Побудова графіків функцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Побудова графіків функцій

Розглянемо технологію побудови графіка на прикладі функції у = sin (x) при х[-2; 2]. Процес побудови графіка функції складається з двох етапів:

- створення таблиці значень функції;

- безпосередня побудова її графіка.

Створення таблиці значень функції

Для побудови графіка функції необхідно спочатку побудувати таблицю її значень при різних значеннях аргументу, причому аргумент змінюють звичайно з фіксованим кроком. Крок вибирають невеликим, так щоб таблиця значень функції відображала її поведінку на інтервалі табуляції. У нашому випадку за крок зміни аргументу візьмемо 0,2.

Нам необхідно знайти у(-2), у (-1,8),…, у(2). Очевидно, що послідовність аргументів складає арифметичну прогресію, яку можна заповнити двома способами:

Перший спосіб

1. В чарунки А1 і А2 введіть перший і другий члени арифметичної професії.

2. Виділите діапазон чарунок А1: А21.

3. Розташуєте покажчик миші на маркері заповнення виділеного діапазону (рис. 3.1) і простягніть його вниз (у даному випадку на діапазон А1: А2 доти, поки не вийде числовий ряд потрібної довжини (рис. 3.2).

функція графік вкладка координата

Рис. 3.1 - Вид покажчика миші на маркері заповнення

Рис. 3.2 - Арифметична послідовність, побудована за першими її двома членами за допомогою маркера заповнення

Другий спосіб дозволяє скористатися діалоговим вікном Прогресія. Для цього:

1. В чарунку А1 введіть перший член арифметичної прогресії.

2. Виберіть команду Правка | Заповнити | Прогресія.

3. У діалоговому вікні, що з'явилося, Прогресія (мал. 3.3) у групі Розташування вибираємо перемикач по стовпцях, а в групі Тип - перемикач арифметична. У поле Крок уведіть значення 0,2, а в поле Граничне значення - 2.

4. Натисніть кнопку ОК.

Рис. 3.3. Діалогове вікно Прогресія

Діалогове вікно Прогресія закриється, а на робочому листі автоматично буде побудована необхідна професія.

Діалогове вікно Прогресія, відображуване на екрані вибором команди Правка | Заповнити | Прогресія, також дозволяє створювати геометричні прогресії.

Повернемося до прикладу побудови графіка. В чарунку В1 уведіть формулу:

=sin(a1)

Уведення формул в чарунку можна робити або з клавіатури, або за допомогою діалогового вікна Майстер функцій, що відображається на екрані або вибором команди Вставка | Функція, або натисканням кнопки Вставка функції  панелі інструментів Стандартна. Майстер функцій містить список усіх функцій робочого листа, довідки по їх синтаксисі і приклади застосування.

Продемонструємо роботу з майстром функцій на прикладі введення згаданої вище формули.

1. Виберіть чарунку В1.

2. Натисніть кнопку Вставка функції  панелі інструментів Стандартна, або виберіть команду Вставка | Функція. На екрані відобразиться діалогове вікно Майстер функцій (рис. 3.4.) - крок 1 з 2, яке складається з двох частин:

* Категорія зі списком дванадцяти категорій функцій;

* Функція зі списком імен функцій, що входять в обрану категорію.

Категорія Повний алфавітний перелік містить всі вбудовані функції і їхні імена впорядковані за абеткою, категорія 10 недавно використовуваних містить імена десяти останніх застосовуваних функцій. Ця категорія прискорює виклик функцій, постійно використовуваних користувачем.

Рис. 3.4 - Діалогове вікно «Майстер функцій»

3. Функція sin відноситься до категорії Математичні. Виберіть цю функцію і натисніть кнопку ОК. На екрані відобразиться панель формул (рис. 3.5.).

Рис. 3.5 - Панель формул

У поле Число вводиться аргумент функції - у розглянутому прикладі це значення, яке знаходиться в чарунці А1, на яку необхідно здійснити посилання. Після натискання кнопки ОК в чарунку b1 буде введена формула:

=sin(А1)

Відмітимо, що при використанні майстра функції перед введенням формули в чарунку не потрібно вводити знак =, він вставляється у формулу автоматично.

Таким чином ми знайшли значення функції sin(х) для значення х з чарунки a1. Тепер нам залишилося знайти значення цієї функції для діапазону А2:А21. Для цього:

1. Виберіть чарунку b1.

2. Розташуєте покажчик миші на маркері заповнення виділеної чарунки і пробуксируйте його вниз на діапазон B2:B21.

Процес створення таблиці значень функції завершено (рис. 3.6).

На рис. 3.6 на лівому робочому листі приведені формули, введені в чарунки робочого листа. Для того щоб в чарунках робочого листа відображалися не значення, а формули, треба вибрати команду Сервіс | Параметри і на вкладці Вид діалогового вікна Параметри в групі Параметри встановити прапорець формули.

