Matlab編程實驗報告

1、中北大學Matlab 編程實驗報告班級：10020741姓名：學號：10020741392013 年 11 月2，實驗一Matlab 運算基礎一、實驗目的1、熟悉啟動和退出MATLAB 的方法。2、熟悉 MATLAB 工作窗口的組成。3、掌握建立矩陣的方法，矩陣分析與處理。4、掌握 MATLAB 各種表達式的書寫規(guī)則以及常用函數(shù)的使用。二、實驗容1 先求下列表達式的值，然后顯示MATLAB工作空間的使用情況并保存全部變量。2sin 85（1） z11e2z1=2*sin(85*pi/180)/(1+exp(2)z1 =0.2375（2） z21 ln( x1 x2 ) ，其中 x21 2i20

2、.455x=2,1+2*i;-0.45,5x =2.00001.0000 + 2.0000i-0.45005.0000z2=1/2*log(x+sqrt(1+x*x)z2 =0.7114- 0.0253i0.8968 + 0.3658i0.2139+ 0.9343i1.1541 - 0.0044ie0.3 ae0.3a3.0, 2.9, 2.8,L ,2.8, 2.9,3.0（3） z32gsin(a 0.3), a提示：利用冒號表達式生成a 向量，求各點的函數(shù)值時用點乘運算。a=-3.0:0.1:3.0a =Columns 1 through 9-3.0000-2.9000-2.8000-2

3、.7000-2.6000-2.5000-2.4000-2.3000-2.2000Columns 10 through 18-2.1000-2.0000-1.9000-1.8000-1.7000-1.6000-1.5000-1.4000-1.3000Columns 19 through 27-1.2000-1.1000-1.0000-0.9000-0.8000-0.7000-0.6000-0.5000-0.4000Columns 28 through 36-0.3000-0.2000-0.100000.10000.20000.30000.40000.5000Columns 37 through

4、450.60000.70000.80000.90001.00001.10001.20001.30001.4000Columns 46 through 541.50001.60001.70001.80001.90002.00002.10002.20002.3000Columns 55 through 612.40002.50002.60002.70002.80002.90003.0000>>z3 =Columns 1 through 90.43870.50720.56400.60890.64240.66480.67660.67840.6709Columns 10 through 18

5、0.65490.63130.60110.56520.52470.48050.43370.38540.3366Columns 19 through 270.28810.24100.19620.15430.11620.08240.05350.02990.0120Columns 28 through 36-0.0000-0.0060-0.006000.01170.02880.05090.07750.1080Columns 37 through 450.14180.17800.21590.25470.29340.33110.36690.39980.4289Columns 46 through 540.

6、45320.47190.48410.48910.48620.47480.45430.42430.3846Columns 55 through 610.33500.27550.20610.12720.0392-0.0574-0.1619（ 4）t 20t1z4t211t2，其中 ：t00.5 2.5t 22t 12t3提示：用邏輯表達式求分段函數(shù)值。t=0:0.5:2.5;z4=(t>=0 & t<1).*(t.*t)+(t>=1 & t<2).*(t.*t-1)+(t>=2 & t<3).*(t.*t-2.*t-1)z4 =00.25

7、0001.2500-1.00000.25002 已知12344131A 34787 ，B2033657327求下列表達式的值：（ 1） A+6.*B 和 A-B+I( 其中 I 為單位矩陣 )。（ 2） A*B 和 A.*B 。（ 3） A3 和 A.3 。（ 4） A/B 和 BA 。（ 5）A ， B 和A(1,3,:);B2。A=12 34 -4;34 7 87;3 65 7;B=1 3 -1;2 0 3;3 -2 7;z1=A+6.*Bz1 =1852-10467105215349C=eye(3);z2=A-B+Cz2 =1231-3328840671z3=A*Bz3 =6844623

8、09-72596154-5241z4=A.*Bz4 =1210246802619-13049z5=A3z5 =372262338244860424737014918860076678688454142118820z6=A.3z6 =172839304-643930434365850327274625343z7=A/Bz7 =16.4000-13.60007.600035.8000-76.200050.200067.0000 -134.000068.0000z8=BAz8 =109.4000 -131.2000322.8000-53.000085.0000 -171.0000-61.600089

