MATLAB程序設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用上習(xí)題解答

1、封面僅供個(gè)人學(xué)習(xí)作者： PanHongliangMATLAB程序設(shè)計(jì)與實(shí)例應(yīng)用（上）晉中學(xué)院物理與電子工程學(xué)院第一章 MA TLAB 入門 1第二章 數(shù)、變量和表達(dá)式 1第三章 矩陣及其運(yùn)算 1第四章 程序的結(jié)構(gòu)和流程控制 2第五章 函數(shù)及其圖像 7目錄第一章MATLAB入門1.1 MA TLAB 語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域有那些方面？1.2 學(xué)會(huì)安裝 MATLAB ，掌握啟動(dòng) MATLAB 幾種方法。1.2 了解菜單欄，工具欄的基本功能，熟悉命令窗口 (Command Window) 、工作區(qū) (Workspace) 和命 令記錄 (Command History) 的使用。1.3 利用 MATLAB

2、進(jìn)行簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算：。了解 %的作用。1.4 已知 a=5, b=5，求 c=a+b, c=ab 和 ab。寫(xiě)出 MATLAB 計(jì)算程序。1 .5 當(dāng)不需要顯示結(jié)果時(shí)應(yīng)該如何做？1.7 了解通用操作指令：quit, clear, cla, clf, clc, hold 的功能和使用。1.8 學(xué)會(huì)使用在線幫助。利用幫助系統(tǒng)查詢quit，clear，cla， clf， clc， hold 的使用說(shuō)明。1.9 學(xué)會(huì)打開(kāi)并保存程序編輯窗口，并在 M 文檔中編寫(xiě) 1.4 的運(yùn)算程序并進(jìn)行運(yùn)算。第二章 數(shù)、變量和表達(dá)式2.1 MATLAB 的運(yùn)算符有那幾類？2.2 寫(xiě)出相加、相減、矩陣相乘、矩陣乘方、左除

3、、右除、數(shù)組相乘、數(shù)組乘方、數(shù)組左除、數(shù)組 右除的運(yùn)算符號(hào)及意義。2.3 設(shè) A=5 9 6 4 5 ；B=1 2 8 9 6，計(jì)算 A+B 和 A-B 的結(jié)果。2.4 設(shè) A=2 ； B=4，求 C=A*B 與 D=A.*B ？2.5 設(shè) A=8 9 5 6 1 2 ； B=5 6 3 2 4 5；求 A.*B？2.6 設(shè) A=4 ； B=2，求 C=A/B 與 D=AB ？2.7 設(shè) a=1 -2 0。 4 0 -4。 5 -6 0，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)程序，找出小于、等于和小于 0 的矩陣元素的位置。2.8 設(shè) a=-1 0。12，判斷 a 中元素是否大于、小于和等于0。2.9 設(shè) a=0 2 1

4、 0，b=2 1 0 0，求 a&b 的值？(與運(yùn)算)2.10 設(shè) a=0 1 2 0，b=1 2 0 0，求 a|b 的值？(或運(yùn)算)2.11 設(shè) a=0 1 0 0，求a 的值？(非運(yùn)算)2.12 設(shè) a=0 1 2 0，b=2 1 0 0，求 a xor b 的值？2.13 設(shè) a=2+3i，b=1+2i，求 c=a + b、c=a/b 和 c=ab 的值？2.14 計(jì)算 A=2,3 。 3,4+i*1,2 。 4,3。2.15 分別用 format short 和 format long 顯示 1/3。2.16 設(shè) a=0:0.1:1 ；寫(xiě)出該向量的每一個(gè)元。第三章 矩陣及其運(yùn)

5、算3.1 如何區(qū)分參與運(yùn)算的是矩陣還是數(shù)組？3.2 在 Command Windows 寫(xiě)出矩陣3.3 已知 將進(jìn)行矩陣運(yùn)算以及數(shù)組運(yùn)算。3.4 已知求 a 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)置矩陣、逆矩陣、秩、正交矩陣、跡和行列式。3.5 已知 求 a 對(duì)應(yīng)的本征值與本征向量。3.6 已知將 a(2,3)=-1 替換為 a(2,3)=0 。3.6 已知將 a 的第二行元素全部替換為 0，然后將第二列元素全部替換為 1。第四章 程序的結(jié)構(gòu)和流程控制4.1 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一段程序，求等差數(shù)列(通項(xiàng)公式為 )的前項(xiàng)的和，并可給出任意項(xiàng)的值。其中設(shè)，。并由通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和的公式核對(duì)。解：程序設(shè)計(jì)%求等差級(jí)數(shù)的和及前 n 項(xiàng)的值cle

