11
Р
ешение
уравнений в Excel
Функция Подбор
параметра может быть использована в
следующих случаях:
А) нахождение
значения аргумента (параметра) функции,
соответствующего определённому значению
функции (в том числе 0);
Б) нахождение
значений аргумента (параметра) функции
при изменении вида её графика.
А.
Использование функции Подбор параметра
для нахождения значения аргумента
функции, соответствующего заданному
значению функции
Первый случай
использования иначе может быть представлен
таким образом: поиск определенного
результата для ячейки с помощью подбора
значения другой ячейки.
Например, одна
ячейка содержит формулу, в которой есть
ссылки на другую ячейку.
Значение в ячейке
С1 представляет собой среднее арифметическое
значение в ячейках А1 и В1:
Допустим, что для
целей исследования необходимо найти
значение, которое должна принять ячейка
А1, для того чтобы ячейка С1 приняла
значение 855.
Безусловно, можно
самостоятельно путём перебора значений
в ячейке А1 достичь необходимый результат.
Однако, в целях минимизации затрат
времени следует воспользоваться функцией
Подбор параметра.
Для этого необходимо:
-
выполнить команду
Подбор параметра из меню Сервис.
В результате
появится запрос Подбор параметра :
-
в поле Установить
в ячейке ввести ссылку или имя ячейки,
содержащую формулу, для которой следует
подобрать параметр. Автоматически в
поле Установить в ячейке отображается
имя ячейки, которая была активной на
момент выполнения команды Подбор
параметра из меню Сервис. Кнопка
свёртывания окна диалога
,
расположенная справа от поля, позволяет
временно убрать диалоговое окно с
экрана, чтобы было удобнее выделить
диапазон на листе. Выделив диапазон,
следует нажать кнопку
для вывода на экран диалогового окна. -
в поле Значение
ввести число, которое должно возвращать
формула с искомым значением параметра.
Например, 855. -
в поле Изменяя
значение ячейки указать ссылку на
ячейку, содержащую параметр, значение
которого требуется подобрать для
получения требуемого результата. На
эту ячейку прямо или косвенно должна
ссылаться формула, содержащаяся в
ячейке, адрес которой указан в поле
Установить в ячейке. В нашем случае
это А1.
,
В итоге диалоговое
окно примет следующий вид:
-
нажать кнопку ОК
для закрытия диалогового окна. После
выполнения этого действия появляется
запрос Результат подбора параметра,
а искомое значение параметра
отображается в ячейке А1:
Б.
Использование функции Подбор параметра
для нахождения значения аргумента
функции при изменении вида ее графика.
Допустим, что для
решения поставленной задачи нам предстоит
проанализировать построенный в Ms
Excel график функции y
= 2*x-2 в диапазоне аргумента
от –3 до 6.
Для этого следует:
1) в ячейки А1-А10
ввести значения от –3 до 6 с шагом 1; в
ячейку В1 – ввести формулу 2*А1-2 и путём
перетаскивания маркера заполнения
скопировать
эту формулу на ячейки В2-В10. В результате
соответствующий участок листа примет
следующий вид:
-
выделив диапазон
В1-В10, нажать кнопку Мастер диаграмм
на Стандартной панели инструментов.
-
на первом шаге
работы Мастера диаграмм выбрать
тип диаграммы График; -
на втором шаге
работы Мастера диаграмм на вкладке
Ряд в поле Подписи по оси Х задать
диапазон А1-А10; -
последовательными
нажатиями кнопки Далее и Готово
закончите работу Мастера.
В результате должен
быть построен график функции:
Далее предположим,
что необходимо узнать значение аргумента
данной функции, при котором значение
самой функции будет равно 0.
Чтобы решить эту
задачу с помощью построенного графика
и функции Подбор параметра необходимо:
-
щелчком левой
кнопки мыши на графике выделить ряд
данных, содержащий маркер данных,
который нужно изменить,
а затем выделить
щелчком сам маркер
-
перетащить маркер
до уровня, соответствующего требуемому
значению функции:
-
если значение
маркера данных получено из формулы,
появится диалоговое окно Подбор
параметра:
в поле Установить
в ячейке отображается ссылка на
ячейку, содержащую формулу, в поле
Значение — требуемая величина
-
в поле Изменяя
значение ячейки выбрать ячейку,
значение которой нужно изменить (А6) и
нажать кнопку ОК.
При подборе можно
изменять только одну ячейку.
При этом исходное
значение аргумента в ряде данных сменится
на значение, полученное в результате
подбора параметра
Решение уравнений
Функция Подбор параметра позволяет
находить одно значение аргумента,
соответствующее заданному значению
функции (например, 0). Однако часто функция
может принимать одно значение при
нескольких значениях аргументов. То
есть уравнение может иметь несколько
корней.
Например, функция у=3*х2 -15 может
принимать значение 0 при двух значениях
аргументов.
Однако, функция Подбор параметра
найдет только один корень уравнения
– самый близкий к значению в ячейке,
указанной в поле Изменяя значение
ячейки.
Так, если попытаться решить указанное
выше уравнение с помощью Ms
Excel и встроенной в него
функции Подбор параметра, то исходные
данные можно представить в следующем
виде:
Выполнив команду
Подбор параметра из меню Сервис,
необходимо заполнить поля диалогового
окна следующим образом:
В результате
найденным корнем уравнения будет
значение 2,2360797 в ячейке А4
Однако, это не
единственный корень. В этом можно
убедиться, решив уравнение или построив
график функции у=3*х2-15
Для построения
графика следует:
1) в ячейки С4-С24
ввести значения от –10 до 10 с шагом 1; в
ячейку D1 – ввести формулу
3*C4*C4-15 и
путём перетаскивания маркера заполнения
заполнить этой формулой ячейки D5-D24;
-
выделив диапазон
D4-D24, нажать
кнопку Мастер диаграмм на Стандартной
панели инструментов; -
на первом шаге
работы Мастера диаграмм выбрать
тип диаграммы График; -
на втором шаге
работы Мастера диаграмм в закладке
Ряд в поле Подписи по оси Х указать
диапазон С4-С24; -
последовательными
нажатиями кнопки Далее и Готово
закончить работу Мастера.
