No Image

Эта матрица должна быть квадратной маткад

0 просмотров
22 января 2020

Это приложение является алфавитным списком диагностических сообщений об ошибках в математических выражениях. Они появляются при попытке ввода, обработки или вычисления выражения, в котором Mathcad обнаруживает ошибку. Для описания диагностических сообщений по работе символьного процессора см. главу "Символьные вычисления".

Если Mathcad находит ошибку при попытке вычисления функции, определенной пользователем, он помечает сообщением об ошибке имя функции, а не ее определение. В этом случае проверьте определение функции, чтобы понять, что вызвало ошибку.

Вложенные блоки — ключевое слово Given использовано дважды в строке без последующих Find или Minerr. Mathcad не разрешает вложенные блоки решения уравнений, хотя можно определить функции через блоки решения уравнений и затем использовать их в других блоках решения уравнений. См. главу "Решение уравнений";

Диапазон недопустим — попытка использования дискретного аргумента внутри блока решения уравнений. Чтобы решать систему уравнений для многих значений параметров, см. раздел "Как лучше искать корни" на стр.353;

Дисбаланс скобок (unmatched parenthesis) — вы ввели или пытались вычислить выражение, содержащее левую скобку без соответствующей ей правой. Исправьте выражение, удалив левую скобку или поставив в нужном месте правую;

Длинное выражение в символах — результат символьного преобразования настолько длинен, что не может быть помещен в рабочий документ;

Длинный входной список (list too long) — введено слишком много элементов в списке, разделенном запятыми. Это может произойти при попытке вывести на график больше выражений, чем допускается Mathcad, или при попытке создать таблицу с более чем пятьюдесятью элементами;

Должен быть диапазон (must be range) — что-либо, не являющееся дискретным аргументом, использовано в месте, где он требуется, например, в качестве индекса для суммирования. Индекс для суммирования располагается под знаком суммы и должен быть предварительно определен как дискретный аргумент;

Должна быть квадратной — это сообщение об ошибке отмечает неквадратную матрицу в операции, в которой требуется квадратная, например, при вычислении детерминанта, обращении или возведении матрицы в степень;

Должно быть безразмерным (must be dimensionless) — указанное выражение имеет размерность, хотя ситуация требует, чтобы оно было безразмерным. Единицы измерения нельзя использовать для аргументов некоторых функций (например, cos и In) или в показателе степени. Например, выражение co5 (lL) является недопустимым;

Должно быть вектором (must be vector) — это сообщение отмечает скаляр или матрицу в операции, требующей векторный аргумент;

Должно быть вещественным (must be real) — мнимое или комплекснозначное выражение использовано там, где Mathcad требует вещественнозначное выражение. Например, Mathcad требует вещественнозначные аргументы для некоторых встроенных функций и вещественнозначные индексы;

Должно быть возрастающим (must be increasing) — вектор, элементы которого не расположены в порядке строгого возрастания, использован в качестве аргумента одной из функций Ispline, pspline, cspline, interp, linterp и hist. Первый аргумент этих функций должен быть вектором со строго возрастающими элементами. (При этом следует помнить о том, что, если ORIGIN есть О, Mathcad включает в число элементов вектора элемент с нулевым индексом, и если он не определен явно, его значение полагается равным нулю);

Должно быть массивом (must be array) — попытка выполнить операцию, которую можно выполнять только на массиве, со скаляром. Например, можно увидеть это сообщение об ошибке при попытке транспонировать число, поскольку в таком контексте операция транспонирования не имеет смысла;

Должно быть многомерным массивом — следует использовать матрицу, имеющую более чем одну строку либо более чем один столбец;

Должно быть ненулевым (must be nonzero) — попытка вычислить встроенную функцию от нуля, хотя для нуля она не определена;

Должно быть положительным (must be positive) — это сообщение отмечает чертеж, в котором одна из границ по оси, использующей логарифмический масштаб, равна нулю или отрицательна. Mathcad может выводить на график вдоль логарифмической оси только положительные значения;

