Программа для построения графиков средствами MS Excel

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Кафедра информатики

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Программа для построения графиков средствами MS Excel

 

 

 

 

Выполнила: Русинова К.А.

Факультет информатики    группа ЗФ-293-4-1

Научный руководитель:

Усачева Е.С.

 

 

 

Дата сдачи:_______________

Дата защиты:_____________

Оценка:__________________

 

 

Челябинск 

2013

 

Оглавление

 

Приложение1...............................................................................................27

 

 

Введение

Независимо от используемой операционной системы и программных приложений пользователь часто выполняет одни и те же последовательности команд для многих рутинных задач. Вместо повторения последовательности команд каждый раз, когда необходимо выполнить какую-либо задачу, можно создать макрос, который будет выполнять эту последовательность. Макросы позволяют вводить одиночную команду, выполняющую ту же задачу, для реализации которой было бы необходимо вводить несколько команд вручную.  
Макросы, кроме удобства, имеют и другие преимущества. Поскольку компьютеры больше приспособлены для выполнения повторяющихся задач, чем люди, запись макрорекордером неоднократно выполняемых команд повышает точность и скорость работы.

Возможность использования VBA (Visual Basic fir Application) MS Excel значительно расширяют возможности табличного процессора. Цель данной работы – продемонстрировать возможности VBA при разработке пользовательского интерфейса в приложении MS Excel на примере программы для автоматической постройки графиков.

Для успешного достижения цели курсовой работы необходимо выполнить следующие задачи:

1. Изучить виды функций, их свойства, методы построения их графиков.

2. Изучить приёмы и методы работы с языком программирования VBA.

3. Разработать алгоритм программного продукта."Построение графиков в MS Excel"

4. Разработать интерфейс программного продукта." Построение графиков в MS Excel "

5. Реализовать программный продукт." Построение графиков в MS Excel "

Глава 1. Виды функций и их графики

Проанализировав различные литературные источники, мною были выявлены пять  наиболее распространённых видов функций:

• Линейная функция.
• Степенная функция.
• Показательная функция.
• Логарифмическая функция.
• Экспоненциальная функция.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

1.1. Линейная функция

Линейная функция - функция вида (для функций одной переменной).

Основное свойство линейных функций: приращение функции пропорционально приращению аргумента. То есть функция является обобщением прямой пропорциональности.

Графиком линейной функции является прямая линия, с чем и связано ее название. Это касается вещественной функции одной вещественной переменной.

Частный случай линейной функции называется однородными линейными функциями (это в сущности синоним прямой пропорциональности), в отличие от - неоднородных линейных функций.

Пример линейной функции приведён на рисунке.1.

Рис. 1. Линейные функции

 

1.2. Степенная функция

Степенная функция - функция ,где a(показатель степени) - некоторое вещественное число. К степенным часто относят и функцию вида , где k- некоторый масштабный множитель. Существует также комплексное обобщение степенной функции. На практике показатель степени почти всегда является целым или рациональным числом.

Если показатель степени - целое число, то можно рассматривать степенную функцию на всей числовой прямой (кроме, возможно, нуля). В общем случае степенная функция определена при . Если , то функция определена также и при , иначе нуль является её особой точкой.

Графики степенной функции при натуральном показателе n называются параболами порядка n. При получается функция , называемая прямой пропорциональной зависимостью.

Графики функций вида , где n- натуральное число, называются гиперболами порядка n. При получается функция , называемая обратной пропорциональной зависимостью.

Если , то функция есть арифметический корень степени n.

Свойства функции:

- Функция непрерывна и неограниченно дифференцируема во всех точках, в окрестности которых она определена. Нуль, вообще говоря, является особой точкой; например, функция определена в нуле и его правой окрестности, но её производная в нуле не определена.

- В интервале) функция монотонно возрастает при и монотонно убывает при Значения функции в этом интервале положительны.

- Производная функции:

- Неопределённый интеграл:

- Если , то +C

- При получаем:

Примеры функции изображены на рисунке. 2.

 

 

Рис. 2. Степенные функции

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Показательная функция

Показательная функция- математическая функция , где азывается основанием степени, а - показателем степени.

В вещественном случае основание степени - некоторое неотрицательное вещественное (действительное) число, а аргументом функции является вещественный показатель степени.

В теории комплексных функций рассматривается более общий случай, когда аргументом и показателем степени может быть произвольное комплексное число.

В самом общем виде- , введена Лейбницем в 1695 г.

Особо выделяется случай, когда в качестве основания степени выступает число e. Такая функция называется экспонентой (вещественной или комплексной).

Пусть - неотрицательное вещественное число, - рациональное число: . Тогда определяется по следующим правилам.

Если , то .

Если и , то .

Значение не определено.

Если и , то .

Значение при не определено.

Для произвольного вещественного показателя значение можно определить как предел последовательности , где- рациональные числа, сходящиеся к . Для экспоненты есть и другие определения через предел, например:

 

Пример графика функции изображён на рисунке 3.

