Matlab軟件實(shí)習(xí)報(bào)告

《專(zhuān)業(yè)軟件》實(shí)驗(yàn)報(bào)告（院）系___________專(zhuān)業(yè)_____________________班級(jí)______學(xué)號(hào)_號(hào)姓名_____指導(dǎo)教師______2011年6月2日目錄一、數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)軟件簡(jiǎn)介…………………3二、Matlab的應(yīng)用……………………...51、Matlab基本操作介紹軟件（1）……………32、Matlab的作圖軟件（2）……63、Matlab的程序設(shè)計(jì)軟件（3）………………94、Matlab的微積分（符號(hào)）運(yùn)算軟件（4）……105、Matlab的線性代數(shù)運(yùn)算；矩陣分析軟件（5）…………126、Matlab的微分方程解析解、數(shù)值解軟件（6）…………...167、Matlab的線性規(guī)劃及非線性規(guī)劃的解軟件（7）…………188、Matlab的概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算軟件（8）……….199、參考文獻(xiàn)……………………21三、總結(jié)………………..21MATLAB的簡(jiǎn)介MATLAB(MatrixLaboratory)為美國(guó)Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的數(shù)值分析和計(jì)算軟件，其功能不斷擴(kuò)充，版本不斷升級(jí)。

MATLAB將矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個(gè)強(qiáng)有力的科學(xué)及工程問(wèn)題的分析計(jì)算和程序設(shè)計(jì)工具，它還提供了專(zhuān)業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能，是具有全部語(yǔ)言功能和特征的新一代軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

MATLAB已發(fā)展成為適合眾多學(xué)科，多種工作平臺(tái)、功能強(qiáng)大的大型軟件。在歐美等國(guó)家的高校，MATLAB已成為線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具。成為攻讀學(xué)位的本科、碩士、博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)開(kāi)發(fā)部門(mén)，MATLAB被廣泛的應(yīng)用于研究和解決各種具體問(wèn)題。在中國(guó)，MATLAB也已日益受到重視，短時(shí)間內(nèi)就將盛行起來(lái)，因?yàn)闊o(wú)論哪個(gè)學(xué)科或工程領(lǐng)域都可以從MATLAB中找到合適的功能。

1．MATLAB6.1的新功能

（1）全新的開(kāi)發(fā)環(huán)境GUIDE(GUIDevelopmentEnvironment)：由早期的單一命令窗口發(fā)展為將一些常用的交互式工作界面高度的集中于操作桌面；

（2）在命令窗口增加了錯(cuò)誤跟蹤功能(errordisplaymessageandabortfunction)；

（3）提供了許多新的數(shù)值處理功能(numericalTreatmentTechniques)，更新了部分函數(shù)的功能和算法，增加了許多新函數(shù)；

（4）在圖形窗口增加了曲線擬合、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等交互工具；(CurveFitting,DataAnalyzing)

（5）引入了類(lèi)與對(duì)象及函數(shù)句柄等概念;(Object，Handle)用戶可以創(chuàng)建自己定義的類(lèi)函數(shù)和函數(shù)句柄；

（6）改進(jìn)了編輯/調(diào)試器的界面及功能;(Editor/Debugger)增加了行號(hào)和書(shū)簽等功能；

（7）屬性編輯器功能更強(qiáng)(PropertyDebugger)，使用更方便；

（8）建立了一個(gè)與以前完全不同的圖形用戶界面（GUI）圖形窗口，(GraphicalWindow)使用更加方便靈活；

（9）增加了虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱，(VirtualRealityToolbox)使用標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML）技術(shù)，可以創(chuàng)建由MATLAB和simulink環(huán)境驅(qū)動(dòng)的三維動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景；

