1、四、Mathcad2001的基本操作,1.光标移动,Mathcad2001是一个全屏幕编辑软件，除支持鼠标单击定位外，还可使用如下表所示的快捷键。,2.区域编辑,(1)区域的选取,单击区域，或用鼠标拖拉圈住区域即可选取一个区域，而单击区域外空白处则可取消该区域的选取。要选取多个区域，可用鼠标拖拉圈住所有区域；或按住Ctrl键的同时逐个单击其它区域，当按住Ctrl键同时再次单击已选取的某个区域则可取消对该区域的选取；如果单击第一个区域，然后在按住Shift键的同时再单击第二个区域，将选取这两个区域之间的所有区域。,(2)区域的移动,先选取要移动的区域(可以是多个区域)，把鼠标移动至区域时，光标将
2、变成手掌形状，这时拖动鼠标至所需位置后松手即可完成移动操作。,(3)区域的删除,先选取要删除的区域(可以是多个区域)，然后使用“Edit”菜单中的“Cut”或“Delete”命令，也可右击区域并使用快捷菜单中的“Cut”命令。在单击选择单个数学区域时，若编辑线没有包含整个内容，使用“Edit”菜单或快捷菜单中的“Cut”命令只能删除光标所在处占位符上的内容，而使用“Edit”菜单中的“Delete”则可删除该区域。,(4)区域对齐,先选取要对齐的两个或两个以上的区域，然后使用“Format”菜单中的“Align Regions”命令，它有两个子命令：“Across(水平居中对齐)”和“Down
3、(竖向居中对齐)”。横向或竖向对齐后，区域间可能存在重叠，这时可以移动某个区域，或使用“Format”菜单中的“Separate Regions”命令强行分离它们。,(5)在区域间添加空白行,将光标移动到所需位置，然后按Enter键可插入一空白行，每按一次Enter键插入一空白行。要删除区域间的空白行，可单击它们后按Del键。,(6)区域锁定,锁定区域可以禁止对这些区域进行编辑操作，这种功能可以防止修改某些固定的常数或表达式。单击欲锁定区域附近的空白处使出现十字丝，使用“Insert”菜单的“Area”命令中，这时将出现两条区域分界线。单击其中一条分界线，移动鼠标待出现手形移动标志时将其移到所
4、需位置，对另一条分界线也进行同样操作，这样就确定了锁定,范围。然后单击两条分界线之间任意位置，使用“Format”菜单“Area”命令的子命令“Lock”，这时将显示如图10所示的“Lock Area”对话框。用户可在其中输入密码，也可不输入密码，最后单击“OK”按钮完成锁定。锁定后在分界线左侧将显示锁定时间，锁定区域不能进行修改，分界线也不能进行移动或删除。若在“Lock Area”对话框中选中“Collapse when locked”复选框，则,该区域锁定后自动隐藏。也可在锁定操作前，使用“Format”菜单“Area”命令的子命令“Collapse”隐藏该区域内容。要恢复显示，可单击分
5、界线选中它，然后使用“Format”菜单“Area”命令的子命令“Expand”。要解除锁定，首先单击两条分界线之间的任意位置，然后使用“Format”菜单“Area”命令的子命令“Unlock”，如果含有密码的话，系统将还要求用户输入密码才能解除锁定。只有未锁定的分界线才能被删除，单击其中任意一条分界线，使用“Edit”菜单中的“Cut”或“Delete”命令即可。,图 10,3.文本编辑,Mathcad2001可以用于编写科技论文，其文字的输入和编辑与一般字处理软件基本相似。可以使用“Format”菜单中的“Text”、“Paragraph”和“Style”命令进行文字和段落的修饰，在格式
6、栏中也具有一些常用格式按钮。使用“Text”命令将打开“Text Format”对话框，可在其中选择所需的字体、字形、字号、效果(含删除线、下划线、上标和下标四种)以及颜色等。,使用“Paragraph”命令将打开“Paragraph Format”对话框，其中的“Indent”区域用于设置缩进；“Alignment”区域用于设置对齐；“Bullet”下拉列表框用于设置项目符号和编号；单击“Tabs”按钮将打开“Tabs”对话框，可在其中进行制表位的设置。使用“Style”命令将显示“Text Styles”对话框，用户可在其中修改已有的风格，也可创建新的风格，或删除所选择的风格。,Mathc
