很多职场人对于学习Excel,有一种错误的认知:认为Excel学起来太枯燥乏味了,因为练习中使用的素材基本都是模板化的数据,类似于下面的OFFICE官方素材,采用销售类的数据:
久而久之,大家都觉得Excel好像只会处理这类的职场问题,面对千篇一律的数据,千篇一律的解法,很容易产生审美疲劳。
其实,Excel内置了很多功能强大的函数和解决方案,这些函数方案非常适合用于求解复杂的数学问题,比如:经典的"鸡兔同笼"问题、一元多次方程求解问题、多元一次方程组求解问题。
那么,如何用Excel来轻松解决看似与Excel完全不沾边的数学问题呢?
01
案例1:如何用Excel求解"鸡兔同笼"问题?
数学原题如下:
“已知有鸡和兔子共有15只,共有40只脚,问鸡和兔子各有几只?”
问题分析:
1,转化为数学模型:x+y=15;2*x+4*y=40。
2,套用Excel的思路,给问题归类:模型中存在x、y两个变量,归属于多变量求解的问题。
3,分析需要使用的Excel求解工具:【规划求解】。
4,分解具体的求解步骤,可分五步走。
- 第一步:设置"可变单元格"表格;
- 第二步:设置"目标单元格"表格;
- 第三步:设置"可变单元格"与"目标单元格"之间的关系;
- 第四步:设置"约束条件"单元格;
- 第五步:开始"规划求解"。
具体的单元格设置界面如下:
约束条件单元格: 输入公式=G10+G11;(即约束必须满足鸡+兔子=15只)
目标单元格:输入公式=D10*G10+D11*G11(即最终满足鸡+兔子=40只脚的计算目标值)
具体的求解界面设置如下:
注意:除了约束单元格必须满足之外,还需要满足2个隐性的约束条件:一是鸡和兔子的数量只能是整数才合理,二是满足两者的数量要大于等于1只(因为笼子里面鸡和兔子两种都有)。
规划求解结果界面:
返回最终结果:
最终求得两个变量的解:鸡一共是10只,兔子一共是5只。如下截图:
方案1——求解方法总结:
数学难题想破脑,"规划求解"显身手!
总结来说,这类问题属于简单规划求解的问题,数学变量之间的制约关系,可转变为Excel单元格数据之间的计算关系,即约束条件,解题的关键是设置合理的约束条件。
02
案例2:如何用Excel轻松求解一元多次方程的解?
数学原题如下:
问题分析:
只涉及单个变量x,属于典型的单变量求解问题,可以使用Excel模拟分析工具求解。
工具定位:如下截图
求解步骤分解,可分5步走:
具体的单元格设置,界面如下:
其实,目标单元格与可变单元格的关系,是通过公式连接:=4*D9^4+5*D9^3-7*D9^2+9*D9
具体的求解界面设置,界面如下:
目标和可变单元格直接单击右边的黑色小三角图标,选中对应的单元格,目标值手动输入即可(这里输入100)。
最终求解的结果界面:
最终求得x的解是:2.0346。
方案2——求解方法总结:
一看见方程脑瓜疼,"单变量求解"帮你忙!
单变量求解问题的关键点是,根据可变变量x,与目标变量之间的数学关系,制定可变单元格中的变量值、目标单元格中的变量值,之间通过函数公式的方式进行关联。通过Excel进行尝试求解逼近的办法,最终求得满足目标值100的变量x的值。
03
案例3:如何用Excel轻松求解多元一次方程组的解?
数学原题如下:
问题分析:
经过观察分析,表面上属于求解方程组的解,其实可转为普通矩阵的计算问题,最终可以通过Excel内置的函数公式来轻松获得每个未知数的解。
如果把原题的方程组,转为矩阵的形式,如下所示:
具体求解,可分两步走:
- 第一步,先用MINVERSE函数求逆矩阵。
选中C13:E15单元格区域,输入Ctrl+Shift+Enter三键数组公式: {=MINVERSE(C8:E10)}
- 第二步,再用MMULT函数求得最终方程组的解。
选中H13:H15单元格区域,输入数组公式,记得同时按上Ctrl+Shift+Enter三键: {= MMULT(C13:E15,G8:G10)},最终求得x=-9,y=4.16667,z=4。
方案3——求解方法总结:
多元一次方程难上加难,矩阵数组破题轻而易举!
利用Excel内置的函数,巧妙地把普通的数学方程组问题,转化为Excel可以直接计算的函数公式问题。求解的关键点:需要正确输入数组公式,具体操作是输入普通的公式后同时按下Ctrl+Shift+Enter三个按键完成数组公式的输入。
04
经过以上3大类数学问题的求解,你是否已感受到Excel在普通职场办公环境之外,依然有很大的利用价值?
如果你讨厌使用呆板的笔算办法来计算数学公式问题,不烦尝试下采用万能的Excel来弥补你脑力的不足。