Matlab編程實驗報告

./中北大學(xué)Matlab編程實驗報告班級：10020741姓名：學(xué)號：10020741392013年11月2,實驗一Matlab運算基礎(chǔ)一、實驗?zāi)康?、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(dá)式的書寫規(guī)則以及常用函數(shù)的使用。二、實驗容先求下列表達(dá)式的值,然后顯示MATLAB工作空間的使用情況并保存全部變量。z1=2*sin<85*pi/180>/<1+exp<2>>z1=0.2375,其中x=[2,1+2*i;-0.45,5]x=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+0.9343i1.1541-0.0044i提示：利用冒號表達(dá)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=Columns1through9-3.0000-2.9000-2.8000-2.7000-2.6000-2.5000-2.4000-2.3000-2.2000Columns10through18-2.1000-2.0000-1.9000-1.8000-1.7000-1.6000-1.5000-1.4000-1.3000Columns19through27-1.2000-1.1000-1.0000-0.9000-0.8000-0.7000-0.6000-0.5000-0.4000Columns28through36-0.3000-0.2000-0.100000.10000.20000.30000.40000.5000Columns37through450.60000.70000.80000.90001.00001.10001.20001.30001.4000Columns46through541.50001.60001.70001.80001.90002.00002.10002.20002.3000Columns55through612.40002.50002.60002.70002.80002.90003.0000>>z3=<exp<0.3.*a>-exp<-0.3.*a>>/2.*sin<a+0.3>z3=Columns1through90.43870.50720.56400.60890.64240.66480.67660.67840.6709Columns10through180.65490.63130.60110.56520.52470.48050.43370.38540.3366Columns19through270.28810.24100.19620.15430.11620.08240.05350.02990.0120Columns28through36-0.0000-0.0060-0.006000.01170.02880.05090.07750.1080Columns37through450.14180.17800.21590.25470.29340.33110.36690.39980.4289Columns46through540.45320.47190.48410.48910.48620.47480.45430.42430.3846Columns55through610.33500.27550.20610.12720.0392-0.0574-0.1619〔4,其中t＝0：0.5：2.5提示：用邏輯表達(dá)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=00.250001.2500-1.00000.2500已知,求下列表達(dá)式的值：A+6.*B和A-B+I<其中I為單位矩陣>。A*B和A.*B。A^3和A.^3。A/B和B\A。[A,B]和[A<[1,3],:>;B^2]。A=[1234-4;34787;3657];B=[13-1;203;3-27];z1=A+6.*Bz1=1852-10467105215349C=eye<3>;z2=A-B+Cz2=1231-3328840671z3=A*Bz3=684462309-72596154-5241z4=A.*Bz4=1210246802619-13049z5=A^3z5=372262338244860424737014918860076678688454142118820z6=A.^3z6=172839304-643930434365850327274625343z7=A/Bz7=16.4000-13.60007.600035.8000-76.200050.200067.0000-134.000068.0000z8=B\Az8=109.4000-131.2000322.8000-53.000085.0000-171.0000-61.600089.8000-186.2000z9=[A,B]z9=1234-413-13478720336573-27z10=[A<[1,3],:>;B^2]z10=1234-436574511101920-540設(shè)有矩陣A和B,求它們的乘積C。將矩陣C的右下角3×2子矩陣賦給D查看MATLAB工作空間使用情況。A=[12345;678910;1112131415;1617181920;2122232425];B=[3016;17-69;023-4;970;41311];C=A*BC=9315077258335237423520397588705557753890717D=C<3:5,2:3>D=520397705557890717whosNameSizeBytesClassAttributesA5x5200doubleB5x3120doubleC5x3120doubleD3x248double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(dá)式,再利用find和length函數(shù)。>>A=100:999;>>B=find<mod<A,21>==0>B=Columns1through16627486990111132153174195216237258279300321Columns17through32342363384405426447468489510531552573594615636657Columns33through43678699720741762783804825846867888>>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='LIsaisABeAutifulGirl';>>Y=find<X>='A'&X<='Z'>Y=129111321>>X<Y>=[]X=saiseutifulirl提示：利用find函數(shù)和空矩陣。由指令A(yù)=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(biāo)"和"單下標(biāo)"?！