Matlab編程實驗報告.doc

中北大學Matlab編程實驗報告班 級： 10020741 姓 名： 學 號： 1002074139 2013 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各種表達式的書寫規(guī)則以及常用函數(shù)的使用。二、實驗內(nèi)容1 先求下列表達式的值，然后顯示MATLAB工作空間的使用情況并保存全部變量。（1）z1=2*sin(85*pi/180)/(1+exp(2)z1 =0.2375（2） ，其中 x=2,1+2*i;-0.45,5x = 2.0000 1.0000 + 2.0000i -0.4500 5.0000 z2=1/2*log(x+sqrt(1+x*x)z2 = 0.7114 - 0.0253i 0.8968 + 0.3658i 0.2139 + 0.9343i 1.1541 - 0.0044i（3）提示：利用冒號表達式生成a向量，求各點的函數(shù)值時用點乘運算。 a=-3.0:0.1:3.0a = Columns 1 through 9 -3.0000 -2.9000 -2.8000 -2.7000 -2.6000 -2.5000 -2.4000 -2.3000 -2.2000 Columns 10 through 18 -2.1000 -2.0000 -1.9000 -1.8000 -1.7000 -1.6000 -1.5000 -1.4000 -1.3000 Columns 19 through 27 -1.2000 -1.1000 -1.0000 -0.9000 -0.8000 -0.7000 -0.6000 -0.5000 -0.4000 Columns 28 through 36 -0.3000 -0.2000 -0.1000 0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 Columns 37 through 45 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000 1.0000 1.1000 1.2000 1.3000 1.4000 Columns 46 through 54 1.5000 1.6000 1.7000 1.8000 1.9000 2.0000 2.1000 2.2000 2.3000 Columns 55 through 61 2.4000 2.5000 2.6000 2.7000 2.8000 2.9000 3.0000 z3=(exp(0.3.*a)-exp(-0.3.*a)/2.*sin(a+0.3)z3 = Columns 1 through 9 0.4387 0.5072 0.5640 0.6089 0.6424 0.6648 0.6766 0.6784 0.6709 Columns 10 through 18 0.6549 0.6313 0.6011 0.5652 0.5247 0.4805 0.4337 0.3854 0.3366 Columns 19 through 27 0.2881 0.2410 0.1962 0.1543 0.1162 0.0824 0.0535 0.0299 0.0120 Columns 28 through 36 -0.0000 -0.0060 -0.0060 0 0.0117 0.0288 0.0509 0.0775 0.1080 Columns 37 through 45 0.1418 0.1780 0.2159 0.2547 0.2934 0.3311 0.3669 0.3998 0.4289 Columns 46 through 54 0.4532 0.4719 0.4841 0.4891 0.4862 0.4748 0.4543 0.4243 0.3846 Columns 55 through 61 0.3350 0.2755 0.2061 0.1272 0.0392 -0.0574 -0.1619（4） ，其中t0：0.5：2.5提示：用邏輯表達式求分段函數(shù)值。t=0:0.5:2.5;z4=(t=0 & t=1 & t=2 & t A=100:999; B=find(mod(A,21)=0)B = Columns 1 through 16 6 27 48 69 90 111 132 153 174 195 216 237 258 279 300 321 Columns 17 through 32 342 363 384 405 426 447 468 489 510 531 552 573 594 615 636 657 Columns 33 through 43 678 699 720 741 762 783 804 825 846 867 888 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=LIsa is A BeAutiful Girl; Y=find(X=A&X X(Y)=X =sa is eutiful irl提示：利用find函數(shù)和空矩陣。5 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”和“單下標”。（提示：find和sub2ind） A=rand(3,5)A = Columns 1 through 4 0.699076722656686 0.547215529963803 0.257508254123736 0.814284826068816 0.890903252535799 0.138624442828679 0.840717255983663 0.243524968724989 0.959291425205444 0.149294005559057 0.254282178971531 0.929263623187228 Column 5 0.349983765984809 0.196595250431208 0.251083857976031 K=find(A0.5)K = 1 2 3 4 8 1012C,D=ind2sub(size(A),K)C = 1 2 3 1 2 1 3D = 1 1 1 2 3 4 46 先運行clear, format long, 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。（提示：diag） clear format long A=rand(3,3)A = 0.678735154857773 0.392227019534168 0.706046088019609 0.757740130578333 0.655477890177557 0.031832846377421 0.743132468124916 0.171186687811562 0.276922984960890 b=diag(A)b = 0.678735154857773 0.655477890177557 0.276922984960890 B=diag(b)B = 0.678735154857773 0 0 0 0.655477890177557 0 0 0 0.276922984960890 C=A-BC = 0 0.392227019534168 0.706046088019609 0.757740130578333 0 0.031832846377421 0.743132468124916 0.171186687811562 0三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細的實驗過程、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、掌握字符串數(shù)組的創(chuàng)建及操作方法。二、實驗內(nèi)容1、已知，分別取和一個矩陣，求在處的值。 p=2 -1 0 3; x=2; y=polyval(p,x)y = 15 x1=1 2;3 4; y1=polyval(p,x1)y1 = 4 15 48 1152、 有3個多項式試進行下列操作：求。（1） 求的根。 p1=1 2 4 0 5; p2=1 2; p3=1 2 3; R=conv(p2,p3)R = 1 4 7 6 p4=0 1 4 7 6 ;p5=p1+p4p5 = 1 3 8 7 11 r=roots(p5)r = -1.3840 + 1.8317i -1.3840 - 1.8317i -0.1160 + 1.4400i -0.1160 - 1.4400i（2） 當x取矩陣A的每一元素時，求P（x）的值。其中 A=-1 1.2 -1.4;0.75 2 3.5;0 5 2.5; y=polyval(p5,A)y = 1.0e+003 * 0.0100 0.0382 0.0125 0.0223 0.0970 0.4122 0.0110 1.2460 0.1644 （3） 當以矩陣A為自變量時，求P（x）的值。其中A的值與（3）相同。X=AX = -1.0000 1.2000 -1.4000 0.7500 2.0000 3.5000 0 5.0000 2.5000 Y=X4+3*X3+8*X2+7*X1+11Y = 1.0e+003 * 0.0076 -0.1172 -0.0665 0.1437 1.3900 1.1754 0.1934 1.7474 1.51983.