В результате должен
быть построен график функции:
Из графика видно,
что уравнение 3*x2-15=0
имеет 2 корня, к тому же эти корни примерно
равны –2 и 2. Одни корень 2,2360797 нам уже
известен.
Для поиска второго
корня можно поступить двояко, используя
пункт А или Б:
А. Изменим значение,
например, в ячейке С4 на –2 (более близкое
к ожидаемому корню). Выделим ячейку D4
и выполним команду Подбор параметра
из меню Сервис. Заполним поля
запроса:
и после щелчка по
кнопке ОК в ячейке С4 получим значение
второго корня -2,23606503:
Б. Построим график
функции в интервале от -10 до 10:
Щелчком левой
кнопки мыши на графике выделим ряд
данных, содержащий маркер данных, близкий
ко второму корню:
Выделим щелчком
этот маркер:
Перетащим маркер
до уровня, соответствующего требуемому
значению функции (а именно вниз до 0):
Заполним поле
Изменяя значение ячейки запроса:
И щелкнув по кнопке
ОК, в ячейке С8 получим значение второго
корня:
Вы могли обратить
внимание, что значения корня, полученные
в п.А и п.Б имеют несущественное отличие.
Это вызвано следующим обстоятельством.
По умолчанию команда Подбор параметра
прекращает итерационные вычисления,
когда выполняется 100 итераций, либо при
получении результата, который находится
в пределах 0,001 от заданного целевого
значения. Если нужна большая точность,
можно изменить используемые по умолчанию
параметры командой Параметры меню
Сервис. Затем на вкладке Вычисления
в поле Предельное число итераций
введите значение больше 100, а в поле
Относительная погрешность – значение
меньше 0,001.
Если Ms
Excel выполняет сложную
задачу подбора параметра, можно нажать
кнопку Пауза в окне запроса Результат
подбора параметра и прервать вычисления,
а затем нажать кнопку Шаг, чтобы
просмотреть результаты каждой
последовательной итерации. Когда Вы
решаете задачу в пошаговом режиме, в
этом окне запроса появляется кнопка
Продолжить. Нажмите ее, когда решите
вернуться в обычный режим подбора
параметра.
Формула, она же функция, – одна из основных составляющих электронных таблиц, создаваемых при помощи программы Microsoft Excel. Разработчики добавили огромное количество разных функций, предназначенных для выполнения как простых, так и сложных расчетов. К тому же пользователю разрешено самостоятельно производить математические операции, что тоже можно назвать своеобразной реализацией формул. Именно о работе с этими компонентами и пойдет речь далее.
Я разберу основы работы с формулами и полезные «фишки», способные упростить процесс взаимодействия с таблицами.
Поиск перечня доступных функций в Excel
Если вы только начинаете свое знакомство с Microsoft Excel, полезно будет узнать, какие функции существуют, для чего предназначены и как происходит их создание. Для этого в программе есть графическое меню с отображением всего списка формул и кратким описанием действия расчетов.
-
Откройте вкладку «Формулы» и нажмите на кнопку «Вставить функцию» либо разверните список с понравившейся вам категорией функций.
-
Вместо этого всегда можно кликнуть по значку с изображением «Fx» для открытия окна «Вставка функции».
-
В этом окне переключите категорию на «Полный алфавитный перечень», чтобы в списке ниже отобразились все доступные формулы в Excel, расположенные в алфавитном порядке.
-
Выделите любую строку левой кнопкой мыши и прочитайте краткое описание снизу. В скобках показан синтаксис функции, который необходимо соблюдать во время ее написания, чтобы все аргументы и значения совпадали, а вычисления происходило корректно. Нажмите «Справка по этой функции», если хотите открыть страницу о ней в официальной документации Microsoft.
-
В браузере вы увидите большое количество информации по выбранной формуле как в текстовом, так и в формате видео, что позволит самостоятельно разобраться с принципом ее работы.
Отмечу, что наличие подобной информации на русском языке, еще и в таком развернутом виде, делает процесс знакомства с ПО еще более простым, особенно когда речь идет о переходе к более сложным функциям, действующим не совсем очевидным образом. Не стесняйтесь и переходите на упомянутые страницы, чтобы получить справку от специалистов и узнать что-то новое, что хотя бы минимально или даже значительно ускорит рабочий процесс.
Комьюнити теперь в Телеграм
Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей
Подписаться
Вставка функции в таблицу
Теперь давайте разберемся с тем, как в Excel задать формулу, то есть добавить ее в таблицу, обеспечив вычисление определенных значений. Вы можете писать функции как самостоятельно, объявляя их название после знака «=», так и использовать графическое меню, переход к которому осуществляется так, как это было показано выше. В Комьюнити уже есть статья «Как вставить формулу в Excel», поэтому я рекомендую нажать по выделенной ссылке и перейти к прочтению полезного материала.
Использование математических операций в Excel
Если необходимо выполнить математические действия с ячейками или конкретными числами, в Excel тоже создается формула, поскольку все записи, начинающиеся с «=» в ячейке, считаются функциями. Все знаки для математических операций являются стандартными, то есть «*»– умножить, «/» – разделить и так далее. Следует отметить, что для возведения в степень используется знак «^». Вкратце рассмотрим объявление подобных функций.
Выделите любую пустую ячейку и напишите в ней знак «=», объявив тем самым функцию. В качестве значения можете взять любое число, написать номер ячейки (используя буквенные и цифровые значения слева и сверху) либо выделить ее левой кнопкой мыши. На следующем скриншоте вы видите простой пример =B2*C2, то есть результатом функции будет перемножение указанных ячеек друг на друга.
После заполнения данных нажмите Enter и ознакомьтесь с результатом. Если синтаксис функции соблюден, в выбранной ячейке появится число, а не уведомление об ошибке.
