MATLAB編程設(shè)計與應(yīng)用

1、題目名稱_matlab編程設(shè)計與應(yīng)用_學(xué)生學(xué)部（系）_計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系_專業(yè)班級_08計算機(jī)1班_學(xué) 號_11010803006_學(xué)生姓名_朱澤鵬_指導(dǎo)教師_林榮霞_ 2012年 3月 27日一，程序的結(jié)構(gòu)和流程控制：用matlab程序的一般語句（循環(huán)語句forend,條件循環(huán)語句whileend和條件轉(zhuǎn)向語句ifelseend）分別求1100的奇數(shù)和。程序一程序二：程序三sum=0;for x=1:1:100; if mod(x,2) sum=sum+x; else continue;endendsumclearx=1;sum=0;while x101sum=sum+x;x=x+2;end

2、sumclearsum=0;for x=1:2:99;sum=sum+x;endsum二，2d繪制、函數(shù)圖形的繪制：1，用plot語句繪制函數(shù)圖形，熟悉分區(qū)繪圖命令（subplot），建立圖形命令（figure），以及用title命令和一些指定的線性、顏色和標(biāo)記對圖形作注釋的功能。x=-pi:pi/20:pi;y1=sin(x);y2=cos(x);figure(1)subplot(2,2,1),plot(x,y1,+)grid on,title(sin(x)subplot(2,2,2),plot(x,y2,k)grid on,title(cos(x)subplot(2,2,3),plot(x

3、,y1,b*,x,y2,g-.)grid on,title(sin(x) and cos(x)subplot(2,2,4),plot(x,y1,-,x,y1,ro)grid on,title(sin(x)2，用subplot命令將畫圖區(qū)域分為三份，分別用ploy，comet和fplot命令做y=sin（3x+2）的圖像。并用圖形標(biāo)題設(shè)置命令（title），x軸標(biāo)簽設(shè)置命令（xlabel），y軸標(biāo)簽設(shè)置命令（ylabel）對圖形作注釋。程序：x=-2*pi:pi/20:2*pi;y=sin(3*x+2);subplot(3,1,1)plot(x,y)title(y=sin(3x+2)xlabel

4、(x -2*pi,2*pi)ylabel(y=sin(3x+2)subplot(3,1,2)comet(x,y,g)title(y=sin(3x+2)xlabel(x -2*pi,2*pi)ylabel(y=sin(3x+2)subplot(3,1,3)fplot(sin(3*x+2),-2*pi,2*pi)title(y=sin(3x+2)xlabel(x -2*pi,2*pi)ylabel(y=sin(3x+2)用行結(jié)果：,3，練習(xí)使用ezplot命令繪制參數(shù)曲線圖形：參數(shù)方程及程序用行結(jié)果參數(shù)方程：程序：subplot(2,1,1)ezplot(cos(x)3,(sin(x)3),-4*

5、pi,4*pi)subplot(2,1,2)ezplot(x-sin(x),(1-cos(x),-4*pi,4*pi參數(shù)方程：程序：subplot(2,1,1)ezplot(x*(cos(x)3,x*(sin(x)3),-pi,pi)subplot(2,1,2)ezplot(x*(x-sin(x),x*(1-cos(x),-pi,pi)4，用polar命令繪制極坐標(biāo)圖形，并熟悉gtext命令，用鼠標(biāo)將文本點(diǎn)擊到圖形相應(yīng)的位置上。在同一坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)繪制三葉玫瑰線和四葉玫瑰線。程序：subplot(2,2,1)ezpolar(sin(2*x),0,2*pi)gtext(r=sin(2x)subplo

