MATLAB軟件語言及程序設(shè)計(jì)報(bào)告(含源程序版

1、MATLAB軟件語言及程序設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 號: 班 級: 院 系: 指導(dǎo)老師:張登峰 時(shí) 間:2010-5-10 一、問答題(15分)1. 在安裝MATLAB軟件時(shí)，哪些組件(模塊)是必須選擇的？否則，不能建立MATLAB工作環(huán)境。Toolboxes、MATLAB、Complier2. 寫出MATLAB中的6個(gè)預(yù)定義變量名，并說明各自的含義。ans:計(jì)算結(jié)果的缺省變量名pi:圓周率 i,j：虛數(shù)單位inf：無窮大eps：計(jì)算機(jī)的最小數(shù)NaN：不定量，如0/0，00/00nargin：函數(shù)的輸入變量個(gè)數(shù)nargout：函數(shù)的輸出變量個(gè)數(shù)realmin：最小正實(shí)數(shù)realmax：最大正實(shí)數(shù)la

2、sterr：存放最新的錯(cuò)誤信息lastwarn：存放最新的警告信息3. 在MATLAB指令窗中運(yùn)行指令 (-243)(1/5)后，會(huì)得到-3嗎？ 的全部方根有幾個(gè)，請寫出計(jì)算 全部方根的M文件程序代碼，要求對每條語句加注釋說明。不會(huì)，會(huì)得到2.4271 + 1.7634i，用nthroot(-243,5)可以得到一個(gè)根-3?？梢杂胹olve解決，程序如下solve('t5+243')得到結(jié)果為：ans = -3 -3/4*5(1/2)+3/4-3/4*i*2(1/2)*(5+5(1/2)(1/2) 3/4*5(1/2)+3/4-3/4*i*2(1/2)*(5-5(1/2)(1/

3、2) 3/4*5(1/2)+3/4+3/4*i*2(1/2)*(5-5(1/2)(1/2) -3/4*5(1/2)+3/4+3/4*i*2(1/2)*(5+5(1/2)(1/2)4. 指令clear，clf，clc各有什么用處，它們運(yùn)行結(jié)果的區(qū)別是什么？Clear ：清除內(nèi)存中所有的或指定的變量和函數(shù)Clf：擦除MATLAB當(dāng)前工作窗口中的圖形Clc：擦除MATLAB工作窗口中所有顯示的內(nèi)容5. 在MATLAB指令表達(dá)式中，標(biāo)點(diǎn)符號“空格”和“逗號”各有什么作用？請舉例說明，在哪些情況下，兩者的作用相同？在哪些情況下，二者的作用不同？空格和逗號都能起到分隔符的作用，逗號可作為函數(shù)分割符，也用于

4、區(qū)分行，顯示運(yùn)算結(jié)果，當(dāng)然不加標(biāo)點(diǎn)也顯示運(yùn)算結(jié)果，而在大多數(shù)情況下，MATLAB對空格不予處理。矩陣中空格與逗號相同一些固定的函數(shù)中調(diào)用中，如solve、subplot等括號中的逗號不能替代為空格一般MATLAB對空格不予處理，這些地方可以用空格，卻不能用逗號，如表達(dá)式中，加空格不影響結(jié)果，但是加逗號就是錯(cuò)的；還有如“syms x y z”，字母間的空格不能替代為逗號。6. 現(xiàn)有五個(gè)數(shù)組：(1×1)的實(shí)數(shù)數(shù)組A；(1×1)的字符串?dāng)?shù)組B；(1×1)的單元(cell)數(shù)組C；(1×1)的結(jié)構(gòu)(structure)數(shù)組D。請問它們各占多少字節(jié)？A：8字節(jié)B：

5、與字符串的個(gè)數(shù)有關(guān)，每個(gè)占2字節(jié)C：與cell的中數(shù)據(jù)類型有關(guān)，一般的是在68字節(jié)的基礎(chǔ)上加上數(shù)據(jù)所占的內(nèi)存。D：具體字節(jié)數(shù)不確定，和結(jié)構(gòu)所含的域的個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)有關(guān)。每一個(gè)域用124個(gè)字節(jié)，每個(gè)字母用2字節(jié)，數(shù)字用8字節(jié)。7. M函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？M(腳本)文件和M函數(shù)文件的主要區(qū)別在哪些方面？（1）函數(shù)文件由function語句引導(dǎo)，其基本結(jié)構(gòu)為：function輸出形參表=函數(shù)名（輸入形參表）注釋說明部分函數(shù)體語句其中以function開頭的一行為引導(dǎo)行，表示該文件是一個(gè)函數(shù)文件。函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)的輸入形參，輸出形參為函數(shù)的輸出形參。當(dāng)輸出形參多余一個(gè)時(shí)，