9、.8000 -186.2000z9=A, Bz9 =1234-413-13478720336573-27z10=A(1,3,:);B2z10 =1234-436574511101920-5403 設有矩陣 A和 B1234530166789101769A 1112131415 ，B02341617181920970212223242541311（ 1） 求它們的乘積 C 。（ 2） 將矩陣 C 的右下角 3×2 子矩陣賦給 D（ 3） 查看 MATLAB 工作空間使用情況。A=1 2 3 4 5 ;6 7 8 9 10;11 12 13 14 15;16 17 18 19 20;21

10、 22 23 24 25; B=3 0 16;17 -6 9;0 23 -4;9 7 0;4 13 11;C=A*BC =9315077258335237423520397588705557753890717D=C(3:5,2:3)D =520397705557890717whosNameSizeBytesClassAttributesA5x5200doubleB5x3120doubleC5x3120doubleD3x248double4 完成下列操作：（ 1）求 100， 999之間能被 21 整除的數(shù)的個數(shù)。提示：先利用冒號表達式，再利用find 和 length 函數(shù)。>>

11、A=100:999;>> B=find(mod(A,21)=0)B =Columns 1 through 16627486990111132153174195216237258279300321Columns 17 through 32342363384405426447468489510531552573594615636657Columns 33 through 43678699720741762783804825846867888>> C=length(B) C =43>>（ 2）建立一個字符串向量，刪除其中的大寫字母。>> X='

12、LIsa is A BeAutiful Girl'>> Y=find(X>='A'&X<='Z')Y =129111321>> X(Y)= X =sa iseutiful irl提示：利用 find 函數(shù)和空矩陣。5 由指令 A=rand(3,5)生成二維數(shù)組A ，試求該數(shù)組中所有大于0.5 的元素的位置，分別求出它們的“全下標”和“單下標”。（提示： find 和 sub2ind）>> A=rand(3,5) A =Columns 1 through 40.66860.38030.37360.88

13、160.57990.86790.36630.49890.54440.90570.15310.7228Column 50.48090.12080.6031>> K=find(A>0.5) K =123481012C,D=ind2sub(size(A),K)C =1231213D =1112344>>6 先運行 clear, format long, A=rand(3,3)，然后根據(jù) A 寫出兩個矩陣：一個對角陣 B，其相應元素由 A 的對角元素構成；另一個矩陣C，其對角元素全為 0，而其余元素與對應的 A 陣元素相同。（提示： diag）>> clear

14、>> format long>> A=rand(3,3)A =0.77730.41680.96090.83330.75570.74210.49160.15620.0890>> b=diag(A)b =0.77730.75570.0890>> B=diag(b) B =0.77730000.75570000.0890>> C=A-B C =00.41680.96090.833300.74210.49160.15620>>三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗過程、代碼以及實驗結果，必要時按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗

15、二多項式及字符運算一、實驗目的1、掌握多項式的表示與創(chuàng)建方法。2、掌握多項式的四則運算以及多項式求根方法。3、掌握字符串數(shù)組的創(chuàng)建及操作方法。二、實驗容1、已知 p( x)2x3x23 ，分別取 x2 和一個 22 矩陣，求 p(x) 在 x 處的值。>> p=2 -1 0 3;>> x=2;>> y=polyval(p,x)y =15>> x1=1 2;3 4;>> y1=polyval(p,x1)y1 =4 1548 1152、 有 3 個多項式 p1( x)x42x34x25, p2 ( x)x2, p3( x)x22x3, 試

16、進行下列操作：求 p( x) p1 ( x) p2 ( x) p3 ( x) 。（ 1） 求 p( x) 的根。>> p1=1 2 4 0 5;>> p2=1 2;>> p3=1 2 3;>> R=conv(p2,p3)R =1476>> p4=0 1 4 7 6 ; p5=p1+p4p5 =138711>> r=roots(p5)r =-1.3840 + 1.8317i-1.3840 - 1.8317i-0.1160 + 1.4400i-0.1160 - 1.4400i>>（ 2）當 x 取矩陣 A 的每一元

17、素時，求 P（x）的值。其中11.21.4A 0.7523.5052.5> A=-1 1.2 -1.4;0.75 2 3.5;0 5 2.5;>> y=polyval(p5,A)y =1.0e+003 *0.01000.03820.01250.02230.09700.41220.01101.24600.1644>>（ 3）當以矩陣 A 為自變量時，求 P（x）的值。其中 A 的值與（ 3）相同。X=AX =-1.00001.2000-1.40000.75002.00003.500005.00002.5000>> Y=X4+3*X3+8*X2+7*X1+

