哈工大matlab期末考試題試題及答案(95分)

春季學(xué)期MATLAB期末作業(yè)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：班號(hào)：姓名：2023年春季學(xué)期MATLAB課程考查題姓名:學(xué)號(hào)：學(xué)院：機(jī)電學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械制造必答題：matlab常見(jiàn)的數(shù)據(jù)類(lèi)型有哪些？各有什么特點(diǎn)?常量：具體不變的數(shù)字變量：會(huì)根據(jù)條件變化的數(shù)字字符串：由單引號(hào)括起來(lái)的簡(jiǎn)單文本復(fù)數(shù)：含有復(fù)數(shù)的數(shù)據(jù)MATLAB中有幾種幫助的途徑？〔1〕幫助瀏覽器：選擇view菜單中的Help菜單項(xiàng)或選擇Help菜單中的MATLABHelp菜單項(xiàng)可以翻開(kāi)幫助瀏覽器；〔2〕help命令：在命令窗口鍵入“help〞命令可以列出幫助主題，鍵入“help函數(shù)名〞可以得到指定函數(shù)的在線幫助信息；〔3〕lookfor命令：在命令窗口鍵入“l(fā)ookfor關(guān)鍵詞〞可以搜索出一系列與給定關(guān)鍵詞相關(guān)的命令和函數(shù)〔4〕模糊查詢(xún)：輸入命令的前幾個(gè)字母，然后按Tab鍵，就可以列出所有以這幾個(gè)字母開(kāi)始的命令和函數(shù)。注意：lookfor和模糊查詢(xún)查到的不是詳細(xì)信息，通常還需要在確定了具體函數(shù)名稱(chēng)后用help命令顯示詳細(xì)信息。Matlab常見(jiàn)的哪三種程序控制結(jié)構(gòu)及包括的相應(yīng)的語(yǔ)句？順序結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)輸入A=input(提示信息,選項(xiàng))數(shù)據(jù)輸出disp(X)數(shù)據(jù)輸出fprintf(fid,format,variables)暫停pause或pause(n)選擇結(jié)構(gòu)：If語(yǔ)句：ifexpression〔條件〕statements1〔語(yǔ)句組1〕elsestatements2〔語(yǔ)句組2〕EndSwitch語(yǔ)句：switchexpression〔表達(dá)式〕casevalue1〔表達(dá)式1〕statement1〔語(yǔ)句組1〕casevalue2〔表達(dá)式2〕statement2〔語(yǔ)句組2〕......casevaluem〔表達(dá)式m〕statementm〔語(yǔ)句組m〕otherwisestatement〔語(yǔ)句組〕end循環(huán)結(jié)構(gòu)：For循環(huán)：forvariable=expression(循環(huán)變量)statement〔循環(huán)體〕endWhile循環(huán)：whileexpression〔條件<循環(huán)判斷語(yǔ)句>〕statement〔循環(huán)體〕end命令文件與函數(shù)文件的主要區(qū)別是什么？命令文件：不接受輸入?yún)?shù)，沒(méi)有返回值，基于工作空間中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，自動(dòng)完成需要花費(fèi)很多時(shí)間的多步操作時(shí)使用。函數(shù)文件：可以接受輸入?yún)?shù)，可以有返回值，默認(rèn)時(shí)，文件中參數(shù)的作用范圍只限于函數(shù)內(nèi)部，擴(kuò)展MATLAB語(yǔ)言功能時(shí)使用。什么是全局變量和局部變量？全局變量：作用域是在整個(gè)MATLAB工作空間,即全程有效，所有函數(shù)都可以對(duì)其進(jìn)行存取和修改，定義全局變量是函數(shù)之間傳遞信息的手段。局部變量：函數(shù)文件變量一般是局部變量，與其他函數(shù)和matlab工作空間是隔離的。即在一個(gè)函數(shù)文件中定義的變量不能被另一個(gè)函數(shù)文件引用。如果在假設(shè)干函數(shù)中，把某個(gè)變量定義為全局變量，那么這些函數(shù)可以共用這個(gè)變量。數(shù)據(jù)插值和曲線擬合區(qū)別？曲線擬合研究的是如何尋找平滑曲線以最好的表現(xiàn)帶噪聲的測(cè)量數(shù)據(jù)，但不要求擬合曲線穿過(guò)這些測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)；插值是研究如何平滑的估算出基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的其他點(diǎn)的函數(shù)值，所以插值所得曲線一定要穿過(guò)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。數(shù)值運(yùn)算與符號(hào)運(yùn)算的區(qū)別？數(shù)值運(yùn)算：1.其運(yùn)算的元素是數(shù)值；2.在運(yùn)算過(guò)程中必須先對(duì)變量進(jìn)行賦值，然后才能參加運(yùn)算；3.