7、ad2001允许在文本区域中插入数学表达式，使用“Insert”菜单中的“Math Region”命令可插入一个数学区域，然后在其中输入算式。应该注意，处于文本区域中的数学表达式也将影响整个工作页。如果只想把数学表达式放在文本区域中作修饰用，可以将它关闭。方法是选中此算式后使用“Format”菜单中的“Properties”命令打开“Properties”对话框，然后在“Calculation”选项卡中选中“Disable Evaluation”复选框。,用户在文本区域中输入时，该区域会自动不断扩大直至工作页的右边缘，然后开始下一行的输入，当然也可以按Enter键强行换行，或按ShiftEnt
8、er键插入一空行。文本区域的右边框、下边框和右下角分别有三个控制块，用鼠标拖动它们可改变文本区域的大小。选中文本框后，使用“Format”菜单中的“Properties”命令打开“Properties”对话框，其中有两个选,项卡：Display和Text。“Display”选项卡用于设置文本区域的显示风格，在“Background”区域中选中“Highlight Region”复选框，然后单击“Choose Color”按钮调用颜色拾取器，在其中选择一种颜色后返回，便可使文本区域的背景色发生变化；而选中其中的“Show Border”复选框，可显示该文本区域的边框。“Text”选项卡中仅有两个
9、复选框：Occupy Full Width(本框选中时将使文本区域自动占满整个页面)和Push Regions Down As You Type(选中本框时可将与该文本区域发生交迭的其它文本区域推开)。,4.公式编辑,Mathcad2001是一个功能强大的公式编辑软件，它能编辑几乎所有的数学公式，而且公式的输入和编辑十分简单、方便。用户可在鼠标指针位置开始输入字母、数字或算子(如、等，可以通过单击工具栏中所需的按钮或相应的快捷键来插入它们)，它们被编辑线所包围时表示被选中，可以使用空格键或左右箭头键来改变编辑线所包围的内容。例如要输入表达式“xa+b+y”，可首先在光标处输,入“x”，然后按“
10、”键或单击“Calculator”工具面板中的“ ”按钮，在上标位置输入“a+b”，按两次空格或右箭头键使编辑线包围所有输入的内容，接着输入“”号，再在出现的占位符上输入“y”。在输入公式时应注意下列几个问题:Mathcad2001中的数学符号和变量将影响整个工作页，因此在输入公式时应注意,它们的顺序。只有使用恒等号所定义的全局变量是一个例外，它没有顺序差别，且优先赋值；Mathcad2001默认乘法，即认为5y和5y是一样的，但xy是一个变量，而xy是两个变量的乘积；公式换行：有时公式太长使阅读不便，可以使用CtrlEnter强制在所需的地方换行，同时出现换行运算符“+”。换行运算符要求前后
11、算子必须是标量，并且量纲一致。换行运算符执行加法运算，,如果此时不是加法，可以变通处理，如加0；使用单撇号“”可给编辑线控制范围内的部分算式加上括号；使用“CtrlG”可实现罗马字母与希腊字母之间的相互转换，即输入罗马字母后按“CtrlG”即可转换成希腊字母，此法也适用于文本输入。下页列出罗马字母与希腊字母的转换对照表：直接使用键盘输入简单的数字，并用小圆点作为小数点。当输入的数字大于999时，不能用逗号或句点将其分开。,Mathcad2001允许对已输入的表达式进行编辑，若需修改其中的某个字符，可用鼠标单击使编辑线仅包围这个字符，按“Backspace”键删除光标指针前面的字符，而按“Del