На правому робочому листі рис. 3.6 приведений результат табуляції функції, на якому дані приведені до загального виду, а саме:

Рис. 3.6 - Результат табуляції функції

Значення аргументу виведені в числовому форматі з точністю до одного знаку після десяткової крапки, а значення функції - з точністю до двох знаків після десяткової крапки. Для форматування даних необхідно вибрати команду Формат | Чарунки. У діалоговому вікні, що з'явилося, Формат чарунок на вкладці Число в списку Числові формати виберіть Числовий, а в полі Число десяткових знаків уведіть необхідне число. Натисніть кнопку ОК. Дані в вибраних чарунках будуть відформатовані, як показано на правому робочому листі рис. 3.6.

Побудова графіка

У попередньому розділі була створена таблиця значень функції sin(х) з відформатованними даними. Перейдемо тепер до конструювання графіка цієї функції за існуючою таблицею значень аргументів і відповідних значень функції. Для цього:

1. Виберіть команду Вставка | Діаграма.

2. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм на вкладці Стандартні в списку Тип виберіть варіант Графік, а в списку Вид вкажіть стандартний графік (рис. 3.7.). Натисніть кнопку Далі.

3. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 2 з 4): джерело даних діаграми (яке пізніше перейменовується у вікно Вихідні дані) на вкладці Діапазон даних виберіть перемикач Ряди в стовпцях, тому що дані розташовуються в стовпцях. У поле введення Діапазон приведіть посилання на діапазон чарунок В1:В21, значення з який відкладаються уздовж осі ординат (рис. 3.8).

Рис. 3.7. Вкладка «Стандартні» діалогового вікна «Майстер діаграм»: «Тип діаграми»

Рис. 3.8 - Вкладка «Діапазон даних» діалогового вікна «Вихідні дані»

Щоб уникнути помилок, посилання на цей діапазон у поле введення Діапазон вводите не з клавіатури, а шляхом його вибору на робочому листі. У даному випадку, =лист1!$В1 $:$В$21 Зверніть увагу на отриманий графік функції, відображуваний на вкладці Діапазон даних. У ньому по осі ординат відкладаються значення функції, а от по осі абсцис порядкові номери крапок, а не значення аргументу. Для того щоб по осі абсцис відкладалися значення аргументу, треба скористатися вкладкою Ряд.

4. На вкладці Ряд у поле введення Підпису осі X приведіть посилання на діапазон чарунок a1:a21, значення з який відкладаються по осі абсцис (рис. 3.9). Посилання на цей діапазон уводите не з клавіатури, а шляхом його вибору на робочому листі. У даному випадку, =лист1!$А$1:$А$21. Якщо в цьому полі введення не вказувати посилання ні на який діапазон, то дані, що відкладаються по

осі ординат, нумеруються в звичайному порядку, починаючи з 1, а вздовж осі абсцис будуть розміщатися їхні порядкові номери. У списку Ряд приводяться ряди даних, що відкладаються по осі ординат (у нашому випадку мається тільки один ряд даних). Ці ряди автоматично визначаються на основі посилання, зазначеної в полі введення Діапазон попереднього кроку алгоритму. У поле Значення автоматично виводиться посилання на діапазон, що відповідає обраному ряду зі списку Ряд. У полі введення Ім'я відображається посилання на чарунку, у якій міститься заголовок відповідного ряду. Цей заголовок надалі використовується майстром діаграм для створення легенди. Легенда в діаграмі потрібно для того, щоб розрізняти кілька рядів даних ординат, що відкладаються по осі. У нашому випадку мається тільки один ряд даних, тому легенда нам не буде потрібно. Отже, у поле введення Ім'я вводити нічого не треба. Натисніть кнопку Далі.

5. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 3 з 4): параметри діаграми на вкладці Заголовки в поле Назва діаграми введіть графік, у полі Вісь X (категорій) введіть х, у поле Вісь Y (значень) введіть у (рис. 3.10). На вкладці Легенда зніміть прапорець Додати легенду. Натисніть кнопку Далі.

6. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 4 з 4): розміщення діаграми виберіть перемикач Помістити діаграму на листі наявному (рис. 3.11). Діаграма буде впроваджена в робочий лист, ім'я якого вказується у відповідному списку. Якщо вибрати перемикач Помістити діаграму на листі окремому, то діаграма з'явиться на листі діаграм. Натисніть кнопку Готово.