Рис. 3. Показательная функция

 

1.4. Логарифмическая функция

Если рассматривать логарифмируемое число как переменную, мы получим логарифмическую функцию . Она определена при . Область значений: . Эта кривая часто называется логарифмикой. Из формулы замены основания логарифма видно, что графики логарифмических функций с разными основаниями, большими единицы, отличаются один от другого только масштабом по оси ; графики для оснований, меньших единицы, являются их зеркальным отражением относительно горизонтальной оси.

Из определения следует, что логарифмическая зависимость есть обратная функция для показательной функции , поэтому их графики симметричны относительно биссектрисы первого и третьего квадрантов (см. рисунок 4). Как и показательная, логарифмическая функция относится к категории трансцендентных функций.

Функция является строго возрастающей при и строго убывающей при . График любой логарифмической функции проходит через точку . Функция непрерывна и неограниченно дифференцируема всюду в своей области определения.

Ось ординат является левой вертикальной асимптотой, поскольку:

при ;

при .

Производная логарифмической функции равна:

 

С точки зрения алгебры, логарифмическая функция осуществляет (единственно возможный) изоморфизм мультипликативной группы положительных вещественных чисел и аддитивной группы всех вещественных чисел. Другими словами, логарифмическая функция есть единственное (определённое для всех положительных значений аргумента) непрерывное решение функционального уравнения:

 

Пример графика функции изображён на рисунке. 4.

 

Рис 4. Логарифмическая функция

 

 

 

1.5. Экспоненциальная функция

Экспонента- функция , где e- Число Эйлера (e=2.7182818284590452).

Экспоненциальная функция может быть определена различными эквивалентными способами. Например, через ряд Тейлора:

 

или через предел:

 

Здесь x- любое комплексное число.

Свойства функции:

-, в частности

-Экспонента- единственное решение дифференциального уравнения с начальными данными . Кроме того, через экспоненту выражаются общие решения однородных дифференциальных уравнений.

-Экспонента определена на всей вещественной оси. Она всюду возрастает и строго больше нуля.

-Экспонента- выпуклая функция. Обратная функция к ней- натуральный логарифм . Фурье-образ экспоненты не существует однако преобразование Лапласа существует

-Производная в нуле равна 1, поэтому касательная к экспоненте в этой точке проходит под углом 45°.

-Основное функциональное свойство экспоненты, как и всякой показательной функции:

 

-Непрерывная функция с таким свойством либо тождественно равна 0, либо имеет вид , где c- некоторая константа.

где sinh и cosh- гиперболические синус и косинус.

Пример функции изображён на рисунке 5.

Рис. 5. Экспоненциальная функция

 

1.6. Описание средств реализации

Visual Basic for Applications (VBA, Visual Basic для приложений) — немного упрощённая реализация языка программирования Visual Basic, встроенная в линейку продуктов Microsoft Office (включая версии для Mac OS), а также во многие другие программные пакеты, такие как AutoCAD, SolidWorks, CorelDRAW, WordPerfect и ESRI ArcGIS. VBA покрывает и расширяет функциональность ранее использовавшихся специализированных макро-языков, таких как WordBasic.

VBA является интерпретируемым  языком. Как и следует из его  названия, VBA близок к Visual Basic. VBA, будучи языком, построенным на COM, позволяет использовать все доступные в операционной системе COM объекты и компоненты ActiveX. По сути, возможно создание приложения на основе Microsoft Word VBA, использующего только средства Corel Draw.

В будущем Microsoft планирует заменить VBA на Visual Studio Tools for Applications (VSTA)- инструментарий расширения функциональности приложений, основанный на Microsoft .NET.

К достоинствам языка можно отнести сравнительную лёгкость освоения, благодаря которой приложения могут создавать даже пользователи, не программирующие профессионально. К особенностям VBA можно отнести выполнение скрипта именно в среде офисных приложений.

Недостатком являются проблемы с обратной совместимостью разных версий. Эти проблемы в основном связаны только с тем, что код программы обращается к функциональным возможностям, появившимся в новой версии программного продукта, которые отсутствуют в старой. Также к недостаткам часто относят и слишком высокую открытость кода для случайного изменения, тем не менее, многие программные продукты (например, Microsoft Office и IBM Lotus Symphony) позволяют пользователю использовать шифрование исходного кода и установку пароля на его просмотр.

 

Глава 2. Постановка задачи и алгоритм программы

Реализовать при помощи VBA программу для построения графиков MS Excel. Программа должна обладать следующими возможностями.

• Автоматическое построение графиков с учётом выбранных параметров.
• Возможность выбора типа функций.
• Возможность указания параметров.
• Возможность указания отрезка начала и конца.
• Возможность указания шага.
• Возможность указания стиля графика.

Алгоритм программы изображен на рисунках 6,7,8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Рис. 6. Алгоритм программы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7. Алгоритм программы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8. Алгоритм программы

 

2.1. Разработка интерфейса

Для реализации интерфейса ввода исходных данных для построения графика функций была разработана следующая форма (см. рис. 9).

Рис. 9. Форма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Результаты работы программы

Результаты построения всех функций представлены на рисунках.

Рис. 10. Настройки графика.

 

Рис. 11. Результаты выполнения.

Рис. 12. Настройки графика.