12、ete”键则删除光标指针后面的字符，然后重新输入字符或算子。如果想要删除表达式的部分内容，可使用空格键改变编辑线的范围将它们选中，然后使用“Edit”菜单中的“Cut”命令。,在Mathcad2001中，允许算子有几种显示方式，要改变显示方式，可右击表达式并在快捷菜单中选择所需命令。如在乘号时可使用快捷菜单中的“View Multiplication As”命令，它具有如下子命令：Default、Auto Select、Dot、Narrow Dot、Large Dot、Thin Space、No Space。同样，也通过这种方法来选择微分和偏微分符号。,同文本风格一样，也可以对表达式设置数学风
13、格。数学风格就是数学表达式的式样，它包含了算式中所使用的字体风格、默认颜色和下划线等内容。修改公式的数学风格有下列两种方法：使用格式工具栏来改变变量的字体属性；使用“Format”菜单中的 “Equation”命令，这时将显示如图11“Equation Format”对话框。,图 11,其中“Style Name”下拉列表框内列出Variables(变量)、Constants(常数)、User1User7共九种风格名，其中Variables和Constants是全局变量，改变它们的属性将影响整篇文章。若要改变某个变量或常数的属性，应选择其它风格名，如User1User7中的一个，单击“Modi
14、fy”按钮，然后在显示的对话框中进行修改。用户也可在“Default Equation Color”框内改变公式的颜色，一经修改，则公式和变量颜色全文一致。,5.图形绘制,(1)二维图形,(a)平面直角坐标 图形(x-y plot),平面直角坐标图形用于绘制函数、数学表达式或数据集合。先在文档中输入要创建图形的函数、数学表达式或数据集合(如f(t)=(t+1)2)，然后使用“Insert”菜单“Graph”命令的子命令“x-y plot”，或单击“Graph”工具面板中的“”按钮，或使用快捷键“Shift”，均可创建一个空白的直角坐标图形区域。在图框下边的占位符处输入函数的自变量t，在图框左侧
15、的占位符中输,入函数的因变量f(t)。在显示的自变量和因变量两侧的占位符处输入各自的值域范围，最后单击图框外任意处即可生成函数的图形。若不输入自变量和因变量的值域范围而单击图框外任意处，则系统将自动调节自变量和因变量的值域范围而生成大小、比例较为恰当的图形，这称为快速作图(如图4所示)。,Mathcad2001允许用户在同一坐标系中画出多条曲线，其方法与单一曲线时相似。先输入多个同一自变量的函数表达式，如y1(x):=sin(x)；y2(x):=sin(x+1)；y3(x):=sin(x+2)。然后插入图形区域，在图框中输入各自自变量和因变量的名称，各个自变量和因变量的名称之间以逗号“，”分隔
16、即可。,Mathcad2001允许用户对所创建的图形进行如下编辑：(1)图形的移动和缩放选定图形后，将在边框上显示有三个小的黑色控制块。当鼠标移动到控制块位置并出现手形指针时，通过拖拉便可移动图形；当鼠标移动到控制块位置并出现双向箭头指针时，通过拖拉便可缩放图形。,(2)图形属性设置Mathcad2001允许对已作的图形属性进行修改，例如对原图坐标轴的限定值不满意，可以选定x或y轴的坐标限定值后任意进行改动，最后单击图框外任意处即可。也可使用对话框进行属性设置，双击图形将显示“Formatting Currently Selected X-Y Plot”对话框(如图12所示)。其中有4个选项卡
17、，它们是X-Y Axes、Trace、Labels以及Defaults。,图 12,在X-Y Axes”选项卡中，“x-Axis(x轴)”或“y-Axis(y轴)”区域分别用于x轴和y轴的设置，其中可选的复选框有：Log Scale(对数坐标轴)、Grid Lines(网格线)、Numbered(显示设定的坐标值的变化范围)、Autoscale(自动刻度)、 Show Markers(显示图形的说明)、Auto Grid(自动调整坐标轴刻度的数量，不选中时，可手动从下方的 “Number of”文本框内输入所需坐标轴刻度的,数量进行设置)。“Axes Style”区域用于确定坐标轴的类型，如B