Должно быть скаляром (must be scalar) — векторное или матричное выражение использовано там, где требуется скаляр, например в качестве аргумента функции identity;

Должно быть трехмерным вектором (must be 3-vector) — попытка найти векторное произведение от операндов, не являющихся трехмерными векторами. Векторное произведение определено только для векторов с тремя элементами;

Должно быть целым (must be integer) — использовано нецелое выражение там, где требуется целое, например как аргумент функции >

Допустим только один массив (only one array allowed) — попытка ввести более чем один массив в поле ввода для карты линий уровня. Mathcad в этом случае допускает не более чем один массив, поскольку карта линий уровня может представлять не более чем одну функцию одновременно;

Дублирование (duplicate) — попытка определить одну переменную дважды в одном определении. Это сообщение появляется, когда вы создаете вектор по левую сторону определения и используете одно имя в этом векторе дважды;

Индекс вне границ (index out of bounds) — это сообщение помечает индекс, ссылающийся на несуществующее значение массива. Такое сообщение можно видеть при использовании отрицательного верхнего или нижнего индекса (или индекса, меньшего, чем ORIGIN, если ORIGIN > 0) либо при использовании верхнего или нижнего индекса для ссылки на элемент массива с номером, большим, чем возможно согласно определению в документе;

Мало нижних индексов (too few subscripts) — для матрицы использован один нижний индекс. Указание на элементы матрицы возможно при помощи двух нижних индексов, разделяемых запятой;

Не может быть определено (cannot be denned) — слева от символа определения (: =) помещено неопределяемое выражение. Mathcad допускает следующие виды выражений слева от символа определения:

Читайте также:  Электрическая схема маргарита 2000

Простое имя переменной: х

Имя переменной с нижним индексом: х;

Имя переменной с верхним индексом: x

Матрица имен переменных, порожденная нажатием [Ctri] M. Матрица может содержать лишь простые имена переменных или имена переменных с нижними индексами

Имя функции с аргументами: j (x, у)

Использование других видов выражений некорректно. Если нужно вычислить результат вместо определения переменной, следует поставить знак равенства (=) вместо нажатия двоеточия;

Не содержит верхних индексов (cannot take subscript) — верхний индекс использован не для матрицы, а для чего-то другого;

Не содержит нижних индексов (cannot take subscript) — нижний индекс использован не для вектора или матрицы, а для чего-то другого;

Не является именем (not a name) — число или другая комбинация символов использованы там, где Mathcad требует имя, например как второй аргумент функции root. Примеры того, что не является именем: / (X)) (функция), 3 (число), х + 2 (выражение);

Неверная операция с массивом (illegal array operation) — ‘попытка применить к вектору или матрице функцию или оператор, которые требуют скалярные аргументы. Например, это сообщение можно видеть при попытке применения функции синус к квадратному корню из матрицы Если же нужно применить оператор или функцию к каждому элементу матрицы, используйте оператор векторизации, как описано в главе "Векторы и матрицы";

Неверное имя функции (illegal function name) — использовано выражение, которое Mathcad интерпретирует как функцию, но имя функции неверно. Это сообщение появится, например, в случае использования числа как имени функции: 6 (х). Чаще всего оно возникает, если пропущен оператор типа *, что заставляет Mathcad интерпретировать скобки в выражении как признак функции, а не как группирование операций;

Неверное употребление ORIGIN (illegal ORIGIN) — ORIGIN определен через нецелое значение или значение с величиной, большей 16 000 000. Это сообщение отмечает первое использование индекса после неверного употребления ORIGIN;

Неверный контекст (illegal context) — оператор или функция использованы в контексте, запрещаемом Mathcad. Например, это сообщение можно видеть в следующих случаях:

