Зміст
Передмова 3
План заняття 5
Хід заняття 6
Перелік використаних джерел 16
Додаток 1 Методичні рекомендації до практичної роботи
Додаток 2 Комп’ютерний тест перевірки знань
Додаток 3 Презентація «Розв’язування задач за допомогою функцій табличного процесора Excel»
Передмова
Конкурентну спроможність на сучасному ринку праці визначає розвиток розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, здатність і готовність до розв’язання комплексних задач, критичного мислення, творчості, когнітивної гнучкості, співпраці, здійснення інноваційної діяльності, грамотної та швидкої підготовки технічної документації.
Проектування автоматичних систем містить ряд послідовних дій. Вони строго визначені нормативними документами і вказівками. Найчастіше це послідовність однотипних розрахунків, результати яких залежать від найменування і кількості обладнання, розмірів приміщень та будівель, професій та кількості робітників, зайнятих на ремонті, матеріалів та запчастин, а також розрахунку фондів заробітної плати та інше. Розрахунки можна значно спростити, шляхом застосування програмних продуктів. Сучасна людина має добре орієнтуватися в потоці інформації, вміти представляти інформацію в табличній формі і робити обчислення з використанням табличних процесорів, прикладом яких є офісна програма MS Excel.
Дана розробка спрямована на закріплення відомих способів дій та отримання нових навичок роботи студентів із математичними функціями табличного процесора.
Міждисциплінарні зв'язки дозволяють виховувати допитливість, прагнення пізнавати нове, розширювати кругозір. На занятті показано тісний взаємозв'язок із вищою математикою, електротехнікою та інформатикою.
Практична робота супроводжується мультимедійною презентацією «Розв’язування задач за допомогою функцій табличного процесора Excel», тестуванням студентів через програму «My test», використанням програми LightShot, яка допомагає перевіряти діяльність студентів на різних етапах роботи, скрайбінг-фасилітацією, виконанням інтерактивних вправ у сервісі Learning app.
ХІД ЗАНЯТТЯ
1 Організаційна частина (Слайд 1)
1.1 Привітання. Організація уваги студентів. Створення сприятливого психологічного клімату на занятті.
1.2 Перевірка готовності студентів і устаткування до заняття. Перевірка присутніх.
2 Ознайомлення студентів із темою та метою заняття. Мотивація навчальної діяльності
2.1 Оголошення теми, мети заняття
Слово викладача
Тема заняття: «Розв’язування задач за допомогою функцій табличного процесора Excel».
У результаті вивчення теми студенти повинні:
знати: розподіл функцій за групами, порядок введення формул, можливості функцій, їх запис.
вміти: вводити, редагувати і форматувати дані, формули та функції, виконувати математичні розрахунки, працювати із функціями, які виконують дії над матрицями, правильно робити вибір функції залежно від конкретної ситуації.
2.2 Пояснення важливості вивчення даної теми
Слово викладача
У даний час відбувається стрімкий розвиток глобального процесу інформатизації суспільства. При цьому кардинальним чином змінюється все інформаційне середовище, нові інформаційні технології впроваджуються практично у всі сфери соціальної практики і стають невід'ємною частиною нової інформаційної культури людства. Програма Excel – це програма, вивчення якої відкриває великі можливості перед студентами. За допомогою даного електронного процесора, ми можемо виконувати різні розрахунки, будувати діаграми та графіки, а також застосовувати навички при розрахунках питань економічної частини дипломного проекту. Навчаємося творчо підходити до праці, реалізовувати пошук раціональних рішень із певних практичних питань.
3 Актуалізація опорних знань
Слово викладача
Почнемо з повторення теоретичного матеріалу і перевірки домашнього завдання. Увага на екран! Дайте відповіді на запитання, подані на слайдах 2-3 (Додаток 3).
/
Слайд 2
/
Слайд 3
Вирішимо інтерактивну вправу:
/
Слайд 3
Комп’ютерне тестування (Додаток 2).
Ми вже не раз переконувались, що засоби MS Excel значно допомагають, якщо потрібно зробити багато типових математичних розрахунків: збільшується швидкість обчислень, підвищується їх надійність, а також такі завдання закріплюють вміння правильно визначати порядок дій у прикладах.