6、arsum=0。a(1)=1。d=2。for ii=1:100a(ii)=a(1)+(ii-1)*d。sum=sum+a(ii)。endsuma(50)sum =10000ans =994.2 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一段程序，求等比數(shù)列(通項(xiàng)公式為 )的前項(xiàng)的和，并可給出任意項(xiàng)的值。其中設(shè)，分別取 2 和 0.5。并由通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和的公式核對(duì)。解：程序設(shè)計(jì)%求等比級(jí)數(shù)的和及前 n 項(xiàng)的值clearsum=O。a(1)=1。q=0.5。for ii=1:100a(ii)=a(1)*qA(ii-1)。sum=sum+a(ii)。endsuma(50)sum =2ans =1.7764e-015%求等比級(jí)數(shù)的和及

7、前 n 項(xiàng)的值clearsum=0。a(1)=1。q=2。for ii=1:100a(ii)=a(1)*qA(ii-l)。sum=sum+a(ii)。endsuma(50)sum =2ans =1.7764e-015sum =1.2677e+030ans =5.6295e+0144.3 設(shè)計(jì)一個(gè)程序計(jì)算下式偶數(shù) 對(duì)任意給定值的和。解：奇數(shù)% 求 1-2+3-.+(-1)A( n-1)* n 的和clearn=input( 輸入 n=)。% 輸入 n 值switch mod(n,2)% mod 是求余函數(shù)，余數(shù)為 0，得 0，余數(shù)不為 0，得 1case 0-n/2otherwise(n+1)/

8、2end%end4.4 設(shè)計(jì)一程序選出一維數(shù)組 x=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1 中的最大 (小)值，并用 max(A) 驗(yàn)證。 %找出數(shù)組中的最大值clearx=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1 。max=x(1) 。for n=2:10if x(n)maxmax=x(n) 。else if x(n)maxmax=max 。endendendmax%end%找出數(shù)組中的最小值clearx=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1 。min=x(1) 。for n=2:10if x(n)minmin=min 。endendendmin%end4.5 設(shè)計(jì)一程序選出一維

9、數(shù)組 A 中的最大(小)值，并給出最大值的位置。 解：程序設(shè)計(jì)%求任意一維數(shù)組的最大值及位置clearA=input( 輸入 A=) 。% 輸入 n 值max=A(1) 。nn=1。nmax=size(A) 。for n=2:nmax(1,2)if A(n)maxmax=A(n) 。nn=n 。else if A(n)maxmax=max 。endendendmaxfor nn=1:nmax(1,2)if A(nn)=maxnnendend%end4.6 設(shè)計(jì)一程序?qū)⒁痪S數(shù)組 x=11 9 11 5 6 11 4 3 2 1 。按照從小到大重新排序。 解：程序設(shè)計(jì)% 將一維數(shù)組 A 按照從小到

10、大重新排序clearx=11 9 11 5 6 11 4 3 2 1 。for nn=1:10 。min=x(nn) 。mm=nn 。for n=nn+1:10if x(n)minmin=min 。 endendend x(mm)=x(nn) 。 x(nn)=min 。 endx第五章 函數(shù)及其圖像5.1 設(shè)計(jì)一段程序，在同一坐標(biāo)系下使用 fplot 命令畫(huà)正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的圖像。 程序設(shè)計(jì) :clearfplot(sin(x),cos(x), -2*pi,2*pi,-1,1)%end 運(yùn)行結(jié)果 :5.2 設(shè)計(jì)一段程序，利用 linspace 命令在區(qū)間 -1 ， 1之間取 100 個(gè)點(diǎn)，并

11、利用 plot 命令將，分別繪制在兩張圖上。程序設(shè)計(jì) :clearx=linspace(-1,1,100) 。y 仁 exp(-x92)。y2=exp(x92)。plot(x,y1) 。figure, plot(x,y2) 。%end5.3 設(shè)計(jì)一段程序：(1) 將分別用實(shí)線、點(diǎn)線、點(diǎn)劃線、虛線，且顏色分別用黑、紅、綠、藍(lán)，而線寬為 磅。(2) 用黑色星號(hào)將點(diǎn)繪制在同圖上。(3) 在圖中加網(wǎng)格線，并將軸的范圍、軸的范圍限制在和內(nèi)。 程序設(shè)計(jì) : clearx=0:0.01:2*pi 。x0=0:.5*pi:2*pi 。y0=0。y1=exp(-0.1*x) 。y2=-exp(-0.1*x) 。

