ВВедение

Новоуральский технологический институт

Кафедра информатики и программирования

РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ
В MICROSOFT EXCEL 2003

Учебно-методическое пособие по курсу
“Решение инженерных задач на ЭВМ»

для студентов специальности

151001 – Технология машиностроения,

заочной формы обучения

Новоуральск

УДК 681.3.06

МиМ – 2.3. - - 13

Автор Орлова Ирина Викторовна

Рецензент кандидат физико-математических наук,

доцент кафедры ВМ Фоминых Марина Анатольевна

Решение инженерных задач в Microsoft Excel 2003. Учебно-методическое пособие по курсу “Решение инженерных задач на ЭВМ» для преподавателей и студентов специальности 151001 – Технология машиностроения, заочной формы обучения.

Новоуральск, НТИ НИЯУ МИФИ, 2013, 60 с.

Пособие представляет собой описание основных принципов построения и форматирования графиков функций, решения нелинейных уравнений, обработки экспериментальных данных, решения задачи аппроксимации и оптимизационных задач вMicrosoft Office Excel 2003.

Содержит 76 рисунков, 10 таблиц, 21 библиографических названий.

Пособие может использоваться преподавателями при подготовке к занятиям по курсу «Решение инженерных задач на ЭВМ», а также студентами при самостоятельном изучении курса и выполнении лабораторных работ.

Методическое пособие рассмотрено на заседании кафедры

Протокол № 2 от февраля 2013 г.

Зав.кафедрой Н.А.Николаев

СОГЛАСОВАНО:

Председатель методсовета НТИ НИЯУ МИФИ

д. т. н., профессор Беляев А. Е.

Оглавление

ВВедение.. 5

1 построение и изменение диаграмм и графиков в EXCEL.. 6

1.1 Элементы диаграммы.. 6

1.2 Создание диаграммы.. 7

1.3 Типы диаграмм.. 11

1.4 Построение графиков функций в EXCEL.. 13

1.4.1 Построение графиков с использованием Точечной диаграммы.. 14

1.4.2 Построение графиков с использованием диаграммы График. 15

1.5 Форматирование графиков функций в EXCEL.. 17

1.5.1 Изменение рядов данных. 17

1.5.2 Форматирование оси. 19

1.5.3 Изменение фона. 21

1.6 Построение графиков поверхностей в EXCEL.. 21

2 Решение уравнений и поиск экстремумов функций в Microsoft Excel.. 24

2.1 Использование надстройки Подбор параметра для нахождения корней уравнений.. 24

2.2 Поиск экстремумов функций с помощью надстройки Поиск решения 25

3 Решение задачи аппроксимации.. 28

3.1 Постановка задачи аппроксимации.. 28

3.2 Линейная регрессия. 28

3.3 Нелинейная зависимость. 32

3.3.1 Использование линии тренда для нахождения коэффициентов нелинейной аппроксимирующей зависимости. 32

3.3.2 Нахождение коэффициентов нелинейной аппроксимирующей зависимости путём сведения её к линейной. Выбор лучшей аппроксимирующей зависимости. 34

3.3.3 Общий метод нахождения параметров произвольной аппроксимирующей зависимости с помощью метода наименьших квадратов и надстройки «Поиск решения». 39

4 Решение оптимизационных задач средствами Excel.. 43

4.1 Что такое оптимизационные задачи.. 43

4.2 Классификация оптимизационных задач. 43

4.3 Типы задач линейного программирования. 44

4.4 Постановка задачи линейного программирования. 45

4.5 Решение простейшей задачи линейного программирования. 45

4.6 Устранение неограниченности целевой функции.. 48

4.7 Транспортная задача. 48

4.8 Задачи с булевыми переменными.. 51

5 задания для выполнения на лабораторных работах.. 54

5.1 Построение графиков и диаграмм в Excel. Использование надстроек Подбор параметра и Поиск решения для решения уравнений и отыскания экстремумов функций. 54

5.2 Решение задач аппроксимации в Excel. 55

5.3 Решение оптимизационных задач средствами Excel. 56

Список литературы... 58

ВВедение

Развитие электронной вычислительной техники, алгоритмических языков программирования и обширного математического обеспечения ЭВМ позволяет широко использовать методы вычислительной математики при решении различного рода прикладных задач в науке, технике, производстве.

Выбор литературы по описанию различных методов решения инженерных и экономических задач достаточно широк, однако сотруднику, не имеющему специального математического образования, или студенту, достаточно ограниченному во времени, часто бывает трудно разобраться в литературе по вычислительной математике и выбрать тот или иной метод решения стоящей перед ним задачи.

Настоящее пособие предназначено для преподавателей и студентов заочной формы обучения специальности 151001 – Технология машиностроения, изучающих курс “Решение инженерных задач на ЭВМ”, а также для сотрудников и преподавателей, которые в своей работе встречаются с необходимостью построения и форматирования графиков функций, решения нелинейных уравнений, обработки экспериментальных данных и решения задачи аппроксимации, а также решения оптимизационных задач в Excel.

Материал в пособии расположен в порядке нарастающей сложности. Изучая его, читатель постепенно приобретает знания, необходимые для понимания последующего материала.

При описании каждой рассматриваемой в данном пособии темы даются основные понятия и определения, используемые в дальнейшем. Изложение материала сопровождается необходимыми рисунками и конкретными примерами, которые способствуют лучшему пониманию материала и могут быть использованы при решении инженерных и экономических задач. Кроме того, при написании пособия был учтён опыт преподавания данного курса на кафедре Информатики и программирования НТИ НИЯУ МИФИ.

Пособие может использоваться преподавателями для подготовки к лекциям, а также студентами заочной формы обучения при самостоятельном изучении и выполнении лабораторных работ по курсу «Решение инженерных задач на ЭВМ».