Рис. 3.9 - Вкладка «Ряд» діалогового вікна «Вихідні дані»

Рис. 3.10 - Вкладка «Заголовки» діалогового вікна «Майстер діаграм» (крок 3 з 4): «параметри діаграми»

Рис. 3.11 - Діалогове вікно «Майстер діаграм»: «розміщення діаграми»

Рис. 3.12 - Результат побудови графіка функції

Отже, діаграма побудована (рис. 3.12). Тепер, використовуючи маркери зміни розмірів, можна поміняти її розмір, а також розмістити діаграму в потрібному місці робочого листа. Крім того, припустимі редагування і виправлення зовнішнього вигляду будь-якого елемента діаграми. Для цього досить його виділити, натиснути на праву кнопку миші і в контекстному меню, що з`явилося, вибрати команду редагування цього елемента.

Розглянемо найбільше часто уживані стандартні математичні функції робочого листа приведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1 - Математичні функції

Графік функції з двома умовами

Графік будується за принципами, поданими в пункті «Побудова графіка функції», за винятком того, що в чарунку B1 вводиться формула:

=ЕСЛИ (А1?0; (1+2*cos(A1)^2)^(1/2); 1+ABS (2*sin (3*A1)))

Необхідно звернути увагу на те, що для піднесення до степеня використовується відповідна операція «^», а не функція робочого листа СТЕПЕНЬ. В обох випадках виходить той самий результат, але використання операції піднесення до степеня тут більш вдале, тому що робить код більш очевидним.

У коді фігурує функція логічного розгалуження ЕСЛИ (if), яка має наступний синтаксис:

ЕСЛИ (лог_вираз; значення_ЕСЛИ_істина; значення_ ЕСЛИ _хибне)

Розглянемо її аргументи:

- лог_вираз - це будь-яке значення чи вираз, що приймає значення істина чи хибне. Даний аргумент може бути використаний у будь-якому операторі порівняння.

- значення_ЕСЛИ_істина - це значення, що повертається, якщо лог_вьраз дорівнює істина.

- значення_ ЕСЛИ _хибне - це значення, що повертається, якщо лог_вираз дорівнює хибне.

Крім функції ЕСЛИ в MS Excel є ще дві функції, які використовують логічні умови:

СЧЕТЕСЛИ (COUNTIF) - підраховує кількість чарунок внутрі діапазону, що задовольняє даному критерію;

CУММЕСЛИ (SUMIF) - підсумовує значення тих чарунок діапазону, що задовольняють даному критерію.

Графік функції з трьома умовами

Графік будується за принципами, поданими в пункті. «Побудова графіка функції», за винятком того, що в чарунку B1 вводиться формула:

=ЕСЛИ (А1<0.2; 1+LN (l+Al); ЕСЛИ (А1>0.8; 2*ЕХР (5*А1); (1+А1^3)/(1+A1)))

Два графіки в одній системі координат

Розглянемо приклад побудови в одній системі координат при x?[-2; 2] графіків наступних двох функцій:

у = 2 cos(x)

z = 3 sin(x²) - cos(x)

Процес побудов складається з наступних етапів:

1. В чарунки A1, B1 і С1 вводимо відповідно х, у і z.

2. Виділяємо діапазон a1:c1. Виберіть команду Формат | Чарунки. На вкладці Вирівнювання діалогового вікна, що з'явилося, Формат чарунок у групі Вирівнювання в списку по горизонталі вкажіть значення по правому краю. Натисніть кнопку ОК. Заголовки стовпців виявляться вирівняними по правому краю.

3. У діапазон чарунок А2:А22 уведіть значення аргументу х від -2 до 2 з кроком 0,2.

4. В чарунки В2 і C2 dведіть формули

=2*COS(A2)

=3*SIN (A2^2) - COS(A2)

5. Виділите діапазон B2:C2, розташуєте покажчик миші на маркері заповнення цього діапазону і пробуксируйте його вниз так, щоб заповнити діапазон B3:C22.

6. Виберіть команду Вставка | Діаграма.

7. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 1 з 4): тип діаграми на вкладці Стандартні в списку Тип виберіть значення Графік, а в списку Вид укажіть стандартний графік. Натисніть кнопку Далі.

8. У вікні, що з'явилося, Вихідні дані на вкладці Діапазон даних виберіть перемикач Ряди в стовпцях, тому що дані розташовуються в стовпцях. У поле введення Діапазон введіть посилання на діапазон даних В2:С22, значення з який відкладаються уздовж осі ординат.

9. На вкладці Рад діалогового вікна Вихідні дані в поле введення Підпису осі X укажіть посилання на діапазон А2:А22, значення з який відкладаються по осі абсцис (мал. 3.13). У списку Ряд приводяться ряди даних, що відкладаються по осі ординат (у нашому випадку мається два ряди даних). Ці ряди автоматично визначаються на основі посилання, зазначені в полі введення Діапазон попереднього кроку алгоритму. У поле Значення автоматично виводиться посилання на діапазон, що відповідає обраному ряду зі списку Ряд. У поле введення Ім'я відображається посилання на чарунку, у якій міститься заголовок відповідного ряду. Цей заголовок надалі використовується майстром діаграм для створення легенди.