18、oxed(方框坐标轴)、Crossed(十字形坐标轴)或None(无坐标轴)，选中“Equal Scales”复选框则表示x和y 轴同比例增长。“Trace”选项卡用于对图形轨迹线进行设置，如图形中曲线的粗细、线形、颜色、曲线上点的形状等。对每一条轨迹线均可设置每个坐标点的 Symbol(符号)、 Line(线形)、Color(曲线的颜色)、,Type(曲线的类型)以及Weight(曲线的宽度)。还有两个复选框：Hide Argument(是否显示图形中函数的变量符号)、Hide Legend(是否在图形下面标注轨迹线的线型)。当在同一图形中作多条曲线时，这种设置尤其重要。“Labels”选项
19、卡用于对图形标题进行设置。用户可在“Title”框内输入图形的标题来对图形加以说明，选中“Above”或“Below”单选框使标题,出现在上面或下面，选中“Show Title”单选框使在图形中显示标题。同时可在“X-Axis”和“Y-Axis”处输入各自坐标轴的说明，如自变量或因变量。“Defaults”选项卡用于图形默认类型的设置。若单击“Change to Default”按钮后再单击“确定”按钮，则当前图形会根据系统默认方式重新画出原来的图形。而选中“Use for Default”复选框后单击“确定”按钮，则将当前图形的格式设定为默认方式。,(3)曲线的跟踪使用“Format”菜单“
20、Graph”命令的子命令“Trace”或快捷菜单中的“Trace”命令，可以读取曲线上任一点的坐标值，这时将显示一空白的“X-Y Trace”对话框，用鼠标单击定位曲线中所需的点，将在此点上出现十字交叉虚线，并在“X-Y Trace”对话框中显示所选取点的x和y坐标值(如图13所示)。此时可若想将所读取的坐标值记录下来，可单击“Copy X”或“Copy Y”按钮将坐标值拷贝到剪贴板上，然后再粘贴到合适的位置上。,图 13,(4)放大局部曲线若需放大局部曲线，可使用“Format”菜单“Graph”命令的子命令“Zoom”或快捷菜单中的“Zoom”命令，这时将显示一空白的“X-Y Zoom”对
21、话框，用鼠标在曲线中拖拉一所需的矩形区域，这时这矩形四角的坐标值将出现在“X-Y Zoom”对话框中(如图14所示)，单击其中的“Zoom”按钮便可进行局部放大。,图 14,(b)极坐标图形,极坐标图形常常用于绘制自变量为角度的函数、数学表达式或数据集合的图形。先输入函数表达式，如然后使用“Insert”菜单“Graph”命令的子命令“Polar Plot”或单击“Graph”工具面板中的“ ”按钮，,创建一个空白的极坐标图形区域。输入坐标轴的名称以及坐标轴的极限值(也可不输入)，最后单击区域外任意处即可生成一个极坐标图形(如图15所示)。极坐标图形的编辑与直角坐标图形基本相同。,图 15,(
22、2)三维图形,(a)表面图(Surface Plot),表面图是三维图形的一种表现形式。Mathcad2001在外观上以三维坐标图上的表面图来描述一个数据矩阵，用户可以改变这个曲面的视距、尺寸以及颜色，也可把这个表面图设定为其它类型的三维图。首先定义一个原始矩阵，矩阵至少要有两行两列，如：,然后使用“Insert”菜单“Graph”命令的子命令“Surface Plot”或单击“Graph”工具面板中的“”按钮将插入一个空白的三维图形区域，在图框左下角的占位符中输入z，最后单击区域外任意处即得到如图16所示的表面图形。三维图形的设置一般要比二维图形丰富得多。可以右击图形打开快捷菜单，其中主要有
23、如下命令：,图 16,Fog(对图形进行雾化处理)、Lighting(对图形进行加光处理)、Equal Scales(等刻度)、Perspective(透视图)、Box(方框)、Bolder(显示边界)、Axes(轴，分三种方式，它们是Corner(直角)、Perimeter(边缘)和None(不显示坐标轴)、Format(格式)。使用快捷菜单中的“Format”命令或双击此图形将打开“3D Plot Format ”对话框，其中包括General(如图17 所示)、Axes、Appearance、Lighting、Tile、Backplanes、Special、Advanced、QuickP