Попробуйте самостоятельно использовать разные математические операции, добавляя скобки, чередуя цифры и ячейки, чтобы быстрее разобраться со всеми возможностями математических операций и в будущем применять их, когда это понадобится.
Растягивание функций и обозначение константы
Работа с формулами в Эксель подразумевает и выполнение более сложных действий, связанных с заполнением строк всей таблицы и связыванием нескольких разных значений. В этом разделе статьи я объединю сразу две разных темы, поскольку они тесно связаны между собой и обе упрощают взаимодействие с открытым в программе проектом.
Для начала остановимся на растягивании функции. Для этого вам необходимо ввести ее в одной ячейке и убедиться в получении корректного результата. Затем зажмите точку в правом нижнем углу ячейки и проведите вниз.
В итоге вы должны увидеть, что функция растянулась на выбранный диапазон, а значения в ней подставлены автоматически. Так, изначальная функция имела вид =B2*C2, но после растягивания вниз последующие значения подставились автоматически (от B3*C3 до B13*C13, что видно на следующем изображении). Точно так же растягивание работает с СУММ и другими простыми формулами, где используется несколько аргументов.
Константа, или абсолютная ссылка, – обозначение, закрепляющее конкретную ячейку, столбец или строку, чтобы при растягивании функции выбранное значение не заменялось, а оставалось таким же.
Сначала разберемся с тем, как задать константу. В качестве примера сделаем постоянной и строку, и столбец, то есть закрепим ячейку. Для этого поставьте знак «$» как возле буквы, так и цифры ячейки, чтобы в результате получилось такое написание, как показано на следующем изображении.
Растяните функцию и обратите внимание на то, что постоянное значение таким же и осталось, то есть произошла замена только первого аргумента. Сейчас это может показаться сложным, но стоит вам самостоятельно реализовать подобную задачу, как все станет предельно ясно, и в будущем вы вспомните, что для выполнения конкретных задач можно использовать подобную хитрость.
В закрепление темы рассмотрим три константы, которые можно обозначить при записи функции:
-
$В$2 – при растяжении либо копировании остаются постоянными столбец и строка.
-
B$2 – неизменна строка.
-
$B2 – константа касается только столбца.
Построение графиков функций
Графики функций – тема, косвенно связанная с использованием формул в Excel, поскольку подразумевает не добавление их в таблицу, а непосредственное составление таблицы по формуле, чтобы затем сформировать из нее диаграмму либо линейный график. Сейчас детально останавливаться на этой теме не будем, но если она вас интересует, перейдите по ссылке ниже для прочтения другой моей статьи по этой теме.
Читайте также: Как построить график функции в Excel
В этой статье вы узнали, какие есть функции в Excel, как сделать формулу и использовать полезные возможности программы, делающие процесс взаимодействия с электронными таблицами проще. Применяйте полученные знания для самостоятельной практики и поставленных задач, требующих проведения расчетов и их автоматизации.
Решение системы уравнений в Microsoft Excel
Умение решать системы уравнений часто может принести пользу не только в учебе, но и на практике. В то же время, далеко не каждый пользователь ПК знает, что в Экселе существует собственные варианты решений линейных уравнений. Давайте узнаем, как с применением инструментария этого табличного процессора выполнить данную задачу различными способами.
Варианты решений
Любое уравнение может считаться решенным только тогда, когда будут отысканы его корни. В программе Excel существует несколько вариантов поиска корней. Давайте рассмотрим каждый из них.
Способ 1: матричный метод
Самый распространенный способ решения системы линейных уравнений инструментами Excel – это применение матричного метода. Он заключается в построении матрицы из коэффициентов выражений, а затем в создании обратной матрицы. Попробуем использовать данный метод для решения следующей системы уравнений:
-
Заполняем матрицу числами, которые являются коэффициентами уравнения. Данные числа должны располагаться последовательно по порядку с учетом расположения каждого корня, которому они соответствуют. Если в каком-то выражении один из корней отсутствует, то в этом случае коэффициент считается равным нулю. Если коэффициент не обозначен в уравнении, но соответствующий корень имеется, то считается, что коэффициент равен 1. Обозначаем полученную таблицу, как вектор A.
Отдельно записываем значения после знака «равно». Обозначаем их общим наименованием, как вектор B.
Аргумент «Массив» — это, собственно, адрес исходной таблицы.
Итак, выделяем на листе область пустых ячеек, которая по размеру равна диапазону исходной матрицы. Щелкаем по кнопке «Вставить функцию», расположенную около строки формул.
Выполняется запуск Мастера функций. Переходим в категорию «Математические». В представившемся списке ищем наименование «МОБР». После того, как оно отыскано, выделяем его и жмем на кнопку «OK».
Итак, после этого программа производит вычисления и на выходе в предварительно выделенной области мы имеем матрицу, обратную данной.
Теперь нам нужно будет умножить обратную матрицу на матрицу B, которая состоит из одного столбца значений, расположенных после знака «равно» в выражениях. Для умножения таблиц в Экселе также имеется отдельная функция, которая называется МУМНОЖ. Данный оператор имеет следующий синтаксис:
Выделяем диапазон, в нашем случае состоящий из четырех ячеек. Далее опять запускаем Мастер функций, нажав значок «Вставить функцию».
В категории «Математические», запустившегося Мастера функций, выделяем наименование «МУМНОЖ» и жмем на кнопку «OK».
Активируется окно аргументов функции МУМНОЖ. В поле «Массив1» заносим координаты нашей обратной матрицы. Для этого, как и в прошлый раз, устанавливаем курсор в поле и с зажатой левой кнопкой мыши выделяем курсором соответствующую таблицу. Аналогичное действие проводим для внесения координат в поле «Массив2», только на этот раз выделяем значения колонки B. После того, как вышеуказанные действия проведены, опять не спешим жать на кнопку «OK» или клавишу Enter, а набираем комбинацию клавиш Ctrl+Shift+Enter.