Рис. 3.13 - Вкладка «Ряд» діалогового вікна «Вихідні дані» до задання імен рядів

10. Виберіть у списку Ряд елемент Ряд1. У поле введення Ім'я вкажіть посилання на чарунку В1, значення з який буде використовуватися як ідентифікатор даного ряду. Вводити це посилання треба не з клавіатури, а вибором з робочого листа чарунки В1. Це приведе до того, що в поле Ім'я автоматично буде введене посилання на чарунку в абсолютному форматі. У даному випадку, =лист1!$В$1. Тепер залишилося тільки клацнути на елементі Ряд1 списку Ряд. Це приведе до того, що елемент Ряд1 поміняється на у, тобто на те значення, що міститься в чарунці В1. Аналогічно поступаємо з елементом Ряд2 списку Ряд. Спочатку виберіть його, потім у поле вводу Ім'я зробіть посилання на чарунку С1, а потім клацніть на елементі Ряд2. На мал. 3.14 показана вкладка Ряд діалогового вікна Вихідні дані після завдання імен рядів. Тепер можна натиснути кнопку Далі.

Рис. 3.14 - Вкладка «Ряд» діалогового вікна «Вихідні дані» після завдання імен рядів

11. В діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 3 з 4): параметри діаграми на вкладці Заголовки в поле Назва діаграми введіть Графіка двох функцій, у поле Вісь X (категорій) уведіть х, у поле Вісь Y (значень) введіть у і z. На вкладці Легенда встановіть прапорець Додати легенду. Натисніть кнопку Далі.

12. У діалоговому вікні, що з'явилося, Майстер діаграм (крок 4 з 4): розміщення діаграми виберіть перемикач Помістити діаграму на листі наявному. Діаграма буде впроваджена в робочий лист, ім'я якого вказується у відповідному списку. Якщо вибрати перемикач Помістити діаграму на листі окремому, то діаграма буде поміщена на листі діаграм. Натисніть кнопку Готово. Результат пророблених кроків представлений на рис. 3.15.

Рис. 3.15 - Графіки функцій у(х) і z(x), побудовані в одній системі координат

Для більшої презентабельності побудованої діаграми в ній були зроблені наступні зміни в порівнянні з оригіналом.

- Змінена орієнтація підпису осі ординат з вертикальної на горизонтальну. Для цього виберіть підпис осі ординат. Натисніть праву кнопку миші й у контекстному меню вкажіть команду Формат назви осі. На вкладці Вирівнювання діалогового вікна формат назви осі в групі Орієнтація установите горизонтальну орієнтацію. Натисніть кнопку ОК.

- Для того щоб користувачу було легше відрізнити, яка лінія є графіком функції у, а яка - z, змінений вид графіка функції z. З цією метою виділіть графік функції z. Натисніть праву кнопку миші й у контекстному меню виберіть команду Формат рядів даних. На вкладці Вид діалогового вікна Формат ряду даних, використовуючи елементи керування груп Маркер і Лінія, установите необхідний вид лінії графіка. Натисніть кнопку ОК.

- Змінений фон графіка. З цією метою виділіть діаграму (але не область побудови). Натисніть праву кнопку миші й у контекстному меню виберіть команду Формат області діаграми. На вкладці Вид діалогового вікна Формат області діаграми установите прапорець округлені кути, а використовуючи елементи керування групи Заливання, установите колір і вид заливання фону. Натисніть кнопку ОК.

Література

1. Бухвалов А.В. и др. Финансовые вычисления для профессионалов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001.-320 с. ил.

2. Гарнаев А.Ю. Excel, VBA, Internet в экономике и финансах. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 816 с.:ил.

3. Евдокимов В.В. и др. Экономическая информатика. Учебник для вузов. Под ред. Д.э.н., проф. В.В. Евдокимова. - СПб.: Питер, 1997. - 592 с.

4. Згуровський М.З., Коваленко І.І., Міхайленко В.М. Вступ до комп'ютерних інформаційних технологій: Навч.посіб. - К.: Вид-во Європ. ун-ту (фінанси, інформ. системи, менеджм. і бізнес), 2000. - 265 с.

5. Информатика. Базовый курс/ Симонович С.В. и др. - СПб.: Питер, 2000. - 640 с.:ил.

6. Карлберг, Конрад. Бизнес-анализ с помощью Excel.: Пер с англ. - К.: Диалектика, 1997. - 448 с.: ил.

7. Лук`янова В.В. Комп`ютерний аналіз даних: Посібник. - К.: Видавничий центр «Академія», 2003. - 344 с. (Альма-матер)

Размещено на Allbest.ru