《MATLAB程序设计与应用刘卫国编课后实验答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB程序设计与应用刘卫国编课后实验答案.docx（106页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、试验一MATLAB运算基础1 .先求下列表达式的值，然后显示MATLAB工作空间的运用状况并保存全部变量。2 2)z2=ln(+71+x2),其中X=-3.0,-2.9,2.9,3.00llt2,其中/=0:0.5:2.52t=0&t=185t=2t=0&t=l&t=2&t=,A5chTp,所以pascal矩阵性能更好。3 .建立一个5X5矩阵，求它的行列式值、迹、秩和范数。解：M文件如下：输出结果为:172418152357141646132022101219213111825295070000t=65cl=6.8500c2=5.4618cinf=6.85004 .已知-29618A=205
2、12-885_求A的特征值与特征向量，并分析其数学意义。解：M文件如图: EditorUnt it led*IgZI回园输出结果为:V=0.71300.28030.2733-0.6084-0.78670.87250.34870.55010.4050D=-25.3169000-10.518200016.8351数学意义：V的3个列向量是A的特征向量，D的主对角线上3个是A的特征值，特别的，V的3个列向量分别是D的3个特征值的特征向量。5.下面是一个线性方程组:2 j_ 3_ 4(1)求方程的解。(2)将方程右边向量元素b3改为0.53再求解，并比较b3的变更和解的相对变更。(3)计算系数矩阵A的
3、条件数并分析结论。解：M文件如下：输出结果:1.20000.60000.6000X2=1.20000.60000.6000C=1.3533e003由结果，X和X2的值一样，这表示b的微小变更对方程解也影响较小,而A的条件数算得较小，所以数值稳定性较好，A是较好的矩阵。6.建立A矩阵，试比较Sqrtm（八）和Sqrt（八）,分析它们的区分。解：M文件如下：运行结果有:A=1661820512985bl=3.8891-0.11023.21033.29172.14360.36980.38552.07601.7305b2=4.00002.44954.24264.47212.23613.46413.00
4、002.82842.2361b=16.00006.000018.000020.00005.000012.00009.00008.00005.0000分析结果知：Sqrtm（八）是类似A的数值平方根(这可由bl*bl=A的结果看出)，而Sqrt（八）则是对A中的每个元素开根号，两则区分就在于此。试验三选择结构程序设计一、试验目的1 .驾驭建立和执行M文件的方法。2 .驾驭利用if语句实现选择结构的方法。3 .驾驭利用SWitCh语句实现多分支选择结构的方法。4 .驾驭try语句的运用。二、试验内容1.求分段函数的值。X2+x-6X0x-3y=X2-5x+6()xJd:唱唱I-To+IIinI喷器
5、IQ1functionf(x)LJ234567891011-ifx0Axf(Dy=2f(2)y=f(2y=-0.2500f(3)y=5f(5)y=2 .输入一个百分制成果，要求输出成果等级A、B、C、D、Eo其中90分100分为A,80分89分为B,79分79分为C,60分69分为D,6。分以下为E。要求：(1)分别用if语句和SWitCh语句实现。(2)输入百分制成果后要推断该成果的合理性，对不合理的成果应输出出错信息。解：M文件如下试算结果:score=88grade=Bscore=123错误：输入的成果不是百分制成果3 .硅谷公司员工的工资计算方法如下：(1)工作时数超过120小时者，超
6、过部分加发15%。(2)工作时数低于60小时者，扣发70。元。(3)其余按每小时84元计发。试编程按输入的工号和该号员工的工时数，计算应发工资。解：M文件下4 .设计程序，完成两位数的加、减、乘、除四则运算，即产生两个两位随机整数，再输入一个运算符号，做相应的运算，并显示相应的结果。解：M文件如下;运算结果例:b=33输入一个运算符:人c=falsea=92b=40输入一个运算符：+c=1325 .建立5X6矩阵，要求输出矩阵第n行元素。当n值超过矩阵的行数时，自动转为输出矩阵最终一行元素，并给出出错信息。解：M文件如下:运算结果如下：输入一个5行6列矩阵A=l23455;234576;222