（10）在應(yīng)用程序接口方面增加了與Java的接口(InterfaceforJava)，并為二者的數(shù)據(jù)交換提供了相應(yīng)的程序庫(kù)。Matlab（1）1.1>>x=1;>>y=2;>>z=(sqrt(4*x^2+1)+0.5457*exp(-0.75*x^2-3.75*y^2-1.5*x))/(2*sin(3*y)-1)z=-1.43451.2>>x=(-1+sqrt(-5))/4;>>y=x+8+10*iy=7.7500+10.5590i1.3、>>a='她是我們班最好的學(xué)生'a=她是我們班最好的學(xué)生1.4>>A=[123;-213;-312]A=123-213-312>>B=[143;328;523];>>A==Bans=101000000>>A>=Bans=101000000>>A<=Bans=111111111>>A~=Bans=010111111>>A>0ans=111011011>>A<0ans=0001001001.5>>A&Bans=111111111>>A|Bans=111111111>>B>2&B<5ans=011100001Matlab（2）2.1>>x=[0:0.1:1]x=Columns1through600.10000.20000.30000.40000.5000Columns7through110.60000.70000.80000.90001.0000>>y=x.*exp(-x)y=Columns1through600.09050.16370.22220.26810.3033Columns7through110.32930.34760.35950.36590.3679>>plot(x,y)2.2fori=1:6a=0.5+i*0.5t=[0:0.1:2*pi]x=a*cos(t)y=sqrt(25-a^2)*sin(t)plot(x,y)holdonend2.3t=[0:0.1:2*pi];x=2*(cos(t)).^3y=2*(sin(t)).^3;plot(x,y)2.4>>t=0:0.1:2*pi;r=1-cos(t);>>polar(t,r)2.5>>x=-2:0.5:2;y=-2:0.5:2;[x,y]=meshgrid(x,y)>>z=x.^2+y.^2;>>surf(x,y,z)2.6>>clearall;closeall;>>[x,y]=meshgrid(-1.5:0.1:1.5,-2:0.1:2);>>z=0.54*exp(-0.75*x.^2-3.75*y.^2-1.5*y).*(x+y>1)+0.7575*exp(-x.^2-6*y.^2).*((x+y>-1)&(x+y<=1))+0.5457*exp(-0.75*x.^2-3.75*y.^2+1.5*y).*(x+y<=-1);>>surf(x,y,z);Matlab（3）3.1>>s=0;t=1;forn=1:20;t=t*n;s=s+t;ends=2.5613e+0183.2>>sum=0;fori=1:200sum=sum+i;endsumsum=20100s=0;i=1;whilei<=200s=s+ii=i+1;ends=201003.3functions=yuan(r).%求半徑為r的圓的面積%s=yuan(r）s=pi*r^2;>>s=yuan(20)s=1.2566e+0033.4clearall;r=input('輸入圓的半徑:');s=pi*r^2輸入圓的半徑:20s=1.2566e+003Matlab（4）4.1：symsnx;limit((1+x/n)^n,n,inf)ans=exp(x)4.2>>symsx1x2f=[x1*exp(x2);cos(x1)]jacobian(f)f=x1*exp(x2)cos(x1)ans=[exp(x2),x1*exp(x2)][-sin(x1),0]4.3symsinxf=((-1)^n)*(x^n)/nsymsum(f,i,1,inf)f=(-1)^n*x^n/nans=signum((-1)^n)*signum(x^n)/signum(n)*Inf-(-1)^n*x^n/n4.4symsxydiff(x^2*exp(-y),'x',2)ans=2*exp(-y) symsxyf=x^2*exp(-y)diff(f,'x')*diff(f,'y')x=i;y=2f=x^2*exp(-y)ans=-2*x^3*exp(-y)^2y=24.5symsx>>Taylor(log(x).*sin(x),6,1,x)ans=sin(1)*(x-1)+(cos(1)-1/2*sin(1))*(x-1)^2+(-1/2*cos(1)-1/6*sin(1))*(x-1)^3+1/6*cos(1)*(x-1)^4+(3/40*sin(1)-1/6*cos(1))*(x-1)^54.6symstf=exp(-t)+sin(t)int(f,t)f=exp(-t)+sin(t)ans=-exp(-t)-cos(t)4.7symstf=exp(-t)+sin(t)int(f,t,0,1)f=exp(-t)+sin(t)ans=-exp(-1)-cos(1)+24.8symsxf=3*(sin(x))^2/xint(f,x,1,4)f=3*sin(x)^2/xans=3*log(2)-3/2*cosint(8)+3/2*cosint(2)4.9symsxf=exp(-x^sin(x))int(f,x,0,1)f=exp(-x^sin(x))Warning:Explicitintegralcouldnotbefound.>Inat58ans=int(exp(-x^sin(x)),x=0..1)4.10：symsxy>>f=2*sqrt(1-x^2)f=2*(1-x^2)^(1/2)>>int(int(f,y,-sqrt(1-x^2),sqrt(1-x^2)),x,-1,1)ans=16/34.11>symsx>>f=exp(-x)*sin(x)f=exp(-x)*sin(x)>>int(f,x,1,inf)ans=1/2*exp(-1)*cos(1)+1/2*exp(-1)*sin(1)Matlab（5）5.1:a=[135;123;542];>>det(a)ans=1>>rank(a)ans=3>>inv(a)ans=-8.000014.0000-1.000013.0000-23.00002.0000-6.000011.0000-1.0000>>eig(a)ans=8.6940-3.6625-0.0314>>[v,d]=eig(a)v=-0.6040-0.61030.4809-0.3993-0.2840-0.7921-0.68980.73950.3760d=8.6940