Способ 2: подбор параметров
Второй известный способ решения системы уравнений в Экселе – это применение метода подбора параметров. Суть данного метода заключается в поиске от обратного. То есть, основываясь на известном результате, мы производим поиск неизвестного аргумента. Давайте для примера используем квадратное уравнение
-
Принимаем значение x за равное 0. Высчитываем соответствующее для него значение f(x), применив следующую формулу:
Вместо значения «X» подставляем адрес той ячейки, где расположено число 0, принятое нами за x.
Переходим во вкладку «Данные». Жмем на кнопку «Анализ «что если»». Эта кнопка размещена на ленте в блоке инструментов «Работа с данными». Открывается выпадающий список. Выбираем в нем позицию «Подбор параметра…».
Запускается окно подбора параметров. Как видим, оно состоит из трех полей. В поле «Установить в ячейке» указываем адрес ячейки, в которой находится формула f(x), рассчитанная нами чуть ранее. В поле «Значение» вводим число «0». В поле «Изменяя значения» указываем адрес ячейки, в которой расположено значение x, ранее принятое нами за 0. После выполнения данных действий жмем на кнопку «OK».
После этого Эксель произведет вычисление с помощью подбора параметра. Об этом сообщит появившееся информационное окно. В нем следует нажать на кнопку «OK».
Этот результат также можно проверить, подставив данное значение в решаемое выражение вместо значения x.
Способ 3: метод Крамера
Теперь попробуем решить систему уравнений методом Крамера. Для примера возьмем все ту же систему, которую использовали в Способе 1:
-
Как и в первом способе, составляем матрицу A из коэффициентов уравнений и таблицу B из значений, которые стоят после знака «равно».
Далее делаем ещё четыре таблицы. Каждая из них является копией матрицы A, только у этих копий поочередно один столбец заменен на таблицу B. У первой таблицы – это первый столбец, у второй таблицы – второй и т.д.
Теперь нам нужно высчитать определители для всех этих таблиц. Система уравнений будет иметь решения только в том случае, если все определители будут иметь значение, отличное от нуля. Для расчета этого значения в Экселе опять имеется отдельная функция – МОПРЕД. Синтаксис данного оператора следующий:
Таким образом, как и у функции МОБР, единственным аргументом выступает ссылка на обрабатываемую таблицу.
Итак, выделяем ячейку, в которой будет выводиться определитель первой матрицы. Затем жмем на знакомую по предыдущим способам кнопку «Вставить функцию».
Активируется окно Мастера функций. Переходим в категорию «Математические» и среди списка операторов выделяем там наименование «МОПРЕД». После этого жмем на кнопку «OK».
Запускается окно аргументов функции МОПРЕД. Как видим, оно имеет только одно поле – «Массив». В это поле вписываем адрес первой преобразованной матрицы. Для этого устанавливаем курсор в поле, а затем выделяем матричный диапазон. После этого жмем на кнопку «OK». Данная функция выводит результат в одну ячейку, а не массивом, поэтому для получения расчета не нужно прибегать к нажатию комбинации клавиш Ctrl+Shift+Enter.
Функция производит подсчет результата и выводит его в заранее выделенную ячейку. Как видим, в нашем случае определитель равен -740, то есть, не является равным нулю, что нам подходит.
Аналогичным образом производим подсчет определителей для остальных трех таблиц.
На завершающем этапе производим подсчет определителя первичной матрицы. Процедура происходит все по тому же алгоритму. Как видим, определитель первичной таблицы тоже отличный от нуля, а значит, матрица считается невырожденной, то есть, система уравнений имеет решения.
Способ 4: метод Гаусса
Решить систему уравнений можно также, применив метод Гаусса. Для примера возьмем более простую систему уравнений из трех неизвестных:
-
Опять последовательно записываем коэффициенты в таблицу A, а свободные члены, расположенные после знака «равно» — в таблицу B. Но на этот раз сблизим обе таблицы, так как это понадобится нам для работы в дальнейшем. Важным условием является то, чтобы в первой ячейке матрицы A значение было отличным от нуля. В обратном случае следует переставить строки местами.
Копируем первую строку двух соединенных матриц в строчку ниже (для наглядности можно пропустить одну строку). В первую ячейку, которая расположена в строке ещё ниже предыдущей, вводим следующую формулу:
Если вы расположили матрицы по-другому, то и адреса ячеек формулы у вас будут иметь другое значение, но вы сможете высчитать их, сопоставив с теми формулами и изображениями, которые приводятся здесь.
После того, как формула введена, выделите весь ряд ячеек и нажмите комбинацию клавиш Ctrl+Shift+Enter. К ряду будет применена формула массива и он будет заполнен значениями. Таким образом мы произвели вычитание из второй строки первой, умноженной на отношение первых коэффициентов двух первых выражений системы.
После этого копируем полученную строку и вставляем её в строчку ниже.
Выделяем две первые строки после пропущенной строчки. Жмем на кнопку «Копировать», которая расположена на ленте во вкладке «Главная».
Пропускаем строку после последней записи на листе. Выделяем первую ячейку в следующей строке. Кликаем правой кнопкой мыши. В открывшемся контекстном меню наводим курсор на пункт «Специальная вставка». В запустившемся дополнительном списке выбираем позицию «Значения».
В следующую строку вводим формулу массива. В ней производится вычитание из третьей строки предыдущей группы данных второй строки, умноженной на отношение второго коэффициента третьей и второй строки. В нашем случае формула будет иметь следующий вид:
После ввода формулы выделяем весь ряд и применяем сочетание клавиш Ctrl+Shift+Enter.
Теперь следует выполнить обратную прогонку по методу Гаусса. Пропускаем три строки от последней записи. В четвертой строке вводим формулу массива:
Таким образом, мы делим последнюю рассчитанную нами строку на её же третий коэффициент. После того, как набрали формулу, выделяем всю строчку и жмем сочетание клавиш Ctrl+Shift+Enter.