7、223;1123973;234567输入一正整数11=41123973输入一个5行6列矩阵A=l23455;234576;222223;1123973;234567输入一正整数11=6234567ans=Errorusing=dispToomanyinputarguments.试验四循环结构程序设计一、试验目的1 .驾驭利用for语句实现循环结构的方法。2 .驾驭利用WhiIe语句实现循环结构的方法。3 .熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。二、试验内容1 .依据：=5+*+*，求兀的近似值。当11分别取100、1000100oO时，结果是多少？要求：分别用循环结构和向量运算（运用SUm函数
8、）来实现。解：M文件如下:编辑器-Untitled90运行结果如下：%循环结构计算Pi值y=;n=input(,n三,);fori=l:ny=y+lii;endpi=sqrt(6*y)n=100Pi=3.1321n=lOOOPi=3.1406n=100OOPi=3.1415%向量方法计算Pi值n=input(n=1);i=l.(kn).2;s=sum(i);pi=sqrt(6*s)n=100Pi=3.1321n=1000Pi=3.1406n=100OOpi=3.14152 .依据y=l+!+。+求:3 52-l(1) yy=O;n=O;whiley3n=n-l;endny=3.0033n=57
9、n=563.考虑以下迭代公式：an=-h+n其中a、b为正的学数。(1)编写程序求迭代的结果，迭代的终止条件为|Xn+Xnl3求Sioo中:(1)最大值、最小值、各数之和。(2)正数、零、负数的个数。解：M一文件以下是运算结果:max(f)=437763282635min(f)=-899412113528sum(f)=-742745601951cl=49c2=2c3=495.若两个连续自然数的乘积减1是素数，则称这两个边疆自然数是亲密数对，该素数是亲密素数。例如，23-l=5,由于5是素数，所以2和3是亲密数，5是亲密素数。求2,50区间内：(1)亲密数对的对数。(2)与上述亲密数对对应的全部
10、亲密素数之和。解：M文件：运算结果为:29s=23615试验五函数文件一、试验目的1 .理解函数文件的概念。2 .驾驭定义和调用MATLAB函数的方法。二、试验内容1.定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在叮嘱文件中调用该函数文件。解：M文件如下：函数fushu.M文件：functione,l,s,c=fushu(z)%fushu复数的指数，对数，正弦，余弦的计算%e复数的指数函数值%1复数的对数函数值%s复数的正弦函数值%c复数的余弦函数值e=exp(z);l=log(z);s=sin(z);c=cos(z);叮嘱文件M：z=input(请输入一个复数Z=)；a,b,c,
11、d=fushu(z)运算结果如下：z=input(请输入一个复数Z=)；a,b,c,d=fushu(z)请输入一个复数z=l+ia=1.4687+2.2874ib=0.3466+0.7854ic=1.2985+0.6350id=0.8337-0.9889i2. 一物理系统可用下列方程组来表示:町COS-m-Sine0a-0w1sin0COSe0%町g0加2-Sine0000-cos。1.从键盘输入m1、m2和6的值，求a1、a2NI和N2的值。其中g取9.8,输入。时以角度为单位。要求：定义一个求解线性方程组AX=B的函数文件，然后在叮嘱文件中调用该函数文件。解：M文件函数fc.M文件：fun
12、ctionX=fc(A,B)%fcfc是求解线性方程的函数%AA是未知矩阵的系数矩阵X=AB;叮嘱M文件:clc;ml=input(输入ml=)；m2=input(输入m2=)；theta=input(输入theta=);x=theta*pi/180;g=9.8;A=ml*cos(x)-ml-sin(x)0ml*sin(x)0cos(x)00m2-sin(x)000-cos(x)1;B=0;m1*g;0;m2*g;X=fc(A,B)运算结果：输入ml=l输入m2=l输入theta=30X=7.84003.39486.789615.68003. 一个自然数是素数，且它的数字位置经过随意对换后仍为