24、lot Data九个选项卡。,图 17,“General”选项卡用于设置图形的一般属性，共有View、Axes Style、Frames和Display四个区域。“View”区域用于设置图形的显示属性，如Rotation(旋转)、Tilt(倾斜)、Twist(扭曲)和Zoom(缩放)；“Axes Style”区域用于设置坐标轴的类型，包括Perimeter(边缘)、Corner(角)、None(不显示坐标轴)和Equal Scales(等刻度)； “Frames”区域用于设置框架,的类型，包括Show Border(显示边界)和Show Box(显示方框)；“Display”区域用于进行各种三
25、维图形之间的转换。“Axes”选项卡用于设置坐标轴，如三个坐标轴的刻度、线形、坐标轴的颜色和范围等。“Appearance”选项卡用于设置图形的外观，如设置图形的填充属性、图形线的属性和图形点的属性。“Lighting”选项卡用于图形的加光设置，通过光可以控制三维图形的颜色和,阴影，允许用户对Ambient light(环境光)和Directed light(直接照射的光，又分Diffuse light(散射光)和Specular light(反射光)进行设置，也可改变光源的位置以取得不同的光照效果。“Tile”选项卡用于设置图形的标题。“Backplanes”选项卡用于设置图形的底色。“Sp
26、ecial”选项卡用于进行一些特殊的设置，如图形的轮廓属性、三维条形图的方法及间隔、网格的行数和列,数以及连接方式、线形等。“Advanced”选项卡用于进行一些高级设置，如高级显示属性，打印设置，图形的亮度、透明度，填充线的偏移量，自定义设置等。“QuickPlot Data”选项卡用于设置快速作图时的默认值，如作图数据的起始范围，曲线的条数以及坐标轴类型等。,(b)等值图(Contour),等值图是三维表面图上等值曲线在水平面上的投影图，它们可以表示地形学上的等高线、物理学上的等湿线和等压线等。首先输入范围变量和函数表达式，如：,然后使用“Insert”菜单“Graphic”命令的子命令“
27、Contour Plot”或单击“Graph”工具面板中的“ ”按钮插入一个空白图形区域，在左下角的占位符中输入z，最后单击图形区域外的任意点即可产生等值图(如图18所示)。,图 18,(c)三维直方图 (3D Bar Chart),三维直方图可以形象地显示矩阵的变量与坐标轴高度的对应关系。首先定义原始矩阵z，如使用“Insert”菜单“Graphic”命令的子命令“3D Bar Chart”或单击“Graph”工具面板中的“ ”按钮插入一个空白图形区域，在左下角的占位,符中输入z，最后单击图形区域外的任意点即可产生三维直方图(如图19所示)。,图 19,(d)三维散布图 (3D Scatte
28、r Plot),三维散布图可使三维图形的坐标更为清晰可见，常用于描绘参数曲线或观察三维空间的坐标值。首先定义原始矩阵z，如：然后使用“Insert”菜单“Graphic”命令的子命令 “3D Scatter Plot”或,单击“Graph”工具面板中的“ ”按钮插入一个空白图形区域，在左下角的占位符中输入z，最后单击图形区域外的任意点即可产生三维散布图(如图20所示)。,图 20,(e)矢量图 (Vector Field Plot),矢量图中的每个点不仅能表示该矢量在矩阵中的位置，还能表示该数值的大小和方向。首先定义原始矩阵A，如：然后使用“Insert”菜单“Graphic”命令的子命令“V
29、ector Field Plot”或单击“Graph”工具面板中的“ ”按钮插入一个空白图形区域，在左下角,的占位符中输入f(z)，最后单击图形区域外的任意点即可产生矢量图(如图21所示)。,图 21,(3)图形的导入,Mathcad2001允许导入由其它应用程序所产生的图形，也可将图形作为一个对象嵌入。最简单的图形导入操作是使用Windows的剪贴板，使用“Edit”菜单中的“Paste”命令或“Paste Special”命令即可将剪贴板中的图形插入到Mathcad2001中。当屏幕上并列显示Mathcad2001窗口和源应用程序窗口时，可以先在源应用程序窗口中选择图片，然后使用鼠标将其拖