4 Інструктаж щодо виконання роботи, з техніки безпеки
4.1 Слово викладача
Сьогодні ми розглянемо можливості функцій табличного процесора Excel при розв’язуванні задач. Задачі будуть за темами, які ви вивчали раніше з електротехніки та вищої математики. Для розв’язування цих задач, познайомимось із деякими математичними функціями, які працюють із матрицями. Це дуже потужний обчислювальний засіб Excel, який дозволяє працювати з блоками робочого листа як з окремими комірками.
Наприклад, необхідно скласти дві матриці розміру 3 на 3. Елементи першої матриці (9 елементів) розмістимо в діапазоні A1:C3, другий – у діапазоні E1: G3. Під результат виділимо діапазон A5:C7. Після чого, не знімаючи виділення, введемо формулу =A1:C3+E1:G3, натиснувши комбінацію клавіш Ctrl+Shift+Enter. В комірках інтервалу A5:C7 ми побачимо суму відповідних елементів матриць, а в рядку формул – запис формули {=A1:C +E1:G3}.
Для матричних операцій в Excel передбачені функції із категорії «Математичні»:
МОПРЕД(матриця) – обчислення визначника матриці;
МОБР(матриця) – обчислення оберненої матриці;
МУМНОЖ(матриця1;матриця2) – множення матриць.
Перша з цих функцій, як результат, повертає число (визначник матриці), тому вводиться як звичайна формула. Останні дві повертають блок комірок, тому повинні вводитися як табличні формули (Ctrl+Shift+Enter).
4.2 Ознайомлення студентів з правилами техніки безпеки
Починаючи роботу на ПК, необхідно завжди пам`ятати, що це дуже складна і дорога апаратура, яка потребує акуратного й обережного ставлення до неї, високої самодисципліни на всіх етапах роботи з комп`ютером.
Напруга живлення ПК (220 В) є небезпечною для життя людини. Користувач практично має справу лише з декількома вимикачами живлення і, щоб вони не стали небезпечними для користувача, необхідно знати та чітко виконувати ряд правил техніки безпеки. Це допоможе уникнути нещасних випадків і зберегти здоров`я та гарантує збереження апаратури.
Забороняється:
торкатися до дротів живлення і пристроїв заземлення, з`єднувальних приладів;
намагатись самостійно усунути виявлену несправність у роботі апаратури;
класти на апаратуру сторонні предмети;
працювати на комп`ютері у вологому одязі і вологими руками;
розбирати комп`ютер;
сильно бити або натискувати клавіші;
ходити по лабораторії без дозволу викладача;
працювати при появі диму, сторонніх звуків.
4.3 Розв’язування задачі
Розв’яжемо задачу з електротехніки, використовуючи математичні функції Excel.
Дано два джерела з ЕРС E1 = 10 B з внутрішнім опором R01 = 1 Ом, E2 = 8 В з внутрішнім опором R02 = 2 Ом. Активний опір R = 6 Ом. Елементи кола з'єднані за схемою, показаною на рисунку 1. Знайти силу струму у всіх гілках.
Дано:
E1 = 10B
E2 = 8B
R01 = 1Ом
R02 = 2Ом
R = 6 Oм
Знайти: І1, І2, І3.
Рішення:
Запишемо рівняння законів Кірхгофа як зазначено на рисунку 1.
Знайдемо силу струму в гілках, розв’язавши систему лінійних рівнянь. Для цього скористаємося методом Крамера і методом оберненої матриці.
Метод Крамера.
Виходячи з умов завдання, складемо матрицю А та вектор В:
.
Щоб розв’язавши систему лінійних алгебраїчних рівнянь,
необхідно скласти три допоміжні матриці, змінюючи послідовно стовпці матриці А на стовпець В (рис. 2).
/
Рис. 2
Для подальшого розв’язування необхідно розрахувати визначники матриці А, допоміжні визначники матриць А1-А3.
Встановимо курсор у комірку G7 і викликаємо майстра функцій. У категорії МАТЕМАТИЧНІ виберемо функцію МОПРЕД, призначену для обчислення визначника матриці, і перейдемо до другого кроку майстра функцій. Діалогове вікно, що з'являється на другому кроці, містить поле введення Масиву. У цьому полі вказуємо діапазон матриці, визначник якої обчислюємо. У нашому випадку це комірки B3:D5.