точка с запятой использована где-либо вне корректного определения диапазона. (Точка с запятой в этом случае выводится на экран как многоточие) Можно использовать точку с запятой только в определении диапазона для дискретного аргумента функции WRITE или APPEND использованы где-либо вне левой стороны определения. Эти функции не могут применяться в выражениях или в правой части определения имя существующей функции использовано как имя переменной или имя существующей переменной использовано как имя функции;

Неверный множитель (illegal factor) — в поле ввода единиц в конце выражения, возвращающего численный результат, введено неверное выражение. Допустимы вещественные ненулевые скалярные значения;

Неверный порядок (invalid order) — отмечает попытку вычислить производную с указанным порядом, который не является целым числом от 0 до 5 включительно;

Неверный размер вектора (wrong size vector) — это сообщение указывает на функцию преобразования Фурье, аргумент которой имеет число элементов, отличное от допустимого, fft требует в качестве аргумента вектор с количеством элементов 2°, где п — целое число, большее 1. ifft требует вектор с 1+2" элементами, где n — целое число, большее 0. Если ORIGIN равен нулю, Mathcad автоматически включает элемент с нулевым индексом как компоненту вектора-аргумента;

Некорректная точность аппроксимации (illegal tolerance) — это сообщение отмечает выражение, использующее TOL интеграл, или вхождения Root, Find или Minerr, для которых TOL 3> 1 или TOL 307 ). Это может случиться не только когда велик сам по себе конечный результат, но и в случае превышения этого предела любым промежуточным результатом;

Потеряны значащие цифры (significance lost) — это сообщение отмечает попытку вывести функцию от величины, которая лежит за пределами диапазона, где зна чение функции может быть вычислено точно. Например, оно появится при попытке вычислить sin (10 100 ). Поскольку величина sin (IQi 00 ) зависит от совершенно определенных цифр числа IQi 00 , то любое значение, которое Mathcad сможет вернуть, не будет иметь значащих цифр. Вместо возвращения результата, точность которого не обоснована, Mathcad выдает данное сообщение;

Прервано (interrupted) — вы прервали Mathcad нажатием клавиши [Esc] при выполнении вычислений. Для пересчета помеченного выражения щелкните мышью на выражении и нажмите [F9] ;

Пропущенный знак операции (missing operator) — в выражении или уравнении пропущен один из знаков операции;

Пропущенный операнд (missing operand) — в выражении пропущен один из операндов. Например, это сообщение можно видеть при вводе знака плюс без ввода слагаемых и последующем нажатии знака равенства. Mathcad показывает поле ввода (маленький прямоугольник) на месте пропущенного операнда;

Размерность в невещественной степени — выражение с единицами измерений возведено в комплекснознач-ную или мнимую степень. Если выражение имеет размерность, оно может быть возведено только в вещест-веннозначную степень, иначе Mathcad не может определить единицы, в которых выражен результат;

Решение не найдено (did not find solution) — Mathcad не нашел решения системы уравнений. Чтобы блок решения уравнений выдал в качестве решения приближающий результат, используйте функцию Minerr вместо функции Find. Подробнее см. главу "Решение уравнений";

Слишком большое выражение (equation too large) — для вычисления в Mathcad введено слишком большое выражение. Разделите выражение на два или более подвыражений;

Слишком большой нижний индекс (subscript too large) — попытка использовать нижний индекс, превышающий пределы, допускаемые Mathcad;

Слишком велико, чтобы отобразить (too large to display) — попытка вывести вектор или матрицу размера больше, чем допускается Mathcad;

Слишком мало аргументов (too few arguments) — указанное выражение содержит функцию со слишком малым количеством аргументов. Для встроенных функций число аргументов фиксировано; см. главу "Встроенные функции". Для функций пользователя число параметров зависит от определения, сделанного в рабочем документе;