蔡崾荆篺ind和sub2ind>>A=rand<3,5>A=Columns1through40.66860.38030.37360.88160.57990.86790.36630.49890.54440.90570.15310.7228Column50.48090.12080.6031>>K=find<A>0.5>K=123481012[C,D]=ind2sub<size<A>,K>C=1231213D=1112344>>先運行clear,formatlong,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(yīng)元素由A的對角元素構(gòu)成；另一個矩陣C,其對角元素全為0,而其余元素與對應(yīng)的A陣元素相同?！蔡崾荆篸iag>>clear>>formatlong>>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-BC=00.41680.96090.833300.74210.49160.15620>>三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細(xì)的實驗過程、代碼以及實驗結(jié)果,必要時按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗二多項式及字符運算一、實驗?zāi)康?、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?dāng)?shù)組的創(chuàng)建及操作方法。二、實驗容1、已知,分別取和一個矩陣,求在處的值。>>p=[2-103];>>x=2;>>y=polyval<p,x>y=15>>x1=[12;34];>>y1=polyval<p,x1>y1=415481152、有3個多項式試進(jìn)行下列操作：求＝＋。求的根。>>p1=[12405];>>p2=[12];>>p3=[123];>>R=conv<p2,p3>R=1476>>p4=[01476];p5=p1+p4p5=138711>>r=roots<p5>r=-1.3840+1.8317i-1.3840-1.8317i-0.1160+1.4400i-0.1160-1.4400i>>當(dāng)x取矩陣A的每一元素時,求P〔x的值。其中>A=[-11.2-1.4;0.7523.5;052.5];>>y=polyval<p5,A>y=1.0e+003*0.01000.03820.01250.02230.09700.41220.01101.24600.1644>>當(dāng)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=X^4+3*X^3+8*X^2+7*X^1+11Y=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?dāng)?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?dāng)?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=[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(xì)的實驗代碼以及實驗結(jié)果,必要時按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗三Matlab符號計算一、實驗?zāi)康?、熟練掌握MATLAB符號表達(dá)式的創(chuàng)建2、熟練掌握符號表達(dá)式的代數(shù)運算3、掌握符號表達(dá)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(dá)式：?！灿脙煞N方式分別創(chuàng)建>>f=sym<'a*x^3+b*x^2+c*x+d'>f=a*x^3+b*x^2+c*x+dsymsabcd>>f=a*x^3+b*x^2+c*x+df=a*x^3+b*x^2+c*x+d2.創(chuàng)建符號矩陣。>>A=sym<'[a*cos<x>+b*sin<y>10+20;a*x^2+b*y^2+c*z^2sqrt<t*t+1>]'>A=[a*cos<x>+b*sin<y>,30][a*x^2+b*y^2+c*z^2,<t^2+1>^<1/2>]3.已知表達(dá)式,計算當(dāng)時的值；計算與的復(fù)合函數(shù),、的逆函數(shù)。f=1-sin<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>isnotunique.ans=asin<<1-x>^<1/2>>>>finverse<g>ans=x/2-1/2>>4.符號函數(shù),分別對、、、進(jìn)行微分,對趨向于1求極限,并計算對的二次、三次微分,用findsym得出符號變量。symsxyabcdf=a*x^3+b*y^2+c*y+d;>>A=diff<f,x>A=3*a*x^2>>B=diff<f,y>B=c+2*b*y>>C=diff<f,c>C=y>>D=diff<f,d>D=1>>L=limit<a*x^3+b*y^2+c*y+d,y,1>L=a*x^3+b+c+d>E=diff<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。symsn;L=limit<symsum<1/2^n,n,0,inf>,n,inf>L=26.求定積分和不定積分。symsx;>>f=sqrt<x>/<1+x>^2;>>int<f,x,1,inf>ans=pi/4+1/2>>symsxy;>>q=x*exp<-x*y>;I=int<q>I=-<x*y+1>/<y^2*exp<x*y>>>>S=int<I>S=<x*y+2>/<y^3*exp<x*y>>>>7.求微分方程在滿足,的解。y=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[x,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+<7^<1/2>*<2*7^<1/2>+3>>/<14*exp<7^<1/2>*t>>>>,其中9.解微分方程的通解。>>y=dsolve<'Dy+y*tanx=cosx','x'>y=<cosx-C11/exp<tanx*x>>/tanx10、求解方程組[x,y,z]=solve<'x+2*y-z=7','x+z=3','x^2+3*y^2=28','x','y','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(xì)的實驗代碼以及實驗結(jié)果,必要時標(biāo)注代碼注釋,并按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗四選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計一、實驗?zāi)康?、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(jié)構(gòu)的方法。3、掌握利用switch語句實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)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。