6、t(2,2,2)ezpolar(cos(2*x),0,2*pi)gtext(r=cos(2x)subplot(2,2,3)ezpolar(sin(3*x),0,2*pi)gtext(r=sin(3x)subplot(2,2,4)ezpolar(cos(3*x),0,2*pi)gtext(r=cos(3x)用行結(jié)果：5，在同一坐標(biāo)系中繪制不同函數(shù)的圖像。函數(shù)表達(dá)式及程序用行結(jié)果，程序：x=-2*pi:pi/20:2*pi;y1=sin(x);y2=x-x.3/prod（1：3）;y3=x-x.3/ prod（1：3）+x.5/ prod（1：5）;y4=y3-x.7/( prod（1：7）;pl

7、ot(x,y1,r,x,y2,b,x,y3,g,x,y4,k)函數(shù)表達(dá)式:程序：x=-1:0.01:1;syms ty=(t2-1)3+1;y1=diff(y,t);y2=diff(y1,t);y=subs(y,t,x);y1=subs(y1,t,x);y2=subs(y2,t,x);plot(x,y,r,x,y1,g,x,y2,b)6，課外擴(kuò)展：分段函數(shù)的表達(dá)與繪圖編寫程序計算并畫出在上的曲線。x=-3:0.01:3;y1=zeros(size(x); y2=zeros(size(x);y3=zeros(size(x);n=length(x); for k=1:n if x(k)=-3; y

8、1(k)=(-x(k).2-4*x(k)-3)/2; elseif x(k)=-1&x(k)1 ; y2(k)=-x(k).2+1; else x(k)=1 ; y3(k)=(-x(k).2+4*x(k)-3)/2; endendy=y1+y2+y3; plot(x,y)三，符號運(yùn)算與數(shù)值運(yùn)算綜合練習(xí).已知函數(shù)的表達(dá)式為編寫一個函數(shù)文件，定義函數(shù)在處的一階泰勒多項(xiàng)式。函數(shù)文件myfun.m調(diào)用語句用行結(jié)果function y=myfun(x)syms t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7x0=0.1 0.3 0.1 0.1 1.5 16 0.75;u(1)=174.42*(t1/t5)*(

9、t3/(t2-t1)0.85*sqrt(1-2.62*(1-0.36*(t4/t2)(-0.56)1.5*(t4/t2)1.16)/(t6*t7)u(2)=diff(u(1),t1);u(3)=diff(u(1),t2);u(4)=diff(u(1),t3);u(5)=diff(u(1),t4);u(6)=diff(u(1),t5);u(7)=diff(u(1),t6);u(8)=diff(u(1),t7);u=subs(u,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,x0)y=u*1,x-x0 x=1:7; y=myfun(x)u =8721/50*t1/t5*(t3/(t2-t1)(17/2

10、0)*(1-131/50*(1-9/25/(t4/t2)(14/25)(3/2)*(t4/t2)(29/25)/t6/t7)(1/2)u = columns 1 through 6 1.7256 24.5896 -5.9911 14.6675 -4.0281 -1.1504 columns 7 through 8 -0.0539 -1.1504y = 29.820y = 29.8206注意事項(xiàng)：保存時須要以函數(shù)名命名，負(fù)責(zé)不能調(diào)用函數(shù)。說明:用行結(jié)果沒有完全按給出的形式，其中空行被去掉了2.編輯一個函數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)如下功能：對輸入的矩陣a，若a是方陣，計算其特征值與特征向量，并求出最大特征值及其

11、對應(yīng)的特征向量。若a不是方陣，計算a的轉(zhuǎn)置與a的乘積的特征值與特征向量，并求出最大特征值及其對應(yīng)的特征向量。函數(shù)文件myfun.m調(diào)用語句用行結(jié)果function emax,dmax=myfun(x)n=size(x);if n(1)=n(2); b=x;else b=x*x;ende,d=eig(b)dmax=d(1,1);k=1;for i=2:n(2) if (dmax a=1,2,3,21;1,4,4,12;1,2,43,12;4,2,3,5; myfun(a)e = -0.1182 -0.7264 0.8795 0.3798 -0.1272 -0.5119 0.3012 -0.918