18、11 Y =1.0e+003 *0.0076-0.1172-0.06650.14371.39001.17540.19341.74741.51983.用兩種方法建立如下的二維字符串數(shù)組：第一行為 “Matlab 編程”，第二行為“實驗環(huán)節(jié)”，最后利用該二維字符串形成一個一行字符串數(shù)組，“Matlab 編程實驗環(huán)節(jié)”>> A='Matlab編程 ''實驗環(huán)節(jié)'A =Matlab 編程實驗環(huán)節(jié)>> B=str2mat('Matlab 編程 ','實驗環(huán)節(jié) ')B =Matlab 編程實驗環(huán)節(jié)>> C=

19、B(1,:),B(2,:)C =Matlab 編程實驗環(huán)節(jié)三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗代碼以及實驗結果，必要時按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗三Matlab 符號計算一、實驗目的1、熟練掌握 MATLAB 符號表達式的創(chuàng)建2、熟練掌握符號表達式的代數(shù)運算3、掌握符號表達式的化簡和替換4、熟練掌握符號微積分5、熟練掌握符號方程的求解二、實驗容1. 創(chuàng)建符號表達式：fax3bx2cxd 。 （用兩種方式分別創(chuàng)建）>> f=sym('a*x3+b*x2+c*x+d')f =a*x3 + b*x2 + c*x + dsyms a b c d>>

20、f=a*x3+b*x2+c*x+df =a*x3 + b*x2 + c*x + d2. 創(chuàng)建符號矩陣。a cos(x) bsin( y)1020Aby2cz2t 21ax2>> A=sym('a*cos(x)+b*sin(y) 10+20;a*x2+b*y2+c*z2 sqrt(t*t+1)') A =a*cos(x) + b*sin(y), a*x2 + b*y2 + c*z2, (t2 + 1)(1/2)303. 已知表達式 f 1 sin2 ( x), g 2x 1，計算當 x 1 時 f 的值；計算 f 與 g 的復合函數(shù)， f 、 g 的逆函數(shù)。f=1-s

21、in(x)*sin(x);>> x=1x =1>> subs(f) ans =0.2919> f=sym('1-sin(x)*sin(x)'); >> g=sym('2*x+1');>> compose(f,g) ans =1 - sin(2*x + 1)2 >> finverse(f)Warning: finverse(1 - sin(x)2) is not unique.ans =asin(1 - x)(1/2)>> finverse(g) ans =x/2 - 1/2>&g

22、t;4. 符號函數(shù)fax3by 2cyd ，分別對x 、y 、 c 、 d 進行微分，對y 趨向于1 求極限，并計算對x 的二次、三次微分，用findsym得出符號變量。syms x y a b c df=a*x3+b*y2+c*y+d;>> A=diff(f,x) A = 3*a*x2>> B=diff(f,y) B =c + 2*b*y>> C=diff(f,c) C =y>> D=diff(f,d) D =1>> L=limit(a*x3+b*y2+c*y+d,y,1)L =a*x3 + b + c + d> E=diff

23、(f,x,2)E =6*a*x>> F=diff(f,x,3)F =6*a>> findsym(E)ans =a,x>> findsym(F)ans =a>>>>5. 求極限 lim(111L1222n ) 。n2syms n;L=limit(symsum(1/2n,n,0,inf),n,inf)L =2x和不定積分xy。6. 求定積分1 (1 x)2 dxxe dxdysyms x;>> f=sqrt(x)/(1+x)2;>> int(f,x,1,inf)ans =pi/4 + 1/2>> sym

24、s x y;>> q=x*exp(-x*y); I=int(q)I =-(x*y + 1)/(y2*exp(x*y)>> S=int(I) S =(x*y + 2)/(y3*exp(x*y)>>7. 求微分方程 d 2 y2 dy2 y 0 在滿足 y(0)1 ， y'(0)0 的解。dx2dxy=dsolve('D2y+2*Dy+2*y','y(0)=1','Dy(0)=0','x')y =cos(x)/exp(x) + sin(x)/exp(x)8. 求解微分方程組dx2x3 ydt

25、dyx2 ydtx,y=dsolve('Dx=2*x+3*y','Dy=x-2*y','x(0)=1','y(0)=2','t')x =(exp(7(1/2)*t)*(2*7(1/2) - 3)/2 - (2*7(1/2) + 3)/(2*exp(7(1/2)*t)+ (7(1/2)*exp(7(1/2)*t)*(2*7(1/2) - 3)/7 + (7(1/2)*(2*7(1/2) + 3)/(7*exp(7(1/2)*t)y =(7(1/2)*exp(7(1/2)*t)*(2*7(1/2) - 3)/14 +