Читайте также:  Тюнер для оцифровки видеокассет в домашних условиях

Слишком мало ограничений (too few constraints) — это сообщение указывает на Find или Given с количеством ограничений, меньшим числа переменных. Добавьте несущественные ограничения или уменьшите число переменных, относительно которых ищется решение. Подробнее см. главу "Решение уравнений";

Слишком мало элементов (too few elements) — это сообщение указывает на преобразование Фурье, кубический сплайн или функцию линейной интерполяции, применяемую для вектора со слишком малым количеством компонентов. Преобразование Фурье и обратное к нему требуют как минимум четыре элемента вектора;

Слишком много аргументов (too many arguments) — указанное выражение содержит функцию со слишком малым количеством аргументов. Для встроенных функций число аргументов фиксировано; см. главу "Встроенные функции". Для функций пользователя число параметров зависит от определения, сделанного в рабочем документе;

Слишком много индексов (too many subscripts) — использовано два или более нижних индекса для вектора либо три или более индекса для матрицы;

Слишком много ограничений (too many constraints) — в блоке решения уравнений используются более пятидесяти ограничений;

Слишком много точек (too many points) — попытка вывести на график точек больше, чем Mathcad может обработать для одного графика;

Слишком много файлов — открыто слишком много файлов с использованием таких функций доступа к файлам, как WRITEPRN, READPRN, или других функций этого типа. Одновременно таким образом может быть открыто не более 30 файлов. Выберите команду Присоединить к файлу из меню Файл, введите имя од ной из используемых файловых переменных и нажмите "Отсоединить";

Только символьный оператор — попытка получить численный результат у выражения, которое должно быть вычислено только символьно. Некоторые операторы должны вычисляться только символьно, как описано в главе 17 "Символьные вычисления";

Файл не найден (file not found) — система не нашла файла данных, указанного в качестве параметра для функции READ или READPRN, либо для импорта в графическую область.

Практическая работа № 3

В задачах линейной алгебры практически всегда возникает необходимость выполнять различные операции с матрицами.

Предварительно матрицу нужно определить и ввести в рабочий документ MathCAD.

Для того чтобы определить матрицу, введите с клавиатуры имя матрицы и знак присваивания ( + ). Затем откройте панель операций с матрицами и нажмите кнопку «Создать матрицу или вектор» или выберите в меню Вставка (Insert) команду Матрицу (Matix). В окне диалога введите число строк и столбцов и заполните значениями поле ввода матрицы.

Большинство вычислений с матрицами, как и другие вычисления в MathCAD, можно выполнять тремя способами – с помощью панелей инструментов, выбором операции в меню или обращением к соответствующей функции.

За кнопками на панели инструментов Матрицы закреплены следующие функции:

· определение размеров матрицы

· Xn – ввод нижнего индекса

· X -1 – вычисление обратной матрицы

· |X| — вычисление определителя матрицы: ; вычисление длины вектора

· поэлементные операции с матрицами: если , то

· M <> – определение столбца матрицы: M j> — j-й столбец матрицы

· M T – транспонирование матрицы:

· — вычисление скалярного произведения векторов:

· — вычисление векторного произведения двух векторов:

· — вычисление суммы компонент вектора: ;

· — определение диапазона изменения переменной

· визуализация цифровой информации, сохраненной в матрице.

Для того, чтобы выполнить какую-либо операцию с помощью панели инструментов, нужно выделить матрицу и щелкнуть в панели по кнопке операции либо щелкнуть по кнопке в панели и ввести в помеченной позиции имя матрицы.

Функции, предназначенные для решения задач линейной алгебры, собраны в разделе Векторы и матрицы (Vector and Matrix); их можно разделить на три группы: функции определения матриц и операции с блоками матриц, функции вычисления различных числовых характеристик матриц и функции, реализующие численные алгоритмы решения задач линейной алгебры.