12、8 -0.9804 0.2202 0.0579 0.0040 -0.0928 -0.4022 -0.3638 0.1079d = 44.5164 0 0 0 0 13.1276 0 0 0 0 -6.8039 0 0 0 0 2.1599emax = -0.1182 -0.1272 -0.9804 -0.0928dmax = 44.5164四、優(yōu)化工具箱試驗(yàn)1，非線性不等式約束最優(yōu)化問題求解 約束條件：，實(shí)驗(yàn)步驟用行結(jié)果一，目標(biāo)函數(shù)文件：function f=objfun(x)f=exp(x(1)*(4*x(1)2+2*x(2)2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+1);optimizat

13、ion terminated: first-order optimality measure less than options.tolfun and maximum constraint violation is less than options.tolcon.active inequalities (to within options.tolcon = 1e-006): lower upper ineqlin ineqnonlin 1 2x = -9.5474 1.0474fval = 0.0236二，約束函數(shù)文件：function c,ceq=confun(x)c=1.5+x(1)*x

14、(2)-x(1)-x(2); -x(1)*x(2)-10;ceq=;三，初始化調(diào)用函數(shù)： x0=-1,1; options=optimset(largescale,off); x,fval=fmincon(objfun,x0,confun,options)2，線性規(guī)劃求解下述問題：根據(jù)函數(shù)linprog函數(shù)的功能，可知此問題可用linprog函數(shù)求解：函數(shù)程序?yàn)椋篺=-3,-2,-1;a=1,2,4;-2,1,-1;4,-1,-2;-4,1,2;b=5,-35,40,-30;aeq=1,2,3;beq=30;lb=0,-50100000,5;ub=20,4,2010000;options=op

15、timset(disp,iter);x,fval=linprog(f,a,b,aeq,beq,lb,ub)用行結(jié)果如下：exiting: one or more of the residuals, duality gap, or total relative error has stalled: the primal appears to be infeasible and the dual unbounded since the dual objective 1e+10 and the primal objective -1e+6.x = 11.7483 8.8882 5.0003fval

16、= -58.0216五，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：兩種蠓af和apf已由生物學(xué)家w.l.grogan和w.w.wirth根據(jù)它們的觸角長度和翼長加以區(qū)分。已知9種af蠓、6只apf蠓的觸角長度和翼長的數(shù)據(jù)為種類apfapfapfapfapfapfafafafafafafafafaf觸角長1.141.201.181.261.281.301.241.361.381.381.381.401.481.541.56翼長1.781.861.962.002.001.961.721.741.641.821.901.701.821.822.08據(jù)此識別出給定的觸角長度和翼長的一只標(biāo)本是af還是apf是重要的。（1） 給定一只a

17、f或apf族的蠓，如何正確地區(qū)分它屬于哪一族？（2） 將你的方法用于觸角長和翼長分別為（1.24,1.80）、（1.28,1.84）、（1.40，2.04）的三個標(biāo)本。解：第一步 確定分類問題的輸入、理想輸出p=1.14,1.20,1.18,1.26,1.28,1.30,1.24,1.36,1.38,1.38,1.38,1.40,1.48,1.54,1.56;1.78,1.86,1.96,2,2,1.96,1.72,1.74,1.64,1.82,1.90,1.70,1.82,1.82,2.08;t=-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,1,1;第二步 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，并初始

18、化參數(shù)net=newff(minmax(p),3 1,tansig purelin,traingdm);net_1.trainparam.show = 50; net_1.trainparam.lr = 0.05; net_1.trainparam.mc = 0.9; net_1.trainparam.epochs = 10000; net_1.trainparam.goal = 1e-3;第三步 訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò) net,tr=train(net,p,t);第四步 對訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)利用仿真函數(shù)進(jìn)行仿真檢驗(yàn)y=sim(net,p);g=1.24,1.28,1.40;1.80,1.84,2.04;sim(net,g);用行結(jié)果traingdm, epoch 0/100, mse 1.794