Методические указания для студентов заочного и дневного отделения геолого-географического факультета по курсу ''Информатика''. Электронные таблицы. Анализ данных в Excel

Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Амелина Н.И., Мачулина Л.А.

Методические указания для студентов заочного и дневного отделения геолого-географического факультета по курсу ИНФОРМАТИКА ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАБЛИЦЫ АНАЛИЗ ДАННЫХ В EXCEL

Ростов-на-Дону 2002

Печатается

по

решению

кафедры

прикладной

математики

и

программирования от 11 апреля 2002 г.

АННОТАЦИЯ Методические

указания

содержат

описание возможностей

табличного процессора Excel для анализа данных и принятия решений и лабораторные работы, позволяющие практически освоить такие средства, как Подбор параметра, Таблица подстановки и Поиск решения. Методические указания предназначены для студентов геологогеографического факультета РГУ и могут быть использованы студентами экономического факультета. Авторы: Н.И.Амелина, Л.А.Мачулина

© Н.И.Амелина, Л.А.Мачулина, 2002

3

СОДЕРЖАНИЕ 1. Подбор параметра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2. Таблица подстановки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2.1. Таблица подстановки с одним параметром . . . . . . . . . . . . .

5

2.2. Таблица подстановки с дополнительными формулами . . .

6

2.3. Таблица подстановки с двумя параметрами . . . . . . . . . . . .

6

3. Поиск решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

Задача 1. Контейнер из листового материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

Задача 2. Бак для воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Задача 3. Почтовая посылка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ПРИЛОЖЕНИЕ. Сообщения об ошибках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4

1. ПОДБОР ПАРАМЕТРА Подбор параметра – средство Excel, позволяющее решать так называе-

мую обратную задачу, когда требуется, меняя значение одного из исходных данных (параметров), получить заданное значение результата. При этом результат решения задачи должен быть задан в целевой ячей-

ке формулой, содержащей ссылку на изменяемую ячейку с параметром. При подборе параметра его значение изменяется так, чтобы результат в

целевой ячейке стал равным заданному числу. Для подбора параметра выполняется команда Сервис/Подбор параметра…

и в открывшемся диалоговом окне задаются в поле ввода Установить в ячейке – ссылка на целевую ячейку; в поле ввода Значение – значение, которое необходимо получить; в поле ввода Изменяя значение ячейки – ссылка на изменяемую ячейку. После нажатия кнопки OK или клавиши Enter команда Подбор параметра начинает подставлять в формулу в целевой ячейке различные числа,

пытаясь получить заданное значение. Результат подбора параметра будет показан в окне Результат подбора параметра. Если решение найдено, его можно сохранить, нажав кнопку ОК (подобранное значение параметра сохранится в изменяемой ячейке), или вернуться к исходному состоянию, нажав кнопку Отмена. Решение может быть не найдено, если результат зависит не от одного параметра или если изменяемая и целевая ячейки логически не связаны. В процессе подбора параметра окно Результат подбора параметра находится на экране. Если задача обладает плохой сходимостью, т.е. требуется много (или бесконечно много) шагов, чтобы найти решение с заданной точностью, то можно воспользоваться кнопками Шаг и Пауза, чтобы контролировать процесс и прервать его при необходимости.

5

2. ТАБЛИЦА ПОДСТАНОВКИ Для анализа зависимости результата от различных наборов исходных данных в Excel используется Таблица подстановки. Таблица подстановки – это средство Excel, позволяющее получить таб-

лицу, содержащую результаты подстановки заданных значений одного или двух аргументов (параметров) в одну или несколько формул. Выбирая пункт меню Данные / Таблица подстановки…, можно построить либо таблицу с одним параметром для одной или нескольких функций, либо таблицу с двумя параметрами для одной функции.

2.1. Т а б л и ц а п о д с т а н о в к и с о д н и м п а р а м е т р о м Принцип использования Таблицы подстановки состоит в следующем: Задаются исходные данные задачи, в том числе одно из значений аргу-

мента - параметра. Задается диапазон значений параметра (в виде столбца или строки). Выделяется место для размещения значений функции от заданных значений аргумента (столбец справа или строка ниже). Задается формула, определяющая зависимость функции от аргумента – параметра. Таблица подстановки обеспечивает последовательный выбор элементов из диапазона значений аргумента и подстановку каждого из них в ячейку –

параметр. После чего выполняется перерасчёт таблицы и значение функции, определяемое формулой, заносится в отведенное для него место рядом с соответствующим значением аргумента (для каждой ячейки столбца в соседнюю ячейку строки, т.е. по строкам, или для каждой ячейки строки в соседнюю ячейку столбца, т.е. по столбцам ). Внимание! Формула размещается на одну ячейку левее и ниже диапа-

зона исходных данных при подстановке по столбцам и на одну ячейку пра-

6

вее и выше диапазона исходных данных, если подстановка производится по строкам. Внимание! Таблица автоматически пересчитывается при изменении

значений любых аргументов, входящих в формулу. Технология построения таблицы подстановки данных подробно описана при решении задачи о контейнере.

2.2. Т а б л и ц а п о д с т а н о в к и с д о п о л н и т е л ь н ы м и формулами Таблица подстановки может содержать не одну, а несколько формул. Дополнительные формулы размещаются в таблице подстановки ниже существующей формулы при подстановке по столбцам и справа от неё, если подстановка производится по строкам. Затем выделяется блок, содержащий значения параметра и формулы, и выполняется команда Данные / Таблица подстановки... Внимание! Удалять отдельные ячейки из таблицы нельзя, можно очи-

стить всю таблицу. Для этого следует выделить вычисленные значения и выполнить команду Правка/Очистить/Содержимое или нажать клавишу Delete.

2.3. Т а б л и ц а п о д с т а н о в к и с д в у м я п а р а м е т р а м и Используя команду Данные / Таблица подстановки…, можно построить таблицу с двумя параметрами. При этом значения одного из них должны располагаться в столбце, а значения другого – в строке. Внимание! Формула должна находиться в левом верхнем углу блока

ячеек (над столбцом значений параметра). Результат подстановки после выполнения команды будет помещен на пересечении столбца и строки.

7

3. ПОИСК РЕШЕНИЯ Средство Excel Поиск решения используется в тех случаях, когда необходимо найти оптимальное (минимальное или максимальное) или заданное значение для отдельной ячейки (целевой ячейки) путем подбора значений других ячеек (изменяемых ячеек) с учетом требуемых ограничений. Чтобы применить это средство, нужно определить входные данные – переменные задачи, целевую функцию и ограничения, если они существуют, то есть осуществить постановку задачи оптимизации: найти минимальное, максимальное или заданное значение целевой функции от n переменных F(x1, x2,…xn ) при наличии или отсутствии ограничений на значения переменных:

ai