументной функции root: png

Рис. 3.4. Испытание двухаргументной функции root: png

Рис. 3.5. Разброс нулей двухаргументной функции root: png

Рис. 3.6. Метод Ньютона: png | mcs

Рис. 3.7. Метод половинного деления: png | mcs

Рис. 3.8. Трассировка четырехаргументной функции root: png

Рис. 3.9. Испытание четырехаргументной функции root: png

Рис. 3.10. "Отпечаток" нулей четырехаргументной функции root: png

Рис. 3.11. Решение обратной задачи с использованием функции root: png

Рис. 3.12. Поиск нулей полинома: png

Рис. 3.13. Поиск комплексных нулей: png

Рис. 3.14. Извлечение коэффициентов полинома: png

Рис. 3.15. Уточнение нулей с помощью графики: png

Рис. 3.16. Поиск всех нулей функции средствами символьной математики: png

3.3. Решение систем алгебраических уравнений

3.3.1. Решение систем линейных алгебраических уравнений

Рис. 3.17. Решение системы линейных алгебраических уравнений с помощью функций lsolve, Find и rref: png

Рис. 3.18. Одна из ошибок при решении системы линейных алгебраических уравнений — неправильное вычисление обратной матрицы: png

Рис. 3.19.  Графическая иллюстрация множества корней системы трех линейных алгебраических уравнений: png

Рис. 3.20. Решение системы линейных алгебраических уравнений с помощью оператора solve: png

Рис. 3.21. Инструменты настройки Mathcad-функции Find: png

Рис. 3.22. Решение недоопределенных и переопределенных уравнений: png

3.3.2. Решение систем нелинейных алгебраических уравнений

Рис. 3.23. Полное решение системы двух нелинейных уравнений с помощью функций Find при ее аналитическом вызове (Mathcad 11/12/13): png

Рис. 3.24. Решение системы двух нелинейных уравнений с помощью функций Find при ее численном вызове: png

Рис. 3.25. Решение системы двух нелинейных уравнений с помощью функций Find при ее аналитическом вызове (Mathcad 14): png

Рис. 3.26. Анализ стабильности решения системы двух нелинейных уравнений при фиксированном значении приближения по одной неизвестной: png

Рис. 3.27. "Картинка" численного поиска корней системы двух нелинейных алгебраических уравнений по алгоритму Левенберга — Маркворта: png

Рис. 3.28. Винсент Ван Гог "Пейзаж в Овере после дождя": png

Рис. 3.29. "Пейзаж" численного поиска корней системы двух нелинейных алгебраических уравнений с наложенным графиком уравнений: png

Рис. 3.30. "Пейзаж" численного поиска корней системы двух нелинейных алгебраических уравнений по алгоритму сопряженных градиентов: png

Рис. 3.31. "Пейзаж" численного поиска корней системы двух нелинейных алгебраических уравнений по квазиметоду Ньютона: png

Рис. 3.32. "Пейзаж" численного поиска корней системы двух нелинейных алгебраических уравнений по алгоритму Левенберга — Марквардта с повышенной точностью: png

3.4. Помощь пользователя при решении уравнений и систем

Рис. 3.33. Попытка решения системы уравнений через блок Given-Find: png

Рис. 3.34. Решения системы уравнений через блок Given/Find и логарифмизацию уравнений: png

Рис. 3.35. Решения системы уравнений через аналитический вызов функции Find: png

Рис. 3.36. Решения системы уравнений через программирование: png

Рис. 3.37. Создание функции пользователя через решение системы уравнений: png

3.5. "Живые" примеры

3.5.1. Синее и черное, или задача Удодова

Рис. 3.38. Задача о купце и сукне: решение I Удодова-отца: png

Рис. 3.39. Задача о купце и сукне: решение II Удодова-отца: png

Рис. 3.40. Задача о купце и сукне: решение Пети: png

Рис. 3.41. Задача о купце и сукне: решение Зиберова: png

3.5.2. Размеры Наутилуса

Рис. 3.42. Три попытки решения задачи о размерах "Наутилуса": png

Рис. 3.43. Графический анализ задачи о размерах "Наутилуса": png

3.5.3. Считаем деньги

Рис. 3.44. Задача I Мольера: png

Рис. 3.45. Задача II Мольера: png

3.5.4. Курс рубля в конце XIX века

Рис. 3.46. Решение задачи Ф. М. Достоевского о курсе валют: png