000-3.6625000-0.03145.2:a=[12;3-2];b=[1;4]b=14>>a\bans=1.2500-0.1250（2）a=[121;3-21];b=[1;4]b=14>>a\bans=1.2500-0.12500（3）clear;a=[12;3-2;1-1];b=[1;4;2];>>a\bans=1.2838-0.1757（4）:：clear;a=[12];b=[1];a\bans=00.5000>>null(a)ans=0.8944-0.44725.3a=[1-11-1;-111-1;2-2-11];b=[1;1;-1];>>rref([a,b])ans=1-1000001-1100000>>a\bWarning:Rankdeficient,rank=2,tol=2.1756e-015.ans=0010>>null(a)ans=-0.70710-0.70710-0.00000.7071-0.00000.70715.4：a=[100;1/41/21/4;001];[p,t]=eig(a)p=00.894401.00000.44720.4472000.8944t=0.50000001.00000001.0000>>p*diag([110])*inv(p)ans=1.00000001.0000-0.5000000練習(xí)1：eye(4)ans=1000010000100001練習(xí)（2）：rand(4,4)ans=0.95010.89130.82140.92180.23110.76210.44470.73820.60680.45650.61540.17630.48600.01850.79190.40574：a=[21-11;121-1;1121];b=[1;2;3];>>xo=a\bxo=1010>>x=null(a)x=-0.62550.6255-0.20850.41705：a=[1-22;-2-24;24-2];>>[v,j]=jordan(a)v=0.11112.88892.00000.2222-0.22220-0.22221.22221.0000j=-7000200026：a=[42137;-3-1-1-2-6;13-13-7;35-140];>>rref(a)ans=1.000000.500005.000001.0000-0.500001.00000001.0000-5.000000000 一個(gè)最大無(wú)關(guān)組：a1a2a4Matlab軟件（6）練習(xí)：1（a），>>dsolve('Dy=(x+y)*(x-y)','x')ans=-x*(-C1*besseli(-3/4,1/2*x^2)+besselk(3/4,1/2*x^2))/(C1*besseli(1/4,1/2*x^2)+besselk(1/4,1/2*x^2))1（b）>>dsolve('x*Dy=y*tan(y/x)','y(10)=1','x')1（c）dsolve('Dy=-x*sin(x)/cos(y)','y(2)=1','x')ans=asin(-sin(x)+x*cos(x)+sin(2)-2*cos(2)+sin(1))2，dsolve('Df=f+2*g','Dg=f+4')ans=f:[1x1sym]-exp(-t)*C2+2*exp(2*t)*C1-4g:[1x1sym]exp(-t)*C2+exp(2*t)*C1+23.方法1>>dsolve('Df=f+g','Dg=-f+g','f(0)=2','g(0)=5')ans=f:[1x1sym]exp(t)*(5*sin(t)+2*cos(t))g:[1x1sym]-exp(t)*(-5*cos(t)+2*sin(t))方法2：>>functiondy=love(t,y)dy=zeros(2,1);dy(1)=y(1)+y(2);dy(2)=-y(1)+y(2);ode45(@love,[03000],[25])例題：1.>>dsolve('Du=1+u^2')ans=tan(t+C1)2.>>dsolve('D2y+4*Dy+29*y','y(0)=0','Dy(0)=15','x')ans=3*exp(-2*x)*sin(5*x)3.>>dsolve('Dx=2*x-3*y+3*z','Dy=4*x-5*y+3*z','Dz=4*x-4*y+2*z','t')ans=x:[1x1sym]C2*exp(-t)+C3*exp(2*t)y:[1x1sym]C2*exp(-t)+C3*exp(2*t)+exp(-2*t)*C1z:[1x1sym]C3*exp(2*t)+exp(-2*t)*C14.functiondy=my2011(t,y)dy=zeros(2,1);dy(1)=y(2);dy(2)=1000*(1-y(1)^2)*y(2)-y(1)ode15s(@my2011,[03000],[20])5.functiondy=my2012(t,y)dy=zeros(3,1)dy(1)=y(2)*y(3);dy(2)=-y(1)*y(2);dy(3)=-0.51*y(1)*y(2);ode45(@my2012,[01000],[011])Matlab(7)7.1：f=[11-4000];Aeq=[112100;11-1010;-111001];beq=[9;2;4];v1=zeros(6,1);[x,f]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,v1)Optimizationterminated.x=0.33330.00004.33330.00006.00000.0000f=-17.0000:7.2：functionf=mubiao(x)f=exp(x(1))*(4*x(1)^2+2*x(2)^2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+1);function[c,ceq]=love(x)c=[1.5+x(1)*x(2)-x(1)-x(2);-x(1)*x(2)-10];ceq=[];Aeq=[11];beq=[0];[x,f]=fmincon(@mubiao,[10;1],[],[],Aeq,beq,[],[],@love)Warning:Large-scale(trustregion)methoddoesnotcurrentlysolvethistypeofproblem,switchingtomedium-scale(linesearch).>Infminconat260Optimizationterminated:first-orderoptimalitymeasurelessthanoptions.TolFunandmaxi