Функции определения матриц и операции с блоками матриц:

· matrix(m, n, f) – создает и заполняет матрицу размерности m x n, элемент которой, расположенный в i-ой строке, j-ом столбце, равен значению f(i,j) функции f(x,y);

· diag(v) – создает диагональную матрицу, элементы главной диагонали хранятся в векторе v;

· identity(n) – создает единичную матрицу порядка n;

· augment(A, B) – формирует матрицу, в первых столбцах которой содержится матрица A, а в последних – матрица B (матрицы A и B должны иметь одинаковое число строк);

· stack(A, B) – формирует матрицу, в первых строках которой содержится матрица A, а в последних – матрица B (матрицы A и B должны иметь одинаковое число столбцов);

· submatrix(A, ir, jr, ic, jc) – формирует матрицу, которая является блоком матрицы A, расположенным в строках с ir по jr и в столбцах с ic по jc (ir

Функции вычисления различных числовых характеристик матриц:

· last(v) – вычисление номера последней компоненты вектора V;

· length(v) – вычисление количества компонент вектора V;

· rows(A) – вычисление числа строк в матрице A;

· cols(A) – вычисление числа столбцов в матрице A;

· max(A) – вычисление наибольшего элемента в матрице A;

· min(A) – вычисление наименьшего элемента в матрице A;

· tr(A) – вычисление следа квадратной матрицы A (след матрицы равен сумме ее диагональных элементов);

· rank(A) – вычисление ранга матрицы A;

· norm1(A), norm2(a), norme(A), normi(A) – вычисление норм квадратной матрицы A.

Функции, реализующие численные алгоритмы решения задач линейной алгебры:

Читайте также:  Характеристики ноутбука делл инспирон 15

· rref(A) – приведение матрицы к ступенчатому виду с единичным базисным минором (выполняются элементарные операции со стоками матрицы);

· eigenvals(A) – вычисление собственных значений квадратной матрицы A;

· eigenvecs(A) – вычисление собственных векторов квадратной матрицы A; значением функции является матрица, столбцы которой есть собственные векторы матрицы A, причем порядок следования векторов отвечает порядку следования собственных значений, вычисленных функцией eigenvals(A);

· eigenvec(A, l) – вычисление собственного вектора матрицы A, отвечающего собственному значению l;

· lsolve(A, b) – решение системы линейных алгебраических уравнений Ax=b.

Вычисления с использованием описанных функций выполняются стандартным для MathCAD способом. Чтобы обратиться к функции, введите с клавиатуры имя функции, перечислите в скобках ее аргументы, введите знак равенства и щелкните по свободному месту в рабочем документе вне выделяющей рамки. Результат вычислений (число, вектор, матрица) будет отображен в рабочем документе справа от знака равенства.

Если предполагается использовать результаты в дальнейших вычислениях, им следует присвоить имя. Для этого введите с клавиатуры имя переменной и знак присваивания, а справа от него – имя функции со списком аргументов в круглых скобках. Если теперь ввести с клавиатуры имя переменной, знак равенства и щелкнуть по свободному месту в рабочем документе вне выделяющей рамки, то результат вычислений будет отображен справа от знака равенства.

Имя функции можно вставить из списка: щелкните по месту вставки, затем по строке Функция (Function)меню Вставка (Insert), выберите в окне списка стрелками прокрутки нужную функцию и подтвердите выбор щелчком по кнопке OK в окне диалога.

Вычисления могут производиться в двух режимах – автоматическом и последовательном. В первом случае операция выполняется сразу после ввода команды и щелчка по рабочему документу вне выделяющей рамки, во втором – после команды Вычислить (Calculate). Режим вычислений устанавливается в меню Математика (Math). По умолчанию включен режим автоматических вычислений.

MathCAD читает и выполняет введенные выражения слева направо и сверху вниз, поэтому следите, чтобы выражение для вычисления располагалось правее и ниже определенных для него значений переменных.

Задание

1. Создать матрицу А заданной размерности n*m (матрицу заполнить самостоятельно).

2. Транспонировать матрицу А.