26、(7(1/2)*(2*7(1/2) + 3)/(14*exp(7(1/2)*t)>>，其中 x(0)1, y(0)29. 解微分方程 dy y tanx cosx 的通解。 dx>> y=dsolve('Dy+y*tanx=cosx','x')y =(cosx - C11/exp(tanx*x)/tanx10、求解方程組x2 yz7xz3x23y228x,y,z=solve('x+2*y-z=7','x+z=3','x2+3*y2=28','x','y',&#

27、39;z')x =15/4 - 37(1/2)/437(1/2)/4 + 15/4y =37(1/2)/4 + 5/45/4 - 37(1/2)/4z =37(1/2)/4 - 3/4- 37(1/2)/4 - 3/4三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗代碼以及實驗結果，必要時標注代碼注釋，并按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗四選擇結構程序設計一、實驗目的1、掌握建立和執(zhí)行M 文件的方法。2、掌握利用 if 語句實現(xiàn)選擇結構的方法。3、掌握利用 switch 語句實現(xiàn)多分支選擇結構的方法。4、掌握 try 語句的使用。二 、實驗容1.求下列分段函數(shù)的值。x2x6,x且x 30y

28、x25x6,0x且10,x 2 x 3x2x1其他要求：用 if 語句實現(xiàn)，分別輸出x= -5.0, -3.0, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0 時的 y 值。提示： x 的值從鍵盤輸入。請輸入 x 的值：-5x =-5y =14請輸入 x 的值：-3x =-3y =11請輸入 x 的值：1x =1y =2請輸入 x 的值：2x =2y =1請輸入 x 的值：2.5x =2.5000y =-0.2500請輸入 x 的值：3x =3y =5請輸入 x 的值：5x =5y =62 輸入一個百分制成績，要求輸出成績等級A,B,C,D,E 。其中 90100 分為 A，8089 分為

29、B，7079 分為 C，6069 分為 D，60 分以下為 E。要求：（1）用 switch 語句實現(xiàn)。（2）輸入百分制成績后要判斷該成績的合理性，對不合理的成績應輸出錯誤信息。(1)請輸入成績 :61grade =61rate =D請輸入成績 :54grade =54rate =E請輸入成績 :87grade =87rate =B請輸入成績 :78grade =78rate =C(2)請輸入成績 :103grade =103成績無效3、建立 5× 6 矩陣，要求輸出矩陣第n 行元素。當 n 值超過矩陣的行數(shù)時，自動轉(zhuǎn)為輸出矩陣最后一行元素，并給出出錯信息。請輸入行數(shù)n: 2n =2

30、356789請輸入行數(shù)n: 6n =6468903ans =Index exceeds matrix dimensions.三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗代碼以及實驗結果，必要時按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗五循環(huán)結構程序設計一、實驗目的1、掌握利用 for 語句實現(xiàn)循環(huán)結構的方法。2、掌握利用 while 語句實現(xiàn)循環(huán)結構的方法。3、熟悉利用向量運算來代替循環(huán)操作的方法。二、實驗容21111.根據(jù)1L，求的近似值。當 n 分別取 100、1 000、2232n261210 000 時，結果是多少？要求：分別用循環(huán)結構和向量運算（使用sum 函數(shù)）來實現(xiàn)。(1)請輸入 n 值

31、; 100n =100s =3.1321請輸入 n 值 ; 1000n =1000s =3.1406請輸入 n 值 ; 10000n =10000s =3.1415(2)請輸入 n 值 ; 100n =100s =3.1321請輸入 n 值 ; 1000n =1000s =3.1406請輸入 n 值 ; 10000n =10000s =3.14152.根據(jù) . y 111 L1，求：352n1（1）y<3 時的最大 n 值。（2）與（ 1）的 n 值對應的 y 值。3. 已知f11,n1f20,n2f31,n3fnf n 12 fn 2 f n 3 , n 3求 f1f100 中：（1）

32、 最大值、最小值、各數(shù)之和。f(1)=1;f(2)=0;f(3)=1;for n=4:100f(n)=f(n-1)-2*f(n-2)+f(n-3);endA=max(f)B=min(f)C=sum(f)length(find(f>0)length(find(f=0)length(find(f<0)（2） 正數(shù)、零、負數(shù)的個數(shù)。A =4.3776e+011B =-8.9941e+011C =-7.4275e+011ans =49ans =2ans =49>>4若兩個連續(xù)自然數(shù)的乘積減 1 是素數(shù)，則稱這兩個連續(xù)自然數(shù)是親密數(shù)對，該素數(shù)是親密素數(shù)。求 2，50區(qū)間：（1）親