13、素数。例如13是确定素数。试求全部两位确定素数。要求：定义一个推断素数的函数文件。解:M文件：函数prime.m文件functionp=prime(p)%输入P的范围，找出其中的素数m=p(length(p);fori=2:sqrt(m)n=find(rem(p,i)=O&p-=i);p(11)=;%将P中能被i整除，而却不等于i的元素，即下标为n的元素剔除，其余的即为素数endP；叮嘱文件：clc;p=10:99;p=prime(p);%找出10到99内的全部素数p=1O*rem(p,10)+(p-rem(p,10)/10;%将P素数矩阵每个元素个位十位调换依次p=prime(p)%再对对换
14、后的素数矩阵找出全部的素数运算结果：P=1131711373173797794.设八幻=/二”+,，八编写一个MATLAB函数文件fx.m,使得调用f(x)时，X可用矩阵代入，得出的f(x)为同阶矩阵。解：函数fx.m文件：functionf=fx(x)%fxfx求算X矩阵下的f(x)的函数值A=0.1+(x-2).2;B=0.01+(x-3).4;f=l.A+l.B;叮嘱文件：clc;x=input(输入矩阵X=);f=fx(x)运算结果：x=input(输入矩阵X=);f=fx(x)输入矩阵X=72;125f=0.043710.99010.01010.17245.已知y=/(40)/(30
15、)(20)(1)当f(n)=n+101n(112+5)时,求y的值。(2)当f(n)=lx2+2x3+3x4+.+nX(n+l)时，求y的值。解：函数f.m文件：functionf=f(x)f=x+10*log(x2+5);叮嘱文件：clc;nl=input(nl=);2=input(,n2=);n3=input(,n3=);yi=f(ni);y2=f(n2);y3=f(n3);y=yl(y2+y3)运算结果如下：nl=40n2=30113=2Oy=0.6390(2).函数g.m文件functions=g(n)fori=l:ng(i)=i*(i+l);ends=sum(g);叮嘱文件:clc;
16、nl=input(nl=);n2=input(n2=);n3=input(n3=);yl=g(nl);y2=g(n2);y3=g(n3);y=yl(y2+y3)运算结果如下:nl=40n2=30113=2Oy=1.7662试验六高层绘图操作一、试验目的1 .驾驭绘制二维图形的常用函数。2 .驾驭绘制三维图形的常用函数。3 .驾驭绘制图形的帮助操作。二、试验内容1 .设=0.5+cosx,在x=02兀区间取IOl点，绘制函数的曲_+x-_线。解：M文件如下：clc;x=linspace(0,2*pi,101)；y=(0.5+3*sin(x).(l+x.2);plot(x,y)运行结果有:2 .已
17、知j4=2,j2=cos(2),j3=yly2,完成下列操作:(1)在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。(2)以子图形式绘制三条曲线。(3)分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。解：(1)M文件：clc;x=-pi:pi/100:pi;yl=x.2;y2=cos(2*x);y3=yl.*y2;PlOt(X,yl,b-,x,y2,K,x,y3Jk-)运行结果:(2) M文件：clc;x=-pi:pi/100:pi;yl=x.2;y2=cos(2*x);y3=yl.*y2;subplot(1,3,1)；plot(x,yl,b-);title(,yl=x2);subplot(l,
18、3,2);PlOt(X,y2,T:);title(y2=cos(2x),);subplot(l,3,3);plot(x,y3,k-);title(y3=yl*y21);运行结果:(3) M文件:clc;x=-pi:pi/100:pi;yl=x.2;y2=cos(2*x);y3=yl.*y2;subplot(2,2,l);lot(x,y1,b-,x,y2,r:,x,y3,k-,);SUbPIOt2,2);bar(x,yl,b);title(,yl=x2);subplot(2,2,3);bar(x,y2,r,);title(y2=cos(2x),);subplot(2,2,4);bar(x,y3,