Для обчислення допоміжних визначників введемо формули:
G8=МОПРЕД(B7:D9)
G9=МОПРЕД(B11:D13)
G10=МОПРЕД(B15:D17) (рис.3)
/
Рис.3
В результаті в комірці G7 зберігається головний визначник, а в комірках G8:G10 – допоміжні. Скористаємося формулами Крамера і розділимо послідовно допоміжні визначники на головний. У комірку Н12 введемо формулу = G8 /$G$7. Потім скопіюємо її вміст у комірки Н9, Н10. Сили струму в гілках знайдено.
Розглянемо другий спосіб: метод оберненої матриці.
Обидві частини матричного рівняння помножимо зліва на обернену матрицю А-1. Отримаємо A-1´A´X=A-1´B. Оскільки A-1´A=E, де E – одинична матриця (діагональна матриця, у якої по головній діагоналі розташовані одиниці). Тоді рішення системи запишеться в наступному вигляді І=X = A-1 ´B.
Для розв’язання системи методом оберненої матриці необхідно обчислити матрицю, обернену до А. Звернемося до майстра функцій, у категорії МАТЕМАТИЧНІ виберемо функцію МОБР, призначену для обчислення оберненої матриці.
У нашому випадку робочий лист набуде вигляду (рис.4):
/
Рис.4
Зараз необхідно помножити отриману обернену матрицю на вектор В. Виділимо комірки для зберігання результативного вектора, наприклад S7:S9. Звернемося до майстра функцій і в категорії МАТЕМАТИЧНІ виберемо функцію МУМНОЖ, яка призначена для множення матриць. Нагадую, що множення матриці А дорівнює кількості рядків матриці В. Крім того, при множенні матриць важливий порядок співмножників, тобто АВ ≠ ВА.
Заповнюємо поля масивів, натискаємо комбінацію клавіш Ctrl+Shift+Enter. У нашому випадку результати обчислень, знаходяться в комірках S7:S9 (рис.5).
/
Рис.5
Наші результати, отримані двома способами, збігаються. Робимо висновок, що знайдена сила струму в гілках розрахована правильно.
Самостійно виконайте завдання, згідно з вашим варіантом, використовуючи можливості табличного процесора Excel, дайте відповіді на контрольні запитання.
5 Видача завдань для виконання роботи (Додаток 1)
Виконання завдань студентами
Практичні завдання по варіантах. Використання програми LightShot.
Оформлення індивідуального звіту виконаної роботи, підготовка висновків
8 Захист роботи
Викладач аналізує результати тесту, контролює виконання практичного завдання кожного студента і виставляє студентам оцінки. Коригування оцінки відбувається за допомогою оцінок комп’ютерного тестування.
9 Підведення підсумків
Інтерактивна вправа «Мікрофон»
Сьогодні на занятті для мене було важливим…
Найскладнішим під час роботи для мене було…
Мені сподобалося при роботі з математичними функціями Excel…
Я вважаю тему заняття важливою тому, що…
10. Домашнє завдання: оформити звіт, підготуватись до практичного заняття «Статистичний аналіз даних», опрацювати тему, винесену на самостійне вивчення: «Опрацювання табличної інформації за допомогою логічних, математичних та статистичних функцій», законспектувавши [2] с.161-164
Перелік використаних джерел
Ананьєв О. М., Білик В. М., Гончарук Я. А. Інформаційні системи і технології в комерційній діяльності: підруч. для студ. ВНЗ. – Л. : Новий Світ – 2000, 2006. – 584 с.
Литвин І.І., Конончук О.М., Дещинський Ю.Л. Інформатика: теоретичні основи і практикум. – Львів, «Новий Світ – 2000», 2004. – 298 с.
Береза А. М. Інформаційні системи і технології в економіці: Навч.- метод. посіб. для самостійного вивчення дисципліни / Київський національний економічний ун-т. – К. : КНЕУ, 2002.– 80 с.
Авер’янов Г.П., Дмитриєва В.В. Сучасна інформатика. – М.: НІЯУ МІФІ, 2011. – 436 с.
Гужва В.М. Інформаційні системи і технології на підприємствах: Навч. посібник. – К.:КНЕУ, 2001.– 400 с.
Рудикова Л.В. «Microsoft Office Excel для студента» / Л.В. Рудикова.– Видавництво – «Бхв-Петербург», 2005. – 368 с.