33、密數(shù)對的對數(shù)；for n=2:50f(n-1)=n*(n+1)-1;endb=isprime(f);c=find(b>0)length(c)sum(f(c)ans =29（2）與上述親密數(shù)對對應的所有親密素數(shù)之和。ans =23615三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗代碼以及實驗結果，必要時按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗六繪圖操作一、實驗目的1、掌握圖形對象屬性的基本操作。2、掌握利用圖形對象進行繪圖操作的方法。3、掌握繪制二維圖形的常用函數(shù)。4、掌握繪制三維圖形的常用函數(shù)。二、實驗容1、先利用缺省屬性繪制曲線yx2 e2x ，然后通過圖形句柄操作來改變曲線的顏色、線型和線寬

34、，并利用文字對象給曲線添加文字標注yx2e2 x 。x=0:0.1:10;>> y=x.2.*exp(2.*x);>> hf=plot(x,y);>> set(hf,'color','r','linestyle',':','marker','*','linewidth',1);>> text(0,0,'y=x2.*exp(2*x)','Fontsize',15);>>2、已知 y1x2 , y

35、2cos(2 x), y3y1y2 完成下列操作：（ 1）在同一坐標系下用不同的顏色和線型繪制三條曲線。x=0:0.1:10;y1=x.2;y2=cos(2.*x);y3=y1.*y2;>> hf=plot(x,y1,'color','r','linestyle',':');>> hold on>> hf=plot(x,y2,'color','g','linestyle','-');>> hf=plot(x,y3,

36、9;color','b','linestyle','-.');>>（3） 以子圖形式繪制3 條曲線。x=0:0.1:10;y1=x.2;y2=cos(2.*x);y3=y1.*y2;x=0:0.1:10;y1=x.2;y2=cos(2.*x);y3=y1.*y2;subplot(3,1,1),plot(x,y1,'color','r','linestyle',':');subplot(3,1,2),plot(x,y2,'color','g&

37、#39;,'linestyle','-');subplot(3,1,3),plot(x,y3,'color','b','linestyle','-.');3、已知 6<x<30， 15<y<36，求不定方程2x+5y=126 的整數(shù)解。x=7:29;y=16:35;>> x,y=meshgrid(x,y);>> z=2*x+5*y;>> k=find(z=126);>> x(k),y(k)ans =8131823ans =222

38、01816在做本題前，先分析并上機驗證下列命令的執(zhí)行結果，從中體會產(chǎn)生網(wǎng)絡坐標矩陣的方法。x,y=meshgrid(-1:0.5:2,1:5)4、在一幅圖上打印出函數(shù)sin(x)和 cos(x)在0，2 區(qū)間上的圖形，要求如下1）sin(x)和 cos(x)圖形分別用紅色的點劃線和綠色星號打?。?）坐標軸的窗口大小圍設為-1，；3）分別給 x 軸和 y 軸加上標注說明，圖形加上名稱；4）給出圖例說明標注；5）在（ 3.3,1.1）處標上文字 sin(x)，用鼠標在cos(x)曲線的某點處標上文字 cos(x) ;6）給圖形加上網(wǎng)格線。x=0:0.1:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(

39、x);plot(x,y1,'r:',x,y2,'g*');title('sin(x) 及 cos(x)曲線 ');xlabel('independent variable X');ylabel('independent variable Y');legend('sin(x)曲線 ','cos(x)曲線 ');text(3.3,1.1,'sin(x)');gtext('cos(x)')>> grid on三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實

40、驗代碼以及實驗結果，必要時按照實驗任務要求對結果進行分析。實驗七Matlab 界面設計一、實驗目的1.熟悉 MATLAB GUIDE中的控件和菜單編輯；2.掌握使用 GUIDE 向?qū)нM行界面設計；3.掌握函數(shù) uimenu(菜單 )，uicontextmenu(上下文菜單 )和 uicontrol( 控件 )的使用，并利用它們建立包含菜單和控件等對象的界面。二、實驗容1、 建立一個圖形窗口，使之背景顏色為紅色，并在窗口上保留原有的菜單項，而且在按下鼠標器的左鍵之后顯示出Left Button Pressed字樣。function figure1_WindowButtonDownFcn(hObject, eventdata, handles)% hObjecthandle to fi