其結(jié)果以數(shù)值形式出現(xiàn)。符號(hào)運(yùn)算：1.其運(yùn)算的元素是符號(hào)；2.在運(yùn)算過(guò)程中無(wú)須對(duì)變量進(jìn)行賦值就可參加運(yùn)算；但是必須先定義符號(hào)變量；3.其結(jié)果以符號(hào)形式出現(xiàn)。GUI開(kāi)發(fā)環(huán)境中提供了哪些方便的工具？各有什么用途？布局編輯器(LayoutEdtor)——在圖形窗口中創(chuàng)立及布置圖形對(duì)象；幾何排列工具(AlignmentTool)——調(diào)整各對(duì)象之間的幾何關(guān)系和位置；屬性查看器(PropertyInspector)——查詢(xún)并設(shè)置對(duì)象的屬性值;對(duì)象瀏覽器(ObjectBrowser)——用于獲得當(dāng)前Matlab窗口中圖形對(duì)象句柄的分級(jí)排列；菜單編輯器(MenuEditor)——建立和編輯主菜單和圖形對(duì)象鼠標(biāo)右鍵菜單Tab順序編輯器〔TabOrderEditor〕——用于設(shè)置當(dāng)用戶(hù)按下鍵盤(pán)上的Tab鍵時(shí)，對(duì)象被選中的先后順序。簡(jiǎn)述Simulink建立子系統(tǒng)的兩種方法及其子系統(tǒng)封裝的4個(gè)選項(xiàng)使用Subsystems模塊庫(kù)中的Subsystem模塊建立子系統(tǒng)，首先構(gòu)成系統(tǒng)的整體模型，然后編輯空的子系統(tǒng)內(nèi)的模塊。〔注意，對(duì)于多輸入與多輸出子系統(tǒng)而言，需要使用Sources模塊庫(kù)中的In1輸入虛模塊與Sinks模塊庫(kù)中的Out1輸出虛模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)?！呈紫冗x擇能夠完成一定功能的一組模塊，然后選擇Simulink模型創(chuàng)立編輯器中Edit菜單下的CreateSubsystem，即可建立子系統(tǒng)并將這些模塊封裝〔到此子系統(tǒng)中，Simulink自動(dòng)生成子系統(tǒng)的輸入與輸出端口?！矷con項(xiàng)ParametersInitialization標(biāo)簽頁(yè)Documentation標(biāo)簽頁(yè)分別采用函數(shù)fix、floor、ceil和round對(duì)A=[-1.95,-1.25,1.45,1.85]取整，并說(shuō)明這些取整函數(shù)的區(qū)別。fix函數(shù)：結(jié)尾取整Ceil函數(shù)：向上取整Floor函數(shù)：向下取整Round函數(shù)：四舍五入求A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]矩陣的秩，跡，特征值和特征向量、范數(shù)和方陣的條件數(shù)；并求A和a=magic(5)矩陣行列式，逆矩陣和偽逆矩陣，并說(shuō)明逆矩陣和偽逆矩陣區(qū)別。A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];rank=rank(A)trace=trace(A)[V,D]=eig(A)norm=norm(A)cond=cond(A)結(jié)果：rank=2trace=15V=-0.2320-0.78580.4082-0.5253-0.0868-0.8165-0.81870.61230.4082D=16.1168000-1.1168000-0.0000norm=16.8481cond=3.8131e+16A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]a=magic(5)detA=det(A)invA=inv(A)pinvA=pinv(A)deta=det(a)inva=inv(a)pinva=pinv(a)如果矩陣A不是一個(gè)方陣，或者A是一個(gè)非滿(mǎn)秩的方陣時(shí)，矩陣A沒(méi)有逆矩陣，但可以找到一個(gè)與A的轉(zhuǎn)置矩陣A‘同型的矩陣B，使得：

A·B·A=A

B·A·B=B

此時(shí)稱(chēng)矩陣B為矩陣A的偽逆，也稱(chēng)為廣義逆矩陣。：a=6;A=pascal(4);B=randn(4);求A*B，A.*B,B/A，B./A,B\A,B.\A,A.^a，A^a,并且說(shuō)明數(shù)組和矩陣在上述運(yùn)算中的區(qū)別。a=6;A=pascal(4);B=randn(4);A*BA.*BB/AB./AB\AB.\AA.