Дибкова Л.М. Інформатика та комп'ютерна техніка: Посібник для студентів вищих навч.закладів. / Л.М. Дибкова. – К.:«Академвидав», 2002.–320 с.
Енгель П.С. Інформатика та комп’ютерна техніка: Навч. посібник для студ. вищих навч. закладів/ П.С. Енгель, М.В. Макарова, Є.Я. Єлізаров та ін. – К.: НМЦ «Укоопосвіта», 2000. – 268 с.
Додаток 1
Методичні рекомендації до практичної роботи
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1
Тема: Розв’язування задач за допомогою функцій табличного процесора
Excel.
Мета: сформувати навички роботи з математичними функціями табличного процесора та їх вибором.
Матеріально-технічне оснащення робочого місця: персональні комп’ютери, мультимедійний проектор, методичні рекомендації до виконання практичних робіт, презентація «Розв’язування задач за допомогою функцій табличного процесора Excel»», стенд «Електронні таблиці», комп’ютерний тест.
У результаті вивчення теми студенти повинні:
знати: розподіл функцій за групами, порядок введення формул, можливості функцій, їх запис.
вміти: вводити, редагувати і форматувати дані, формули та функції, виконувати математичні розрахунки, працювати з функціями, які виконують дії над матрицями, правильно робити вибір функції залежно від конкретної ситуації.
Рекомендована література:
основна:
1. Васильєв, О.М. Наукові обчислення в Microsoft Excel. Рішення практичних завдань / О.М. Васильєв – М.: Діалектика, 2004. – 512 с.
2. Литвин І.І., Конончук О.М., Дещинський Ю.Л. Інформатика: теоретичні основи і практикум. – Львів, «Новий Світ – 2000», 2004. – 298 с.
допоміжна:
1. Авер’янов Г.П., Дмитриєва В.В. Сучасна інформатика.– М.: НІЯУ МІФІ, 2011. – 436 с.
Теоретичні відомості
Для матричних операцій в Excel передбачені функції з категорії «Математичні»:
1. МОПРЕД(матриця) – обчислення визначника матриці;
2. МОБР(матриця) – обчислення оберненої матриці;
3. МУМНОЖ(матриця1;матриця2) – множення матриць.
Функція МОПРЕД(матриця) повертає число (визначник матриці), тому вводиться як звичайна формула. Функції МОБР(матриця) і МУМНОЖ(матриця1;матриця2) повертають блок комірок, тому вводяться як табличні формули (Ctrl+Shift+Enter).
Приклад дії матричних функцій.
Дано два джерела з ЕРС E1 = 10 B з внутрішнім опором R01 = 1 Ом, E2 = 8 В з внутрішнім опором R02 = 2 Ом. Резистор R має опір R = 6 Ом. Елементи кола з'єднані за схемою, показаною на рисунку 1. Знайти силу струму у всіх гілках.
Рішення:
Запишемо рівняння законів Кірхгофа, як зазначено на рисунку 1.
Знайдемо силу струму в гілках, розв’язавши систему лінійних рівнянь. Для цього скористаємося методом Крамера і методом оберненої матриці.
Метод Крамера.
Виходячи з умов завдання складемо матрицю А та вектор В:
.
Для подальшого розв’язування необхідно розрахувати визначники матриці А, допоміжні визначники матриць А1-А3. У категорії МАТЕМАТИЧНІ виберемо функцію МОПРЕД. У цьому полі вказуємо діапазон матриці, визначник якої обчислюємо.
Скориставшись формулами Крамера, поділимо послідовно допоміжні визначники на головний. Сила струму знайдена.
Метод оберненої матриці.
AX=B
Обидві частини матричного рівняння помножимо на обернену матрицю А-1. Отримаємо A-1´A´X=A-1´B. Оскільки A-1´A=E, де E – одинична матриця, рішення системи запишеться в наступному вигляді І=X = A-1 ´B.
Для розв’язання системи методом оберненої матриці необхідно обчислити матрицю обернену до А за допомогою функції МОБР.
Помножимо обернену матрицю на вектор В за допомогою функції МУМНОЖ, яка призначена для множення матриць.
Наші результати, отримані двома способами, збігаються. Робимо висновок, що знайдена сила струму в гілках розрахована вірно.