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90～100分為A,80～89分為B,70～79分為C,60～69分為D,60分以下為E。要求：用switch語句實現(xiàn)。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(yīng)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成績無效建立5×6矩陣,要求輸出矩陣第n行元素。當(dāng)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=2356789請輸入行數(shù)n:6n=6468903ans=Indexexceedsmatrixdimensions.三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細(xì)的實驗代碼以及實驗結(jié)果,必要時按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗五循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計一、實驗?zāi)康?、掌握利用for語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法。2、掌握利用while語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)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1.根據(jù),求的近似值。當(dāng)n分別取100、1000、10000時,結(jié)果是多少？要求：分別用循環(huán)結(jié)構(gòu)和向量運算〔使用sum函數(shù)來實現(xiàn)。<1>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=3.1415<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).,求：〔1y<3時的最大n值?！?與〔1的n值對應(yīng)的y值。3.已知求中：最大值、最小值、各數(shù)之和。f<1>=1;f<2>=0;f<3>=1;forn=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>>正數(shù)、零、負(fù)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親密數(shù)對的對數(shù)；forn=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(yīng)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(xì)的實驗代碼以及實驗結(jié)果,必要時按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗六繪圖操作一、實驗?zāi)康?、掌握圖形對象屬性的基本操作。2、掌握利用圖形對象進(jìn)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,然后通過圖形句柄操作來改變曲線的顏色、線型和線寬,并利用文字對象給曲線添加文字標(biāo)注。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=x^2.*exp<2*x>','Fontsize',15>;>>2、已知完成下列操作：〔1在同一坐標(biāo)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',':'>;>>holdon>>hf=plot<x,y2,'color','g','linestyle','-'>;>>hf=plot<x,y3,'color','b','linestyle','-.'>;>>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','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=22201816在做本題前,先分析并上機驗證下列命令的執(zhí)行結(jié)果,從中體會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)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1sin<x>和cos<x>圖形分別用紅色的點劃線和綠色星號打??；2坐標(biāo)軸的窗口大小圍設(shè)為[-1,7][-1.5.1.5]；3分別給x軸和y軸加上標(biāo)注說明,圖形加上名稱；4給出圖例說明標(biāo)注；5在〔3.3,1.1處標(biāo)上文字‘sin<x>’,用鼠標(biāo)在cos<x>曲線的某點處標(biāo)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<x>;plot<x,y1,'r:',x,y2,'g*'>;title<'sin<x>及cos<x>曲線'>;xlabel<'independentvariableX'>;ylabel<'independentvariableY'>;legend<'sin<x>曲線','cos<x>曲線'>;text<3.3,1.1,'sin<x>'>;gtext<'cos<x>'>>>gridon三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細(xì)的實驗代碼以及實驗結(jié)果,必要時按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進(jìn)行分析。實驗七M(jìn)atlab界面設(shè)計一、實驗?zāi)康?.熟悉MATLABGUIDE中的控件和菜單編輯；2.掌握使用GUIDE向?qū)нM(jìn)行界面設(shè)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(biāo)器的左鍵之后顯示出LeftButtonPressed字樣。functionfigure1_WindowButtonDownFcn<hObject,eventdata,handles>%hObjecthandletofigure1<seeGCBO>%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata<seeGUIDATA>axisofftext<0,0,'LeftButtonPressed'>2、設(shè)計如下圖所示的簡單四則運算計算器,至少實現(xiàn)一種計算功能。functionpushbutton4_Callback<hObject,eventdata,handles>str=get<handles.pushbutton4,'string'>;str=strca