Поднимаемся на строку вверх и вводим в неё следующую формулу массива:
Жмем привычное уже нам сочетание клавиш для применения формулы массива.
Поднимаемся ещё на одну строку выше. В неё вводим формулу массива следующего вида:
Опять выделяем всю строку и применяем сочетание клавиш Ctrl+Shift+Enter.
Как видим, в Экселе систему уравнений можно решить целым рядом способов, каждый из которых имеет собственные преимущества и недостатки. Но все эти методы можно условно разделить на две большие группы: матричные и с применением инструмента подбора параметров. В некоторых случаях не всегда матричные методы подходят для решения задачи. В частности тогда, когда определитель матрицы равен нулю. В остальных же случаях пользователь сам волен решать, какой вариант он считает более удобным для себя.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12689 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
Решение уравнений в excel — примеры решений
Microsoft Office Excel может здорово помогать студентам и магистрантам в решении различных задач из высшей математики. Не многие пользователи знают, что базовые математические методы поиска неизвестных значений в системе уравнений реализованы в редакторе. Сегодня рассмотрим, как происходит решение уравнений в excel.
Первый метод
Суть этого способа заключается в использовании специального инструмента программы – подбор параметра. Найти его можно во вкладке Данные на Панели управления в выпадающем списке кнопки Анализ «что-если».
1. Зададимся простым квадратичным уравнением и найдем решение при х=0.
2. Переходите к инструменту и заполняете все необходимые поля
3. После проведения вычислений программа выдаст результат в ячейке с иксом.
4. Подставив полученное значение в исходное уравнение можно проверить правильность решения.
Второй метод
Используем графическое решение этого же уравнения. Суть заключается в том, что создается массив переменных и массив значений, полученных при решении выражения. Основываясь на этих данных, строится график. Место пересечения кривой с горизонтальной осью и будет неизвестной переменной.
1. Создаете два диапазона.
На заметку! Смена знака результата говорит о том, что решение находится в промежутке между этими двумя переменными.
2. Переходите во вкладку Вставка и выбираете обычный график.
3. Выбираете данные из столбца f (x), а в качестве подписи горизонтальной оси – значения иксов.
Важно! В настройках оси поставьте положение по делениям.
4. Теперь на графике четко видно, что решение находится между семеркой и восьмеркой ближе к семи. Чтобы узнать более точное значение, необходимо изменять масштаб оси и уточнять цифры в исходных массивах.
Такая исследовательская методика в первом приближении является достаточно грубой, однако позволяет увидеть поведение кривой при изменении неизвестных.
Третий метод
Решение систем уравнений можно проводить матричным методом. Для этого в редакторе есть отдельная функция МОБР. Суть заключается в том, что создаются два диапазона: в один выписываются аргументы при неизвестных, а во второй – значения в правой стороне выражения. Массив аргументов трансформируется в обратную матрицу, которая потом умножается на цифры после знака равно. Рассмотрим подробнее.
1. Записываете произвольную систему уравнений.
2. Отдельно выписываете аргументы при неизвестных в каждую ячейку. Если нет какого-то из иксов – ставите ноль. Аналогично поступаете с цифрами после знака равно.
3. Выделяете в свободной зоне диапазон ячеек равный размеру матрицы. В строке формул пишете МОБР и выбираете массив аргументов. Чтобы функция сработала корректно нажимаете одновременно Ctrl+Shift+Enter.
4. Теперь находите решение при помощи функции МУМНОЖ. Также предварительно выделяете диапазон размером с матрицу результатов и нажимаете уже известное сочетание клавиш.
Четвертый метод
Методом Гаусса можно решить практически любую систему уравнений. Суть в том, чтобы пошагово отнять одно уравнение из другого умножив их на отношение первых коэффициентов. Это прямая последовательность. Для полного решения необходимо еще провести обратное вычисление до тех пор, пока диагональ матрицы не станет единичной, а остальные элементы – нулевыми. Полученные значения в последнем столбце и являются искомыми неизвестными. Рассмотрим на примере.
Важно! Если первый аргумент является нулевым, то необходимо поменять строки местами.
1. Зададимся произвольной системой уравнений и выпишем все коэффициенты в отдельный массив.
2. Копируете первую строку в другое место, а ниже записываете формулу следующего вида: =C67:F67-$C$66:$F$66*(C67/$C$66).
Поскольку работа идет с массивами, нажимайте Ctrl+Shift+Enter, вместо Enter.
3. Маркером автозаполнения копируете формулу в нижнюю строку.
4. Выделяете две первые строчки нового массива и копируете их в другое место, вставив только значения.
5. Повторяете операцию для третьей строки, используя формулу
=C73:F73-$C$72:$F$72*(D73/$D$72). На этом прямая последовательность решения закончена.
6. Теперь необходимо пройти систему в обратном порядке. Используйте формулу для третьей строчки следующего вида =(C78:F78)/E78
7. Для следующей строки используйте формулу =(C77:F77-C84:F84*E77)/D77
8. В конце записываете вот такое выражение =(C76:F76-C83:F83*D76-C84:F84*E76)/C76
9. При получении матрицы с единичной диагональю, правая часть дает искомые неизвестные. После подстановки полученных цифр в любое из уравнений значения по обе стороны от знака равно являются идентичными, что говорит о правильном решении.
Метод Гаусса является одним из самых трудоемких среди прочих вариантов, однако позволяет пошагово просмотреть процесс поиска неизвестных.
Как видите, существует несколько методов решения уравнений в редакторе. Однако каждый из них требует определенных знаний в математике и четкого понимания последовательности действий. Однако для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором, в который заложен определенный метод решения системы уравнений. Более продвинутые сайты предоставляют несколько способов поиска неизвестных.
Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓
1. Решение нелинейных уравнений в MS Excel
1.1 Отделение корней
В общем виде любое уравнение одной переменной принято записывать так 
, при этом корнем (решением) называется такое значение x *, что 
оказывается верным тождеством. Уравнение может иметь один, несколько (включая бесконечное число) или ни одного корня. Как легко видеть, для действительных корней задача отыскания решения уравнения легко интерпретируется графически: корень есть такое значение независимой переменной, при котором происходит пересечение графика функции, стоящей в левой части уравнения f ( x ) , с осью абсцисс.