19、k,);title(y3=yl*y21);由上面的M文件,只要依次将“bar”改为“stairs”、“stem”、“fill”，再适当更改区间取的点数，运行程序即可,即有下面的结果:.ll l) Ficve 1-ll xlilO在5x5区间绘制函数曲线。解：M文件:clc;x=-5:0.01:5;y=(x+sqrt(pi)/(exp(2).*(x0);plot(x,y)运行结果:由图可看出，函数在零点不连续。4 .绘制极坐标曲线p=asin(b+ne),并分析参数a、b、n对曲线形态的影响。解：M文件如下：clc;theta=O:pi/100:2*pi;a=input(,输入a=)；b=inp
20、ut(输入b三,);n=input(输入n=t);rho=a*sin(b+n*theta);polar(theta,rho,m)接受限制变量法的方法，固定两个参数，变动第三个参数视察输出图象的变更。分析结果：由这8个图知道,当a,n固定时，图形的形态也就固定了，b只影响图形的旋转的角度;当a,b固定时，n只影响图形的扇形数，特别地，当n是奇数时，扇叶数就是n,当是偶数时，扇叶数则是2n个；当b,n固定时，a影响的是图形大小，特别地，当a是整数时，图形半径大小就是ao5 .绘制函数的曲线图和等高线。Z=Cosxcosye4其中X的21个值匀整分布上5,5范围，y的31个值匀整分布在0,10,要求
21、运用SUbPIot(2,1,1)和SUbPIOt(2,1,2)将产生的曲面图和等高线图画在同一个窗口上。解：M文件:clc;x=linspace(-5,5,21);y=linspace(0,10,31);x,y=meshgrid(x,y);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.A2+y.A2)/4);SUbPlOt(2,1,1);surf(x,y,z);title(曲面图)；subplot(2,l,2);surfc(x,y,z);title(等高线图)；运行结果:6 .绘制曲面图形，并进行插值着色处理。X=COSScost.r.八,3ty=cosssint()s,()f2
22、2Z=SinS解：M文件：clc;s=0:pi/100:pi/2;t=0:pi/100:3*pi/2;s,t=meshgrid(s,t);x=cos(s).*cos(t);y=cos(s).*sin(t);z=sin(s);SUbPlOt2,1);mesh(x,y,z);title(沫着色的图形)；subplot(2,2,2);surf(x,y,z);title(,shadingfaceted(缺省);SUbPlOt2,3);surf(x,y,z);shadingflat;title(,shadingflat)；subplot(2,2,4);surf(x,y,z);shadinginterp;
23、title(,shadinginterp,);运行结果有:, FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelpD3JItI%QC肥/IOJ口回国shading interpO1试验七低层绘图操作二、试验内容I.建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项,而且在按下鼠标器的左键之后显示出LeftButtonPressed字样。解：M文件如下：clc;hf=figure(,color,100,.,WindowButtonDownFc117disp(LeftButtonPressed.*)；运行结果:左击鼠标后:ndLoE.iJLdit.Dkug
24、QesRtopJtindLowHelp2 .先利用默认属性绘制曲线y=2e2,然后通过图形句柄操作来变更曲线的颜色、线型和线宽，并利用文件对象给曲线添加文字标注。解：M文件：clc;x=-2:0.01:2;y=x.2.*exp(2*x);h=plot(x,y);set(h,color,0.4,0.2,0.5,Iinestyle1,-,.lIinewidth,2);text(1.5,1.52*exp(2*1.5)/1eftarrowx2exp(2x),fontsize,9);运行结果:3 .利用曲面对象绘制曲面v(x,t)=10e001xsin(2000t-0.2x+)o解：M文件：clc;x=0:0.1:2*pi;x,t=meshgrid(x);v=10*exp(-0.01*x).*sin(2000*pi*t-0.2*x+pi);axes(,view,-37,30);hs=surface(x,t,v,facecolor,.0.2,0.3,0.3,edgecolor,flat,);gridon;xlabel(,x-axis,);ylabel(,y-axis);zlabel(z-axis);