6、則應(yīng)該用方括號括起來。（2）主要區(qū)別：M腳本文件與M函數(shù)文件在個(gè)是上不同。腳本文件是命令代碼，可以直接運(yùn)行，而函數(shù)文件有固定的格式，供調(diào)用。文件保存名要求不同。M腳本文件可以是任意合法的名稱，而函數(shù)文件必須是和函數(shù)名相同，否則無法調(diào)用。函數(shù)文件中的變量都是局部變量，而腳本文件中的變量都是全局變量調(diào)用腳本文件時(shí)，不用輸入?yún)?shù)，也沒有輸出參數(shù)，文件自身建立需要的變量。文件執(zhí)行后文件中變量仍然保留在工作空間中。調(diào)用函數(shù)文件時(shí)，既有輸入?yún)?shù)，又有輸出參數(shù)。函數(shù)調(diào)用后文件中變量未被保留在工作空間中。二、編寫M文件或M函數(shù)文件，計(jì)算下題：取自變量x的區(qū)間-8,8，數(shù)據(jù)間隔為0.01，函數(shù)y=cos(x),

7、 z=f(x,y)=sin(x)-y/10，繪制三維曲線圖。然后新建一個(gè)圖形窗口，利用多圖形窗口分割方法分別畫出該曲線圖在4個(gè)不同視角(-37.5,30)、(-16,60)、(-90,0)、(-8,-12)下的三維圖形，并對每個(gè)圖形標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱和圖標(biāo)題(標(biāo)題內(nèi)容為該圖形的視角值)。要求給出繪圖結(jié)果，以及每條語句的注釋說明。(其中視角坐標(biāo)值(az,el)中az-方位角；el- 俯視角) (20分)程序：clear %清除command windowclc %清除workspacex=-8:0.01:8; %生成x矩陣y=cos(x); %生成y矩陣z=sin(x)-y/10; %生成z矩陣su

8、bplot(2,2,1) %將窗口劃分為2*2的4個(gè)窗口，取第一個(gè)繪圖plot3(x,y,z,'r') %繪制三維圖形view(-37.5,30) %視角，其中前者為方位角，后者為俯視角xlabel('x') %標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱ylabel('y');zlabel('z');title('視角(-37.5,30)') %標(biāo)注標(biāo)題legend('f(x,y)') %加圖例subplot(222) %取第二個(gè)窗口plot3(x,y,z,'g');view(-16,60);xlabel(&#

9、39;x');ylabel('y');zlabel('z');title('視角(-16,60)')legend('f(x,y)')subplot(2,2,3) %取第三個(gè)窗口plot3(x,y,z,'b');view(-90,0);xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');title('視角(-90,0)')legend('f(x,y)')subplot(2,2,4) %取第四個(gè)窗口plot3(x

10、,y,z,'y');view(-8,-12);xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');title('視角(-8,-12)')legend('f(x,y)')運(yùn)行結(jié)果：三、在同一坐標(biāo)系內(nèi)，分別用紅色實(shí)線和藍(lán)色點(diǎn)劃線繪制曲線y1(t)=2e0.5cos(0.3pt)和y2(t)=2e-0.5cos(pt)，其中tÎ0, 3，并用五角星標(biāo)記兩曲線的交叉點(diǎn)，在該點(diǎn)旁注明其坐標(biāo)值。編寫M文件程序代碼，并給出每條語句注釋說明，以及程序運(yùn)行結(jié)果。 (20分)程序：clea

11、r %清除command windowclc %清除workspace，即內(nèi)存內(nèi)容清空t=0:0.001:3;%規(guī)定變量t的定義域plot(t,2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*t),'r');%畫出y1(t)的圖形hold;%保持使這里的圖都繪在同一張紙上plot(t,2*exp(0.5)*cos(pi*t),'b');%畫出y2(t)的圖形a=10;%解非線性方程迭代點(diǎn)個(gè)數(shù)，越多解越全，這里10夠for i=0:a s=fzero('jiaodian',i/a*3.0);%在i/a*3.0開始迭代求解 if s>=0&

12、s<=3%選擇在0<=t<=3處的交點(diǎn)予以顯示 plot(s,2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*s),'kpentagram');%繪制交點(diǎn) text(s+0.3*(0.5-s),2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*s+0.1)+0.01,strcat(num2str(s),',',num2str(2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*s); %標(biāo)識坐標(biāo) endendhold;%恢復(fù)覆蓋，這一幅圖結(jié)束運(yùn)行結(jié)果：四、求多項(xiàng)式x4+8x3+x-10除以多項(xiàng)式2x2-x+3的結(jié)果；并分別計(jì)算出方程x4+8x3+x-10=0和方

13、程2x2-x+3=0的解。編寫M程序代碼，并給出每條語句注釋說明，以及程序運(yùn)行結(jié)果。(20分)程序：function matlab4clear %清除command windowclc %清除workspace，即內(nèi)存內(nèi)容清空syms x;%定義符號變量m=sym2poly(x4+8*x3+x-10); %獲得多項(xiàng)式的系數(shù)n=sym2poly(2*x2-x+3);shang,yu=deconv(m,n);%對多項(xiàng)式進(jìn)行除法運(yùn)算，其中shang為商式系數(shù)，yu為余式系數(shù)disp('(x4+8*x3+x-10)/( 2*x2-x+3)的商式為：') %顯示多項(xiàng)式相除的商poly2s

14、ym(shang,'x')%將多項(xiàng)式shang的系數(shù)還原成以x為變量的多項(xiàng)式,不加;而顯示disp('(x4+8*x3+x-10)/( 2*x2-x+3)的余式為：')poly2sym(yu,'x') %將多項(xiàng)式y(tǒng)u的系數(shù)還原成以x為變量的多項(xiàng)式,不加;而顯示s=solve('x4+8*x3+x-10');%求解該等式解disp('(x4+8*x3+x-10)=0的根為');%輸出解disp(s);s=solve('( 2*x2-x+3)');%求解該等式解disp('( 2*x2-x+3)

15、=0的根為');%輸出解disp(s);運(yùn)行結(jié)果：(x4+8*x3+x-10)/( 2*x2-x+3)的商式為： ans = 1/2*x2+17/4*x+11/8 (x4+8*x3+x-10)/( 2*x2-x+3)的余式為： ans = -83/8*x-113/8 (x4+8*x3+x-10)=0的根為 1 -1/2*(148+4*505(1/2)(1/3)-12/(148+4*505(1/2)(1/3)-3 1/4*(148+4*505(1/2)(1/3)+6/(148+4*505(1/2)(1/3)-3+1/2*i*3(1/2)*(-1/2*(148+4*505(1/2)(1/3

16、)+12/(148+4*505(1/2)(1/3) 1/4*(148+4*505(1/2)(1/3)+6/(148+4*505(1/2)(1/3)-3-1/2*i*3(1/2)*(-1/2*(148+4*505(1/2)(1/3)+12/(148+4*505(1/2)(1/3) ( 2*x2-x+3)=0的根為 1/4+1/4*i*23(1/2) 1/4-1/4*i*23(1/2)五、A、B、C三個(gè)城市，上半年每個(gè)月的國民生產(chǎn)總值（單位：億元）如右表。請編寫M文件分別計(jì)算三市6個(gè)月的平均國民生產(chǎn)總值；并寫出生成如右下圖的二維累加直方圖的程序。要求給出每條語句的注釋說明。(15分)各城市每月國民

17、生產(chǎn)總值原始數(shù)據(jù)城市1月2月3月4月5月6月A708010590120110B609011510511095C5040708595110程序：clear %清除command windowclc %清除workspace，即內(nèi)存內(nèi)容清空sa=(70+80+105+90+120+110)/6;%計(jì)算A市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值disp('A市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sa);%顯示sb=(60+90+115+105+110+95)/6;%計(jì)算B市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值disp('B市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sb);%顯示sc=(50+40+70

18、+85+95+110)/6;%計(jì)算A市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值disp('C市6個(gè)月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sc);%顯示a=70 80 105 90 120 110;%A市上半年每月國民生產(chǎn)總值b=60 90 115 105 110 95;%B市上半年每月國民生產(chǎn)總值c=50 40 70 85 95 110;%C市上半年每月國民生產(chǎn)總值d=a',b',c'%繪制直方圖h=bar(d,'stack');%使圖累加axis(0,7,0,350);%坐標(biāo)設(shè)定xlabel('x');%x軸下標(biāo)ylabel('y');%y軸下標(biāo)legend('B市','A市','C市','Location','NorthWest');%圖示set(h(1),'FaceColor','g