^aA^aans=-3.3843-0.77100.2884-0.4321-5.7672-3.91981.62391.0912-6.7793-10.83304.21724.3328-4.9821-23.22198.38129.9203ans=-1.06890.3252-0.1022-0.8649-0.8095-1.5099-0.7243-0.1202-2.94434.11091.9152-1.64881.4384-6.84613.128612.5541ans=-5.77079.4959-6.28041.48630.3558-3.14622.7419-0.7610-18.557232.8440-23.16375.932716.6463-34.149825.8257-6.8838ans=-1.06890.3252-0.1022-0.8649-0.8095-0.3775-0.0805-0.0075-2.94430.45680.0532-0.01651.4384-0.42790.03130.0314ans=-0.6348-1.6245-2.9494-4.6346-1.1688-2.9031-5.9575-10.77621.76796.363716.299433.0876-1.0201-0.9924-1.6780-3.3918ans=-0.93563.0751-9.7807-1.1562-1.2353-2.6493-12.4251-133.1057-0.33962.189318.7966-60.65050.6952-2.337131.963331.8620ans=11111647294096172946656100000014096100000064000000ans=120008940112009133680172222404011200134072573052905657564976913368030529056695164571310789761722224057564976131078976247160297數(shù)組運(yùn)算是指數(shù)組對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算,也稱(chēng)點(diǎn)運(yùn)算.矩陣的乘法、乘方和除法有特殊的數(shù)學(xué)含義，并不是數(shù)組對(duì)應(yīng)元素的運(yùn)算，所以數(shù)組乘法、乘方和除法的運(yùn)算符前特別加了一個(gè)點(diǎn)。(1)對(duì)于乘法、乘方和除法等三種運(yùn)算，矩陣運(yùn)算與數(shù)組運(yùn)算的運(yùn)算符及含義都不同：矩陣運(yùn)算按線性變換定義，使用通常符號(hào)；數(shù)組運(yùn)算按對(duì)應(yīng)元素運(yùn)算定義，使用點(diǎn)運(yùn)算符；

(2)數(shù)與矩陣加減、矩陣除法在數(shù)學(xué)是沒(méi)有意義的，在MATLAB中為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，定義了這兩類(lèi)運(yùn)算分別采用不循環(huán)語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句For和while計(jì)算級(jí)數(shù):S=1+6+62+63+···+633，并且說(shuō)明循環(huán)語(yǔ)句For和while之間的區(qū)別。While語(yǔ)句s=0;i=0;whilei<34s=s+6^i;i=i+1;endSFor語(yǔ)句：s=0;fori=(0:1:33)s=s+6^i;endS不循環(huán)語(yǔ)句：i=(0:1:33);sum(6.^i)for和while的區(qū)別：while循環(huán)語(yǔ)句與for循環(huán)語(yǔ)句不同的是，前者是以條件的滿(mǎn)足與否來(lái)判斷循環(huán)是否結(jié)束的，而后者那么是以執(zhí)行次數(shù)是否到達(dá)指定值來(lái)判斷的。采用M函數(shù)文件編寫(xiě)特殊矩陣函數(shù)Hilbter，Hilbter矩陣特點(diǎn)是每個(gè)元素，并且調(diào)用matlab中的函數(shù)Hilb，進(jìn)行比照。A=zeros(6,6)A=000000000000000000000000000000000000>>fori=1:1:6forj=1:1:6A(i,j)=1./(i+j-1);endend>>AA=1.00000.50000.33330.25000.20000.16670.50000.33330.25000.20000.16670.14290.33330.25000.20000.16670.14290.12500.25000.20000.16670.14290.12500.11110.20000.16670.14290.12500.11110.10000.16670.14290.12500.11110.10000.0909>>hilb(6)ans=1.00000.50000.33330.25000.20000.16670.50000.33330.25000.20000.16670.14290.33330.25000.20000.16670.14290.12500.25000.20000.16670.14290.12500.11110.20000.16670.14290.12500.11110.10000.16670.14290.12500.11110.10000.0909兩者相同。分別求多項(xiàng)式a(x)=x4+8x3-10和多項(xiàng)式b(x)=2x2-x+3的乘以和除以結(jié)果，同時(shí)求這兩個(gè)多項(xiàng)式乘積的導(dǎo)函數(shù)和兩個(gè)多項(xiàng)式除法的導(dǎo)函數(shù)。