12、y3=exp(-0.1*x).*sin(x) 。y4=exp(-0.1*x).*cos(x) 。plot(x,y1,-k,x,y2,:r,x,y3,-.g,x,y4,-b,x0,y0,*k,LineWidth,2)axis(0 2*pi -1 1)grid on%end5.3 設(shè)計(jì)一段程序繪制范圍內(nèi)的函數(shù)圖像，其中。(1) 圖像線形分別為點(diǎn)劃線、點(diǎn)線及實(shí)線，線寬為 2 磅，顏色為黑色。(2) 標(biāo)題“和的圖像”用 1 8 磅紅色粗體標(biāo)出。(3) 給圖像加小框說(shuō)明。(4) 在點(diǎn) (-2,0.5) 標(biāo)示文字“示例圖示”，大小為 18 磅、顏色為綠色、斜體。(5)用正常體、大小 14 磅、黑色將橫坐標(biāo)

13、、figure,縱坐標(biāo)分別用“x ”和“y”標(biāo)出。程序設(shè)計(jì) : cleardelta=0.1 。omega=5。x=-2*pi:0.01:2*pi 。y 仁 exp(-delta*x92)。y2=-exp(-delta*x42)。y3=exp(-delta*x.A2).*si n(omega*x)。plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=eA-deltaxA2、 y_2=-eA-deltaxA2 和 y_3=-eA-deltaxA2sin(omegax) 的圖像 , Color,r)xlabel (font

14、size14rmx, Color,k)ylabel (fontsize14rmy, Color,k)text(-2,0.5,fontsize18itbf 示例圖示 , Color,g)legend (eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2sin(omegax)axis(-2*pi 2*pi -1 1)grid on%end5.4 重做 5.3 題，但“示例圖示”用命令 gtext 標(biāo)出，其字體大小顏色字型不變，位置 隨意。程序設(shè)計(jì) : cleardelta=0.1 。omega=5。x=-2*pi:0.01:2*pi 。y1=exp(-delta*x.A2)

15、 。y2=-exp(-delta*x.A2) 。y3=exp(-delta*x.A2).*sin(omega*x) 。plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=eA-deltaxA2、 y_2=-eA-deltaxA2 和 y_3=-eA-deltaxA2sin(omegax) 的圖像 , Color,r)xlabel (fontsize14rmx, Color,k)ylabel (fontsize14rmy, Color,k)gtext(fontsize18itbf 示例圖示 , Color,b)legen

16、d (eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2sin(omegax) axis(-2*pi 2*pi -1 1) grid on%end5.5 設(shè)計(jì)一段程序繪制范圍內(nèi)的函數(shù)圖像，其中。(1) 圖像線形分別為點(diǎn)劃線、點(diǎn)線及實(shí)線，線寬為 2 磅，顏色為黑色。(2) 標(biāo)題“和的圖像”用 18 磅紅色粗體標(biāo)出。(3) 給圖像加小框說(shuō)明。(4) 指定 x 軸的最小刻度是 pi/2，并設(shè)定 y 軸的最小刻度值為 0.25。(5) 用正常體、大小 18 磅、黑色將橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)分別用“x ”和“y”標(biāo)出。程序設(shè)計(jì) : cleardelta=0.1 。omega=5。x=-2

17、*pi:0.01:2*pi 。y1=exp(-delta*x.A2)。y2=-exp(-delta*x42)。y3=exp(-delta*x.A2).*sin(omega*x) 。 plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=eA-deltaxA2 、 y_2=-eA-deltaxA2 和 y_3=-eA- deltaxA2sin(omegax) 的圖像 , Color,r)xlabel (fontsize18rmx, Color,k)ylabel (fontsize18rmy, Color,k) text(-

18、2,0.5,fontsize18itbf 示例圖示 , Color,g)legend (eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2,-eA-deltaxA2sin(omegax) set(gca,XTick,-2*pi:pi/2:2*pi)% 給定 x 軸的刻度 pi/4set(gca,XTickLabel,-2n,-3n/2,-n,-n/2,0,n/2,n,3n/2,n) % 給定 x 軸每個(gè)刻 度的標(biāo)示值set(gca,YTick,-1:0.25:1)% 給定 y 軸的刻度 0.25axis(-2*pi 2*pi -1 1)grid on%end5.5 設(shè)計(jì)一段程序，畫(huà)出三維參數(shù)圖。

19、，其中。并且在適當(dāng)位置、大小、字型和顏色標(biāo) 示函數(shù)，并用適當(dāng)?shù)拇笮　⒆中秃皖伾珮?biāo)出坐標(biāo)及標(biāo)題，同時(shí)給圖像加框。程序設(shè)計(jì) :cleart=-3*pi:0.01:3*pi 。delta=0.025。omega=pi。alpha=0.4。x=exp(-delta*t.A2).*sin(omega.*t) 。 y=exp(-delta*t.A2).*cos(omega.*t) 。z=alpha*t 。plot3(x,y,z,-k,LineWidth, 2) text(-0.5,0,2,fontsize20rmx=eA-deltatA2sin(omegat), Color,r)text(-0.5,0,0

20、,fontsize20rmy=eA-deltatA2cos(omegat), Color,r)text(-0.5,0,-2,fontsize20rmz=alphat, Color,r)xlabel (fontsize18bfx)ylabel (fontsize18bfy)zlabel (fo ntsize18bfz)title(fontsize18bf 三維參數(shù)繪圖:Color,r)grid onbox on5.6 分別繪制玫瑰線，其中 程序設(shè)計(jì)：cleara=1。t=0:0.01:6*pi。polar(t,a*si n(2*t),-r)%e ndcleara=1。t=0:0.01:6*pi。

21、polar(t,a*cos(2*t),-r)%e nd5.7 分另 U 給定坐標(biāo)軸范圍和不給定坐標(biāo)軸范圍繪制出隱函數(shù)的曲線，線寬和顏色分別設(shè)置為 1 磅和黑色。程序設(shè)計(jì)：clearezplot(xA2*sin(x+yA2)+yA2*exp(x+y)+5*cos(xA2+y),-10 10)%給定 x 軸的范圍-10 10set(fi ndobj(Type,l in e),Li neWidth,1)% 給定線寬為 1set(fi ndobj(Type,li ne),Color,k)% 給定線的顏色為黑色%e ndfigureclearezplot(xA2*sin(x+yA2)+yA2*exp(x

22、+y)+5*cos(xA2+y)% 自動(dòng)選擇 x 軸的范圍，亦即函數(shù)的定義域set(fi ndobj(Type,li ne),Li neWidth,1)set(fi ndobj(Type,li ne),Color,k) %e nd5.7 使用 mesh 繪制雙曲拋物面的函數(shù)圖像，并使用命令axis equal 和不使用 axis equal命令看兩張圖比例上有何不同？程序設(shè)計(jì)：cleara=1。b=1。c=1。x1=linspace(-2,2,40)。y1=linspace(-2,2,40)。x,y=meshgrid(x1,y1)。圖像z=c*(x.A2/aA2-y.A2/bA2)。mesh(

23、x,y,z) xlabel (fontsize14bfx) ylabel (fontsize14bfy) zlabel (fontsize14bfz) colorbaraxis(-2 2 -2 2 -5 5) axis equal%end figure clear a=1。b=1。 c=1。x1=linspace(-2,2,40) 。 y1=linspace(-2,2,40) 。x,y=meshgrid(x1,y1) 。z=c*(x.A2/aA2-y.A2/bA2)。 mesh(x,y,z)xlabel (fontsize14bfx)ylabel (fontsize14bfy)zlabel (

24、fontsize14bfz) colorbaraxis(-2 2 -2 2 -5 5)%end5.7 使用 surf 橢圓拋物面的函數(shù)圖像 .，并使用命令 程序設(shè)計(jì) :cleara=1。 b=1。c=1。 x1=linspace(-2,2,30) 。 y1=linspace(-2,2,30) 。x,y=meshgrid(x1,y1) 。 z=c*(x.A2/aA2+y.A2/bA2) 。 surf(x,y,z)xlabel (fontsize14bfx)ylabel (fontsize14bfy)zlabel (fontsize14bfz) colorbaraxis(-2 2 -2 2 0 8

25、)axis equal% 等長(zhǎng)刻度坐標(biāo)軸%end版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有This article in eludes some parts, in cludi ng text, pictures, and desig n.Copyright is Pan Hon glia ngs pers onal own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及 其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān) 法律的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以 外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他axisequal用途時(shí)，須征得本人及相關(guān)權(quán) 利人的書(shū)面許可，并支付報(bào)酬。Users may use the contents or services of this article for pers onalst