30、动至Mathcad2001窗口中完成图形导入操作。,要将图形为一个对象嵌入或链接至Mathcad2001中，可以使用“Insert”菜单中的“Object”命令打开如图22所示的“插入对象”对话框。其左上角有两个单选框：“新建”和“从文件创建”。若选中“新建”单选框，则可从“对象类型”列表框中选择所需的应用程序 (如“Adobe Photoshop Image”)，即可打开此应用程序供用户,图 22,编辑图形，最后单击图形外任意点或使用“File”菜单中的“Exit & Return to Mathcad”命令即可返回Mathcad2001。若选中“从文件创建”单选框，则可在“文件”文本框内输
31、入所需图形文件的路径，或单击“浏览”按钮寻找所需的图形文件，最后单击“确定”将其嵌入Mathcad2001；如果选中“链接”复选框后单击“确定”按钮，可将此图形文件链接至Mathcad2001中。,Mathcad2001还提供18种图像处理的内置函数，如READBMP(file)、READRGB(file)、WRITEBMP(file)、WRITERGB(file)等。下面我们以RGB文件读、写为例进行说明：(1)首先读入一个RGB图形文件“e:map.bmp”D:=READRGB(“e:map”)(2)使用“Insert”菜单中的“Picture”命令插入一个空白的图形框，在左下方输入“D”
32、，然后单击图形框外即可插入一个灰度的图像。,(3)若需插入一个彩色的图像，可在(1)后键入下列表达式：然后执行(2)步骤，并在图形中输入rmap,gmap,bmap即可插入一个彩色的图像。,6.动画(Animate),通过动画可以直观而生动地研究数值结果，凡是Mathcad2001能产生的静止图形都可演变成相应类型的动画，这种演变是通过引入帧变量FRAME实现的。制作动画的步骤比较简单，我们以制作一个在极坐标中的螺旋形动画为例进行介绍。首先定义一个函数：r(x):=x(圆)接着用内置变量FRAME来定义范围：x:=0,0.1FRAME,然后使用“Insert”菜单“Graph”命令的子命令“P
33、olar Plot”创建极坐标图形区域，输入坐标轴的名称以及坐标轴的极限值，最后单击区域外任意处即可生成一个圆形极坐标图形。双击图形打开“Formatting Currently Selected Polar Plot”对话框，在“Polar Axes”选项卡中去除“Radial”和“Angular”区域中的“Numbered”复选框。,使用“View”菜单中的“Animate”命令打开“Animate”对话框，定义帧变量FRAME的初值(From，取默认值0)、终值(To，取30)和帧速率(At，取默认值10帧秒)。用鼠标圈住所画出的圆极坐标图形，单击“Animate”按钮将制作动画，并在中
34、间预览框内显示制作过程(如图23所示)。,图 23,单击“Save As”按钮并以多媒体格式AVI文件进行保存，“Options”按钮提供各种与压缩有关的命令。动画制作完成后，屏幕上将显示一个用于播放动画的“Playback”窗口，窗口中显示动画的第一帧，单击播放按钮“ ”即可播放整个动画。Mathcad2001也可以播放已有的AVI动画文件，使用“View”菜单中的“Playback”命令将打开一个空白的,“Playback”窗口，单击“ ”按钮并在所显示的快捷菜单中选择“Open”命令选择所需动画文件，单击“ ”按钮播放动画。此快捷菜单中还有如下命令：查看(用于设置“Playback”窗口的大小)；速度(用于设置播放速度)；关闭(关闭“Playback”窗口)；Copy(复制当前的插入文件)；配置(用于配置视频属性)；Command(用于发送MCI字符串命令)。,