Завдання
Виконайте завдання для самостійного рішення, згідно з вашим варіантом, використовуючи можливості табличного процесора Excel.
Варіант 1
1.1 1.2
Варіант 2
2.1 2.2
Варіант 3
3.1 3.2
Варіант 4
4.1 4.2
Варіант 5
5.1 5.2
Варіант 6
6.1 6.2
Варіант 7
7.1 7.2
Варіант 8
8.1 8.2
Варіант 9
9.1 9.2
Варіант 10
10.1 10.2
Варіант 11
11.1 11.2
Варіант 12
12.1 12.2
Варіант 13
13.1 13.2
Варіант 14
14.1 14.2
Результати показати викладачеві, обидва способи розв’язання системи рівнянь зберегти у власну папку за допомогою програми LightShot.
Дайте відповіді на контрольні запитання:
Наведіть приклади математичних функцій.
Які математичні функції роботи з масивами вам знайомі?
Дайте характеристику функції МОПРЕД, МОБР, МУМНОЖ.
Чим відрізняється введення функцій МОПРЕД від МОБР, МУМНОЖ?
5. Привести у порядок робоче місце.
Додаток 2
Комп’ютерний тест перевірки засвоєння знань
Групу комірок, що утворюють прямокутник, називають:
прямокутником комірок
діапазоном комірок
інтервалом комірок
ярликом
Яку команду в меню можна вибрати для збереження книги під іншим ім'ям або в іншій папці
Файл - Сохранить
Файл - Сохранить как
Файл - Свойства
Файл - Сохранить рабочую область
Сучасні програми дають можливість створювати електронні таблиці, що містять:
більше 5 млн комірок
не більше 1 млн комірок
кількість комірок у робочій книзі необмежено
50000 комірок
Документ, який створюється за замовчуванням додатком MS Excel, називається:
Документ1
Ім'я спочатку задається користувачем
Без імені
Книга1
Комірка електронної таблиці визначається:
іменами стовпців
областю перетину рядків і стовпців
номерами рядків
ім'ям, зазначеним користувачем
Електронна таблиця – це:
пристрій введення графічної інформації в ПК
комп'ютерний еквівалент звичайної таблиці, в комірках якої записані дані різних типів
пристрій введення числової інформації в ПК
програма, призначена для роботи з текстом
Файли, яких форматів дозволяє відкривати Microsoft Excel?
З розширенням .doc
З розширенням .mdb
З розширенням . xlsх
З розширенням .bmp
Основними елементами електронної таблиці є:
функції
комірки
дані
посилання
Діаграми MS Excel будуються на основі:
активної книги MS Excel
даних таблиці
виділених комірок таблиці
робочого листа книги MS Excel
Всі операції з робочими листами знаходяться:
в меню Главная
в контекстному меню до ярлика робочого листа
в меню Данные
в меню Вставка
Дані, що містяться в комірці, можна редагувати:
в меню
в рядку формул
в комірці
в спеціальному вікні
Щоб змінити вигляд адресації комірки, потрібно встановити курсор поруч із змінною адресою у формулі розрахунку і:
натиснути клавішу F5
натиснути клавішу Shift
натиснути клавішу Alt
натиснути клавішу F4
Як можна підтвердити введення цифр у комірку?
Натиснути клавішу з клавіатури ENTER
Натиснути клавіші з клавіатури ALT+ENTER
Натиснути кнопку 1
Натиснути кнопку 2
Для встановлення взаємозв'язку між діапазонами використовується процедура:
копіювання
спеціальної вставки
заміни
переміщення
Функція СУММ() відноситься до категорії:
логічні
математичні
текстові
статистичні
Діапазон комірок електронної таблиці задається:
номерами строк першої та останньої комірки
іменами стовпців першої та останньої комірки
зазначенням посилань на першу і останню комірку
ім'ям, яке присвоює користувач
Заголовки стовпців позначаються:
арабськими цифрами
латинськими буквами
лист 1, лист 2 і т.д.
римськими цифрами
Введення формули в MS Excel починається зі знака:
плюс
в залежності від знака даних, що вводяться
=
пробіл
З даними яких форматів не працює MS Excel:
текстовий
числовий
грошовий
дата
час
працює з усіма перерахованими форматами даних
Функція ЕСЛИ () відноситься до категорії:
логічні
математичні
статистичні
текстові