Например , для уравнения 
выполним преобразование и приведем его к виду f ( x )= 0 т.е. 
. График этой функции представлен на рисунке 1. Очевидно, что данное уравнение имеет два действительных корня – один на отрезке [-1, 0] , а второй – [1, 2].
Рисунок 1. График функции 
1.2 Решение уравнений, используя инструмент “Подбор параметра”
Используя возможности Excel , можно находить корни нелинейного уравнения вида f ( x )=0 в допустимой области определения переменной. Последовательность операций нахождения корней следующая:
1. Производится вычисление значений функции в диапазоне вероятного существования корней от значений аргумента, изменяющегося с определенным шагом;
2. В таблице выделяются ближайшие приближения к значениям корней (пары соседних значений функции с разными знаками);
3. Используя средство Excel Подбор параметра, вычисляются корни уравнения.
2. Работа с матрицами в MS Excel . Решение систем уравнений.
Нахождение определителя матрицы
Перед нахождением определителя необходимо ввести матрицу в диапазон ячеек Excel в виде таблицы.
Для нахождения определителя матрицы в Excel необходимо:
· сделать активной ячейку, в которой в последующем будет записан результат;
· в меню Вставка – Функция в категории Математические выбрать функцию МОПРЕД и нажать OK ;
· на втором шаге задать диапазон ячеек, в котором содержатся элементы матрицы, и нажать OK .
Нахождение обратной матрицы
Для нахождения обратной матрицы необходимо
· выделить диапазон ячеек, в которых в последующем будут записаны элементы матрицы ( количество строк и количество столбцов должны равняться соответствующим параметрам исходной матрицы).
· в меню Вставка – Функция в категории Математические выбрать функцию МОБР и нажать OK ;
· на втором шаге задать диапазон ячеек, в котором содержатся элементы исходной матрицы, и нажать OK .
· после появления значения в левом верхнем углу выделенного диапазона последовательно нажать клавишу F 2 и комбинацию клавиш Ctrl + Shift + Enter .
Для перемножения матриц необходимо
· выделить диапазон ячеек, в которых в последующем будут записаны элементы результирующей матрицы.
· в меню Вставка – Функция в категории Математические выбрать функцию МУМНОЖ и нажать OK ;
· на втором шаге задать два диапазона ячеек с элементами перемножаемых матриц, и нажать OK .
· после появления значения в левом верхнем углу выделенного диапазона последовательно нажать клавишу F 2 и комбинацию клавиш Ctrl + Shift + Enter .
Решение системы уравнений в Excel .
Решение системы уравнений при помощи нахождения обратной матрицы.
Пусть дана линейная система уравнений.
Данную систему уравнений можно представить в матричной форме:
Матрица неизвестных вычисляется по формуле
где A -1 – обратная матрица по отношению к A .
Для вычисления уравнения в Excel необходимо:
· ввести матрицу A;
· ввести матрицу B;
· вычислить обратную матрицу по отношению к А ;
· перемножить полученную обратную матрицу с матрицей B .
Порядок выполнения работы
Задание 1
Найти все корни уравнения 2x 3 -15sin( x )+0,5x-5=0 на отрезке [-3 ; 3].
1. Построить таблицу значений функции f ( x ) для значений x от –3 до 3, шаг 0,2.
Для этого ввести первые два значения переменной x , выделить эти две ячейки, с помощью маркера автозаполнения размножить значения до 3.
Затем ввести формулу для вычисления f ( x ). Скопировать формулу с использованием маркера автозаполнения на весь столбец.
Из полученной таблицы находим, что значение функции трижды меняет знак, следовательно, исходное уравнение имеет на заданном отрезке три корня.
2. Выделить цветом пары значений x и f ( x ), где f ( x ) меняет знак (см .р исунок 2).
3. Построить график функции f ( x ).
Рисунок 2. Поиск приближенных значений корней уравнения
4. Скопировать рядом с таблицей произвольную пару выделенных значений x и f ( x ) (см .р исунок 3).
5. Выполнить команду меню Сервис/Подбор параметра. В диалоговом окне (рисунок 3) заполнить следующие поля:
þ Установить в ячейке : в поле указывается адрес ячейки, в которой записана формула правой части функции;
þ Значение : в поле указывается значение, которое должен получить полином в результате вычислений, т.е. правая часть уравнения (в нашем случае 0);
þ Изменяя значение : в поле указывается адрес ячейки (где записано начальное приближение), в которой будет вычисляться корень уравнения и на которую ссылается формула.
Рисунок 3. Диалоговое окно Подбор параметра для поиска первого корня
6. После щелчка на ОК должно получиться значение первого корня -1,65793685 .
7. Выполнить последовательно операции, аналогичные предыдущим, для вычисления значений остальных корней: -0,35913476 и 2,05170101 .
Задание 2
Решить систему уравнений:
1. Ввести значения элементов матриц A и B уравнения в ячейки Excel .
2. Вычислить обратную матрицу с помощью матричной функции МОБР.
3. Перемножить обратную матрицу A -1 на матрицу B с помощью матричной функции МУМНОЖ (Порядок умножения важен – первой должна идти матрица A -1 а второй B .)
4. Проверить правильность полученной матрицы корней X .
Контрольные вопросы
1. Порядок действий для решения нелинейного уравнения с помощью инструмента Подбор параметра MS Excel .
2. Порядок действий для решения системы уравнений матричным методом в MS Excel .