3. Вычленить из матрицы А i-ый и j-ый столбцы и найти их сумму и скалярное произведение.

4. Применить к каждому элементу матрицы А функцию z(x).

Указания

1. В начале работы переменной ORIGIN присвоить значение 1. Для выполнения операций над матрицей пользоваться панелью инструментов Матрицы, для вставки функций пользоваться меню ВставкаФункция или соответствующей кнопкой панели инструментов Стандартная.

2. Для выполнения 4 задания необходимо:

· Записать функцию z(x) в общем виде.

· Переменным i и j присвоить диапазоны значений: .

· Вычислить элементы новой матрицы Z как значения функции z(x), где в качестве переменной x подставляется элемент матрицы A: .

· Просмотреть полученную матрицу Z (набрать с клавиатуры Z=).

3. Для записи функции, заданной с условиями необходимо:

· Записать диапазон изменения аргументов x и y: (значения n и m должны быть описаны выше).

· Записать «f(x,y):=», затем на панели инструментов «Программирование» нажать кнопку «Add line». В поле ввода функции появится вертикальная черта с метками для ввода.

· В верхней метке набрать первое значение функции, а затем нажать кнопку «if», появится служебное слово if и метка для ввода условия. Для применения логической операции «И» для нескольких логических выражений ставится знак «*», а для операции «ИЛИ» – знак «+».

· В нижней метке набрать второе значение функции и нажать кнопку «otherwise» (иначе). Щелкнуть за пределами поля ввода функции для завершения записи.

4. Для исследования однородной системы уравнений необходимо вычислить определитель матрицы коэффициентов. Если определитель не равен 0, то система нетривиально совместна и имеет более одного решения (в том числе нулевые). Справедливо также утверждение: для того, чтобы однородная система была нетривиально совместна, необходимо и достаточно, чтобы ранг матрицы системы был меньше числа неизвестных n. Таким образом, если |C|≠0 и rank(C)≤n, то система тривиально совместна и имеет только одно нулевое решение.

5. Для вставки текстовых комментариев выберите в меню Вставка пункт Текстовая область или нажмите сочетание клавиш + .

Варианты заданий.

Размерность матрицы А 3*4.

;

Размерность матрицы А 5*3.

;

Размерность матрицы А 4*4.

;

Размерность матрицы А 7*4.

;

Размерность матрицы А 7*8.

;

Размерность матрицы А 7*7.

;

Размерность матрицы А 7*8.

;

Размерность матрицы А 7*5.

;

Размерность матрицы А 5*7.

;

Размерность матрицы А 5*4.

;

Размерность матрицы А 7*7.

;

Размерность матрицы А 4*5.

;

Размерность матрицы А 6*7.

;

Размерность матрицы А 6*4.

;

Размерность матрицы А 7*6.

;

Размерность матрицы А 6*5.

;

Размерность матрицы А 9*5.

;

Размерность матрицы А 7*6.

;

Размерность матрицы А 7*4.

;

Размерность матрицы А 8*4.

;

Размерность матрицы А 5*7.

;

Размерность матрицы А 5*5.

;

Размерность матрицы А 5*4.

;

Размерность матрицы А 4*5.

;

Размерность матрицы А 3*7.

;

Размерность матрицы А 5*4.

;

| следующая лекция ==>
Ковариация (корреляционный момент) и коэффициент корреляции | Тема 1а: Системный подход к человеку в психологии и педагогике

Дата добавления: 2016-09-06 ; просмотров: 9139 | Нарушение авторских прав

Для того, чтобы оценить ресурс, необходимо авторизоваться.

Цель работы — изучение основ работы с программой MathCAD; освоение входного языка системы; управление вычислительным процессом; построение и форматирование графиков; выполнение символьных операций. Приводятся основные сведения по работе с системой, упражнения для практического освоения системы, контрольные вопросы. Пособие подготовлено на кафедре "Теоретические основы радиотехники" УГТУ-УПИ.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector