Построение графиков функций и плоскостей в Microsoft Excel

Microsoft Excel - ведущая программа обработки электронных таблиц. Электронные таблицы позволяют производить обработку чисел и текста, задавать формулы и функции для автоматического выполнения, прогнозировать бюджет на основе сценария, представлять данные в виде диаграмм, публиковать рабочие листы в Интернете и т.д. В связи с этим компьютер является одним из средств применения важнейшего из принципов обучения — наглядности. Применение данной программы формирует и развивает образное, визуальное, пространственное мышление, что облегчает задачу восприятия, понимания, осмысления и усвоения учебного материала.

В своей работе я использовал программу Microsoft Excel для создания графиков функции и показал применение их к решению задач. По теме «Построение графиков функции в Microsoft Excel» существует недостаточно научной литературы. Так данную тему рассматривают М. Додж и К. Стинсон в книге «Эффективная работа с Microsoft Excel». Не менее интересна рассказывается в книге Л.В. Рудиковой «Microsoft Excel для студента». При работе над рефератом я использовал также книгу Р.Б. Райхмиста «Графики функций».

Диаграммы Excel дают возможность графического представления различных числовых данных. Для построения диаграмм следует предварительно подготовить диапазон необходимых данных, а затем воспользоваться командой Вставка/диаграмма или соответствующей кнопкой «Мастера диаграмм» на панели инструментов Стандартная.

В Excel можно строить два типа диаграмм: внедренные и диаграммы на отдельных листах. Внедренные диаграммы создаются на рабочем листе рядом с таблицами, данными и текстом и, используются при создании отчетов. Диаграммы на отдельном листе удобны для подготовки слайдов или для вывода на печать.

Excel предлагает различные типы диаграмм и предусматривает широкий спектр возможностей для их изменения (типа диаграммы, надписей, легенды и т.д.) и для форматирования всех объектов диаграммы. Форматирование достигается использованием соответствующих команд панели инструментов Диаграммы или с помощью контекстного меню соответствующего объекта диаграммы («достаточно щелкнуть правой кнопкой мыши на нужном объекте и из контекстного меню выбрать команду Формат»).

ДВА ТИПА ГРАФИКОВ ФУНКЦИЙ В EXCEL

Будем считать, что функции, графики которых нам надо строить всегда расположенных в столбцах. Причем в столбце а пусть находятся значения переменной х, а в столбцах В, С…значения функций f1.f2,…соответственно.

В Excel’е есть специальный тип диаграммы "график". При помощи него можно построить график зависимости данных в столбце (например, В) от номера строчки. Независимо от того, какие подписи оси категорий мы зададим. (Даже если по оси Х будут подписаны значения из столбца А, график не будет выражать зависимость f1(x) в общем случае). Строится как самая обычная диаграмма. Можно строить несколько графиков функций на одной диаграмме. Если столбец А содержит арифметическую прогрессию, то можно считать, что график построенной функции выражает зависимость f1(x). Такой метод построения графика функции удобен, если дана протабулированная функция. На шаге 2 в качестве диапазона надо указать соответствующие ячейки столбца В, а на вкладке “Ряд” в строчке “Подписи по оси Х” указать соответствующие ячейки столбца А.

Второй метод построения графика зависимости «более универсален. Надо строить диаграмму типа “Точечная”. (Если выбрать третий вид, то она совсем будет похожа на график). На втором шаге в качестве диапазона указываем столбец В. А на вкладке ряд в качестве “Значения Х” указываем столбец А. Если мы хотим построить несколько графиков (например, графики функций f1 и f2) на одной диаграмме, надо нажать кнопку “Добавить”, и для добавленого ряда указать в графе “Значения Y” - столбец С, в графе “Значения Х” - столбец А». Аналогично с помощью диаграммы типа “Точечная” можно нарисовать график какой-нибудь нетривиальной зависимости. Например, f1(f2).

Операции, которые можно проводить с диаграммами.

С диаграммами можно проводить следующие операции:

• Добавлять и удалять ряды данных с помощью мастера диаграмм либо из контекстного меню диаграммы командой Исходные данные. Возможно также использование клавиши , перетаскивание мышью данных на построенную диаграмму.
• Изменять «редактировать» данные в диаграмме и на рабочем листе – с помощью средства Подбор параметра (если данные, на которых построена диаграмма, выражены через формулу).
• Переставлять ряды данных на диаграмме (это касается, в основном диаграмм гистограммного типа).
• Вставлять текст в любом месте диаграммы – выделить диаграмму, а затем в строке формул ввести необходимый текст, который можно буксировать по всей диаграмме и форматировать как надпись.
• Редактировать, форматировать и добавлять различные элементы диаграмм – с помощью контекстного меню для необходимого объекта диаграммы.
• Изменять пространственную ориентацию трехмерных диаграмм – выделить диаграмму и воспользоваться командой меню Диаграмма/Объёмный вид, можно также щелкнуть мышью на конце любой оси координат – появится «черные крестики», а затем удерживая мышь на одном из них, изменять расположение трехмерной диаграммы в пространстве.
• Добавлять различные графические объекты с помощью кнопок панели инструментов Рисование, либо посредством команд меню Вставка/Рисунок.
• Настраивать оси и выбирать шкалу можно с помощью контекстного меню для данной оси.
• Строить составные диаграммы (различные типы графиков в одной системе координат) используя нестандартные типы диаграмм.
• Изменять типы диаграмм, выбрав команду Тип диаграммы из контекстного меню.
• Создавать рисованные диаграммы (вместо цветовой заливки – рисунки). В этом случае необходимо выбрать некоторый ряд данных и использовать для него команду контекстного меню Формат рядов данных.
• Связывать текст на диаграмме с ячейками рабочего листа.
• Создавать диаграммы на основе структурированных данных.
• Применять диаграммы для анализа данных, т.е. строить личные линии тренда и делать прогнозы.

Построение графиков функций и поверхностей.

Этапы построения графиков функций.

Построение графиков является частным случаем построения диаграмм. Графики выбирают в тех случаях, когда хотят отобразить изменение данных с течением времени. Графики позволяют «анализировать закономерность изменения величин».

Работа по построению графиков функций включает в себя 4 этапа:

• Подготовка диапазона области определения функции с помощью маркера автозаполнения.
• Расчёт значения функции или функций на данном диапазоне, используя формулы и функции рабочего листа Excel и маркер автозаполнения.
• Выделение диапазона области определения и области значения функции или функций и использование мастера построения диаграмм. Для построения графиков лучше использовать типы диаграмм График и Точечная.
• Форматирование полученного графика или графиков.