symsxp1=[1800-10];p2=[2-13];w=conv(p1,p2);k=polyder(p1,p2);[Q,r]=deconv(p1,p2);[p,q]=polyder(p1,p2);a=poly2str(p1,'x')b=poly2str(p2,'x')ab=poly2str(w,'x')dab=poly2str(k,'x')e=poly2str(Q,'x')de=poly2str(p,'x')g=poly2str(r,'x')dg=poly2str(q,'x')多項(xiàng)式P(x)=x4+8x3，分別用polyval和polyvalm函數(shù)計(jì)算這多項(xiàng)式在x=[-1,1.2;2,-1.8]處的值，它們區(qū)別是什么？p=[1,8,0,0,0];x=[-1,1.2;2,-1.8];polyval(p,x)polyvalm(p,x)x可以是一個(gè)矩陣或者一個(gè)向量,在這兩種情況下，polyval計(jì)算在X中任意元素處的多項(xiàng)式p的估值，計(jì)算在x=-1、1.2、2、-1.8的值，結(jié)果以矩陣的形式表示出來(lái)。而polyvalm運(yùn)算時(shí)把x=A矩陣直接帶入多項(xiàng)式進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)行矩陣運(yùn)算，結(jié)果也是一個(gè)矩陣。用2次和6次多項(xiàng)式擬合在[0,2]區(qū)間的函數(shù)y=cos(x)*exp(x/20)，并將原始數(shù)據(jù)和擬合結(jié)果繪制在一個(gè)圖中,并且進(jìn)行圖形標(biāo)注。x=0:0.1:2;y=cos(x).*exp(x/20);p1=polyfit(x,y,2);y1=polyval(p1,x);p2=polyfit(x,y,6);y2=polyval(p2,x);holdon;plot(x,y,'or--');plot(x,y1,'b--');plot(x,y2,'g*');xlabel('x');ylabel('y');legend('原始數(shù)據(jù)','二次多項(xiàng)式擬合','六次多項(xiàng)式擬合')有一正弦衰減數(shù)據(jù)y=sin(x).*exp(-x/10)，其中x=0:pi/5:4*pi，用三次樣條法進(jìn)行插。x=0:pi/5:4*pi;y=sin(x).*exp(-x/10);xi=0:0.1:4*pi;yi_spline=interp1(x,y,xi,'spline');plot(x,y,'ro',xi,yi_spline,'b-');title('三次樣條插值');求解恰定方程組，采用左除法、求逆法、lu和qr分解法求數(shù)值解2x+y-3z+w=11x-2y+7w=-72y+z-w=5x+4y-z-2w=0A=[2,1,-3,1;1,-2,0,7;0,2,1,-1;1,4,-1,-2];B=[11;-7;5;0];x=A\Bx=pinv(A)*B[L,U]=lu(A);x=U\(L\B)[Q,R]=qr(A);x=R\(Q\B)設(shè)在同一圖形窗口采用子圖的形式繪制不同圖形，條形圖、階梯圖、桿圖和對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。x=-pi:0.1:pi;y=1./(1+exp(-x));subplot(2,2,1);bar(x,y,'g');title('bar(x,y,''g'')');axis([0,7,-2,2]);subplot(2,2,2);stairs(x,y,'b');title('stairs(x,y,''b'')');axis([0,7,-2,2]);subplot(2,2,3);stem(x,y,'k');title('stem(x,y,''k'')');axis([0,7,-2,2]);subplot(2,2,4)loglog(x,y)選答題〔在以下題中選答4題〕：1..符號(hào)運(yùn)算〔必選兩道〕求微分方程symsty;dsolve('Dy=(t^2+y^2)/2/t^2')ans=-t*(1/(C4+log(t)/2)-1)求代數(shù)方程的解[x]=solve('1/(x+2)+a=1/(x-2)')x=(2*(a*(a+1))^(1/2))/a-(2*(a*(a+1))^(1/2))/a2.求解方程的數(shù)值解〔必選兩道〕functionyp=text2(x)%UNTITLED5Summaryofthisfunctiongoeshere%Detailedexplanationgoeshereyp=x-sin(x)-10^x;endz=fzero('text2',0.5)z=NaN非線性方程組在(0.5,0.5)附近的數(shù)值解functionq=myfun1(p)x=p(1);y=p(2);q(1)=2*x^2-0.3*cos(y);q(2)=3*y^2-0.6*cos(x);endx=fsolve('myfun1',[0.5,0.5]',optimset('Display','off'))x=0.36910.4319常微分方程數(shù)值解采用牛頓-科特斯法數(shù)值求解定積分3.采用GUI設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)用戶(hù)界面，要求設(shè)計(jì)一個(gè)帶有兩個(gè)按鈕和一個(gè)坐標(biāo)軸的圖形用戶(hù)界面，當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)