用兩種方法建立如下的二維字符串數(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數(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符號表達式的創(chuàng)建2、熟練掌握符號表達式的代數(shù)運算3、掌握符號表達式的化簡和替換4、熟練掌握符號微積分5、熟練掌握符號方程的求解二、實驗內(nèi)容1. 創(chuàng)建符號表達式：。 （用兩種方式分別創(chuàng)建） f=sym(a*x3+b*x2+c*x+d) f = a*x3 + b*x2 + c*x + dsyms a b c d f=a*x3+b*x2+c*x+d f = a*x3 + b*x2 + c*x + d2. 創(chuàng)建符號矩陣。 A=sym(a*cos(x)+b*sin(y) 10+20;a*x2+b*y2+c*z2 sqrt(t*t+1) A = a*cos(x) + b*sin(y), 30 a*x2 + b*y2 + c*z2, (t2 + 1)(1/2)3. 已知表達式，計算當時的值；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) is not unique. ans = asin(1 - x)(1/2) finverse(g) ans = x/2 - 1/2 4. 符號函數(shù)，分別對、進行微分，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。syms x y a b c df=a*x3+b*y2+c*y+d; A=diff(f,x) A = 3*a*x2 B=diff(f,y) B = c + 2*b*y C=diff(f,c) C = y D=diff(f,d) D = 1 L=limit(a*x3+b*y2+c*y+d,y,1) L = a*x3 + 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。syms n;L=limit(symsum(1/2n,n,0,inf),n,inf) L = 26. 求定積分和不定積分。syms x; f=sqrt(x)/(1+x)2; int(f,x,1,inf) ans = pi/4 + 1/2 syms x y; q=x*exp(-x*y);I=int(q) I = -(x*y + 1)/(y2*exp(x*y) S=int(I) S = (x*y + 2)/(y3*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,x2+3*y2=28,x,y,z) x = 15/4 - 37(1/2)/4 37(1/2)/4 + 15/4 y = 37(1/2)/4 + 5/4 5/4 - 37(1/2)/4 z = 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的實驗代碼以及實驗結(jié)果，必要時標注代碼注釋，并按照實驗任務(wù)要求對結(jié)果進行分析。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 、實驗內(nèi)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90100分為A，8089分為B，7079分為C，6069分為D，60分以下為E。要求：（1） 用switch語句實現(xiàn)。（2） 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3、 建立56矩陣，要求輸出矩陣第n行元素。當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 = 2 3 5 6 7 8 9請輸入行數(shù)n: 6n = 6 4 6 8 9 0 3ans =Index exceeds matrix dimensions.三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細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、實驗內(nèi)容1.根據(jù)，求的近似值。當n分別取100、1 000、10 000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：（1）y0)length(find(f=0)length(find(f4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)間內(nèi)：（1）親密數(shù)對的對數(shù)；for n=2:50 f(n-1)=n*(n+1)-1;endb=isprime(f);c=find(b0)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、實驗內(nèi)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=x2.*exp(2*x),Fontsize,15);2、已知完成下列操作：（1）在同一坐標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,:); hold on hf=plot(x,y2,color,g,linestyle,-); hf=plot(x,y3,color,b,linestyle,-.);（3） 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6x30，15y x,y=meshgrid(x,y); z=2*x+5*y; k=find(z=126); x(k),y(k)ans = 8 13 18 23ans = 22 20 18 16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0，2p區(qū)間上的圖形，要求如下1）sin(x)和cos(x)圖形分別用紅色的點劃線和綠色星號打印；2）坐標軸的窗口大小范圍設(shè)為-1，7-1.5.1.5；3）分別給x軸和y軸加上標注說明，圖形加上名稱；4）給出圖例說明標注；5）在（3.3,1.1）處標上文字sin(x)，用鼠標在cos(x)曲線的某點處標上文字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(independent variable X);ylabel(independent variable Y);legend(sin(x)曲線,cos(x)曲線);text(3.3,1.1,sin(x);gtext(cos(x) grid on三、實驗報告及要求實驗報告給出詳細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)果進行分析。實驗七 Matlab界面設(shè)計一、實驗?zāi)康?.熟悉MATLAB GUIDE中的控件和菜單編輯；2.掌握使用GUIDE向?qū)нM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、實驗內(nèi)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，而且在按下鼠標器的左鍵之后顯示出Left Button Pressed字樣。function figure1_WindowButtonDownFcn(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to figure1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)axis offtext(0,0,Left Button Pressed)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。function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)str=get(handles.pushbutton4,string);str=strcat(get(handles.edit1,string),str);set(handles.edit1,string,str);function add_Callback(hObject, eventdata, handles)global num1 calculat_typestr=get(handles.edit1,string);num1=str2num(str);set(handles.edit1,string,);calculat_type=1;function sub_Callback(hObject, eventdata