источники:
http://mir-tehnologiy.ru/reshenie-uravnenij-v-excel-primery-reshenij/
http://zf.bsut.by/it/fbo/zb1/lab2.htm
Excel 2019 Excel 2016 Excel 2013 Excel 2010 Excel 2007 Еще…Меньше
Иногда трудно понять, как вложенная формула вычисляет конечный результат, поскольку в ней выполняется несколько промежуточных вычислений и логических проверок. Но с помощью диалогового окна Вычисление формулы вы можете увидеть, как разные части вложенной формулы вычисляются в заданном порядке. Например, формулу =ЕСЛИ(СПБ(F2:F5)>50;СУММ(G2:G5);0) проще понять, если вы увидите промежуточные результаты:
|
Шаги, показанные в диалоговом окне |
Описание |
|
=ЕСЛИ(СРЗНАЧ(F2:F5)>50;СУММ(G2:G5);0) |
Сначала выводится вложенная формула. Функции СРЗНАЧ и СУММ вложены в функцию ЕСЛИ. |
|
=ЕСЛИ(40>50;СУММ(G2:G5);0) |
Диапазон ячеек F2:F5 содержит значения 55, 35, 45 и 25, поэтому функция СРЗНАЧ(F2:F5) возвращает результат 40. |
|
=ЕСЛИ(Ложь;СУММ(G2:G5);0) |
40 не больше 50, поэтому выражение в первом аргументе функции ЕСЛИ (аргумент logical_test) ложно. |
|
0 |
Функция ЕСЛИ возвращает значение третьего аргумента (аргумент значение_если_ложь). Функция СУММ не вычисляется, так как она является вторым аргументом функции ЕСЛИ (value_if_true) и возвращается только в том случае, если выражение истинно. |
-
Выделите ячейку, которую нужно вычислить. За один раз можно вычислить только одну ячейку.
-
На вкладке Формулы в группе Зависимости формул нажмите кнопку Вычислить формулу.
-
Нажмите кнопку Вычислить, чтобы проверить значение подчеркнутой ссылки. Результат вычисления отображается курсивом.
Если подчеркнутая часть формулы является ссылкой на другую формулу, нажмите кнопку Шаг с заходом, чтобы отобразить другую формулу в поле Вычисление. Нажмите кнопку Шаг с выходом, чтобы вернуться к предыдущей ячейке и формуле.
Примечание: Кнопка Шаг с заходом недоступна для ссылки, если ссылка используется в формуле во второй раз или если формула ссылается на ячейку в отдельной книге.
-
Продолжайте этот процесс, пока не будут вычислены все части формулы.
-
Чтобы посмотреть вычисление еще раз, нажмите кнопку Начать сначала.
Чтобы закончить вычисление, нажмите кнопку Закрыть.
Примечания:
-
Некоторые части формул, в которые используются функции ЕСЛИ и ВЫБОР, не вычисляются, и в поле «Оценка» #N/Д.
-
Если ссылка пуста, в поле Вычисление отображается нулевое значение (0).
-
Формулы с циклыми ссылками могут не оцениваться, как ожидалось. При желании можно включить итеративные вычисления.
-
Следующие функции пересчитываются каждый раз при внесении изменений в ячейку и могут привести к тому, что инструмент «Вычислите формулу» дает результаты, отличаные от результатов в ячейке: СЛЧИС, СМЕДЕН, ЯЧЕЙКА, ДВЕ, СЕГОДНЯ, СЛЧИСЛО, МНИМ.СТ.ЕСЛИ (в некоторых случаях).
-
Нужна дополнительная помощь?
Наряду со множеством других возможностей, в Microsoft Excel есть одна малоизвестная, но очень полезная функция под названием “Поиск решения”. Несмотря на то, что найти и освоить ее, может быть, непросто, ее изучение и применение может помочь в решении огромного количества задач. Функция берет данные, перебирает их и выдает самое оптимальное решение из возможных. Итак, давайте разберемся, как именно работает поиск решения и попробуем применить данную функцию на практике
Содержание
- Как включить функцию “Поиск решения”
- Подготовительный этап
- Применение функции и ее настройка
- Заключение
Как включить функцию “Поиск решения”
Несмотря на свою эффективность, функция “Поиск решения” не находится в первых рядах панели инструментов или контекстного меню. Многие пользователи, работающие в Excel годами, даже не подозревают о ее существовании. Дело в том, что по умолчанию она вообще отключена и для ее добавления на ленту нужно проделать следующие шаги:
- Открываем меню “Файл”, кликнув по соответствующему названию.
- Кликаем по разделу “Параметры”, который находится внизу вертикального перечня с левой стороны.
- Далее щелкаем по подразделу “Надстройки”. Здесь отображаются все надстройки программы, а внизу будет надпись “Управление”. Справа от нее представлено выпадающее меню, в котором должны быть выбраны “Надстройки Excel”, обычно уже установленные по умолчанию. Нажимаем кнопку “Перейти”.
- На экране появится новое вспомогательное окно “Надстройки”. Устанавливаем флажок напротив опции “Поиск решения” и нажимаем ОК.
- Все готово. Требуемая функция появится на ленте в правой части вкладки “Данные”.
Подготовительный этап
Добавить функцию на ленту программы – половина дела. Нужно еще понять принцип ее работы.
Итак, у нас есть данные про продаже товаров, представленные в табличном виде.
И перед нами стоит задача – назначить каждому товару скидку таким образом, чтобы сумма по всем скидкам составила 4,5 млн. рублей. Она должна отобразиться в отдельной ячейке, которая называется целевой. Ориентируясь на нее мы должны рассчитать остальные значения.
Наша задача – вычислить скидку, на которую будут умножены все суммы по продажам всех наименований. Она и будет найдена с помощью функции “Поиск решения”, а ячейка с этой скидкой будет называется искомой.
Данные ячейки (искомая и целевая) связываем вместе формулой, которую пишем в целевой ячейке следующим образом: =D13*$G$2, где ячейка D13 содержит итоговую сумму по продажам всех товаров, а ячейка $G$2 – абсолютные (неизменные) координаты искомой ячейки.
Применение функции и ее настройка
Формула готова. Теперь нужно применить саму функцию.
- Переключаемся во вкладку “Данные” и нажимаем кнопку “Поиск решения”.
- Откроются “Параметры”, где необходимо задать нужные настройки. В поле “Оптимизировать целевую функцию:” указываем адрес целевой ячейки, где планируется вывести сумму по всем скидкам. Можно прописать координаты вручную, либо выбрать из таблицы, для чего сначала кликаем по области ввода, затем – по нужной ячейке.
- Переходим к настройке других параметров. В пункте “До:” можно задать максимальную границу, минимальную границу или же точное число. Исходя из поставленной задачи ставим отметку рядом с опцией “Значение” и набираем “4500000” – сумма скидок по всем наименованиям.
- Следующее для заполнения поле – “Изменяя значения переменных:”. В него нужно внести координаты искомой ячейки, содержащей определенное значение. Это значение и есть та самая скидка, которую мы пытаемся вычислить. Также, как и с выбором целевой ячейки, координаты можно написать вручную, либо кликнуть по нужной ячейке в самой таблице.
- Теперь нужно отредактировать раздел “В соответствии с ограничениями:”, в котором задаем ограничения используемых данных. Например, можно исключить десятичные дроби или, скажем, отрицательные числа. Это делается через кнопку “Добавить”.
- Откроется вспомогательно окно, позволяющее добавить ограничения во время вычислений. В первом поле указываем координаты определенной ячейки или области ячеек, для которых это условие должно действовать. Согласно нашей задаче, указываем координаты искомой ячейки, в которой будет выводиться значение скидки. Следующий шаг – определить знак сравнения. Устанавливаем “больше или равно”, чтобы итоговое число не могло быть отрицательным. “Ограничение”, которое устанавливается в третьем поле, в этом случае будет равно цифре 0, поскольку именно относительно этого значения задается условие.
Можно установить еще одно ограничение с помощью кнопки “Добавить”. Дальнейшие действия по его настройке будут аналогичными. По готовности щелкаем OK. - После выполнения описанных выше действий в самом большом поле окна появится установленное только что ограничение. Список может быть довольно большим и зависит от сложности предполагаемых расчетов, но в данном случае будет достаточно и одного условия.
Под этим полем также есть опция, позволяющая делать все остальные переменные, не затрагиваемые ограничениями, неотрицательными. Однако, будьте внимательны и проследите за тем, чтобы между этим параметром и поставленными ограничениями не было противоречия, иначе при расчете в программе может возникнуть конфликт. - Также можно задать немалое количество дополнительных настроек. Чуть ниже справа есть кнопка “Параметры”, позволяющая это сделать. Нажимаем на нее и открываем новое окно.
- В этих настройках у нас есть возможность установить “Точность ограничения” и “Пределы решения”. В нашем случае задавать данные параметры нет необходимости, поэтому после ознакомления с представленным окном, его можно закрыть, нажав OK.
- Итак, все настройки выполнены и параметры установлены. Пора запускать функцию – для этого нажимаем кнопку “Найти решение”.
- После этого программа сделает все необходимые расчеты и выдаст результаты в нужных ячейках. При этом сразу же откроется окно “Результаты поиска решения”, где можно сохранить/отменить результаты или настроить параметры поиска заново. Если результаты нас устраивают, оставляем отметку напротив опции “Сохранить найденное решение” и нажимаем ОК. При этом, если мы предварительно установим галочку слева от надписи “Вернуться в диалоговое окно параметров поиска решения”, после того, как мы щелкнем OK, мы обратно переключимся к настройке функции поиска решения.
- Вполне вероятно, что расчеты могут показаться неправильными, либо возникнет желание немного изменить исходные данные и получить другой результат. В этом случае нужно снова открыть окно с параметрами поиска решения и внимательно посмотреть поля с введенными данными.
- Если с данными все нормально, можно попробовать задействовать другой метод решения. Для этого щелкаем по текущему варианту и из раскрывшегося перечня выбираем способ, который нам кажется наиболее подходящим:
- Первый – ищет решение методом обобщенного приведенного градиента (ОПГ) для нелинейных задач. Стандартно выбран именно этот вариант, но можно попробовать и другие.
- Второй – пытается отыскать решение для линейных задач, используя симплекс-метод.
- Третий – для выполнения поставленной задачи использует эволюционный поиск.
- В том случае, если ни один из методов не принес удовлетворительных результатов, стоит проверить данные в таблице и параметрах еще раз, поскольку именно это является самой частой ошибкой в подобного рода задачах.
- Теперь, когда мы получили требуемую скидку, осталось ее применить, чтобы рассчитать суммы скидок по всем наименованиям. Для этого отмечаем первую ячейку столбца “Сумма скидки”, пишем в ней формулу “=D2*$G$2” и нажимаем Enter. Знаки доллара ставятся для того, чтобы при растягивании/копировании формулы на другие строки, ячейка G2 со скидкой оставалась неизменной в расчетах.
- Мы получили сумму скидки для первого наименования. Теперь наводим курсор на нижний правый угол ячейки с результатом, как только он поменяет форму на крестик, зажав левую кнопку мыши растягиваем формулу на все строки, по которым хотим посчитать аналогичную сумму.
- Теперь наша таблица полностью готова в соответствии с поставленной задачей.
Можно установить еще одно ограничение с помощью кнопки “Добавить”. Дальнейшие действия по его настройке будут аналогичными. По готовности щелкаем OK.
Под этим полем также есть опция, позволяющая делать все остальные переменные, не затрагиваемые ограничениями, неотрицательными. Однако, будьте внимательны и проследите за тем, чтобы между этим параметром и поставленными ограничениями не было противоречия, иначе при расчете в программе может возникнуть конфликт.
Заключение
Таким образом, функция “Поиск решения” в Эксель может помочь в решении определенных задач, которые достаточно сложно или невозможно решить простыми методами. Однако, проблема в использовании данного способа заключается в том, что по умолчанию данная функция скрыта в программе, из-за чего многие пользователи не догадываются о ее существовании. Также функция довольно трудна в освоении и использовании, но при ее должном изучении, она может принести значительную пользу и облегчить работу.