MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用(劉衛(wèi)國編)課后實驗答案

1、實驗一 MATLAB運算基礎(chǔ)1. 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。(1) (2) ，其中(3) (4) ，其中t=0:0.5:2.5解：M文件:z1=2*sin(85*pi/180)/(1+exp(2)x=2 1+2*i;-.45 5;z2=1/2*log(x+sqrt(1+x2) a=-3.0:0.1:3.0;z3=(exp(0.3.*a)-exp(-0.3.*a)./2.*sin(a+0.3)+log(0.3+a)./2)t=0:0.5:2.5;z4=(t>=0&t<1).*(t.2)+(t>=1&t<2).

2、*(t.2-1)+(t>=2&t<3) .*(t.2-2*t+1)運算結(jié)果：z1=2*sin(85*pi/180)/(1+exp(2)x=2 1+2*i;-.45 5;z2=1/2*log(x+sqrt(1+x2) a=-3.0:0.1:3.0;z3=(exp(0.3.*a)-exp(-0.3.*a)./2.*sin(a+0.3)+log(0.3+a)./2)t=0:0.5:2.5;z4=(t>=0&t<1).*(t.2)+(t>=1&t<2).*(t.2-1)+(t>=2&t<3) .*(t.2-2*t+1)z1

3、 = 0.2375z2 = 0.7114 - 0.0253i 0.8968 + 0.3658i 0.2139 + 0.9343i 1.1541 - 0.0044iz3 = Columns 1 through 4 0.7388 + 3.1416i 0.7696 + 3.1416i 0.7871 + 3.1416i 0.7913 + 3.1416i Columns 5 through 8 0.7822 + 3.1416i 0.7602 + 3.1416i 0.7254 + 3.1416i 0.6784 + 3.1416i Columns 9 through 12 0.6196 + 3.1416i

4、0.5496 + 3.1416i 0.4688 + 3.1416i 0.3780 + 3.1416i Columns 13 through 16 0.2775 + 3.1416i 0.1680 + 3.1416i 0.0497 + 3.1416i -0.0771 + 3.1416i Columns 17 through 20 -0.2124 + 3.1416i -0.3566 + 3.1416i -0.5104 + 3.1416i -0.6752 + 3.1416i Columns 21 through 24 -0.8536 + 3.1416i -1.0497 + 3.1416i -1.270

5、1 + 3.1416i -1.5271 + 3.1416i Columns 25 through 28 -1.8436 + 3.1416i -2.2727 + 3.1416i -2.9837 + 3.1416i -37.0245 Columns 29 through 32 -3.0017 -2.3085 -1.8971 -1.5978 Columns 33 through 36 -1.3575 -1.1531 -0.9723 -0.8083 Columns 37 through 40 -0.6567 -0.5151 -0.3819 -0.2561 Columns 41 through 44 -

6、0.1374 -0.0255 0.0792 0.1766 Columns 45 through 48 0.2663 0.3478 0.4206 0.4841 Columns 49 through 52 0.5379 0.5815 0.6145 0.6366 Columns 53 through 56 0.6474 0.6470 0.6351 0.6119 Columns 57 through 60 0.5777 0.5327 0.4774 0.4126 Column 61 0.3388 z4 = 0 0.2500 0 1.2500 1.0000 2.25002. 已知：求下列表達(dá)式的值：(1)

7、 A+6*B和A-B+I（其中I為單位矩陣）(2) A*B和A.*B(3) A3和A.3(4) A/B及BA(5) A,B和A(1,3,:);B2解： M 文件：A=12 34 -4;34 7 87;3 65 7;B=1 3 -1;2 0 3;3 -2 7; A+6.*B A-B+eye(3) A*B A.*B A3 A.3 A/B BA A,B A(1,3,:);B2運算結(jié)果：A=12 34 -4;34 7 87;3 65 7;B=1 3 -1;2 0 3;3 -2 7; A+6.*B A-B+eye(3) A*B A.*B A3 A.3 A/B BA A,B A(1,3,:);B2ans

8、= 18 52 -10 46 7 105 21 53 49ans = 12 31 -3 32 8 84 0 67 1ans = 68 44 62 309 -72 596 154 -5 241ans = 12 102 4 68 0 261 9 -130 49ans = 37226 233824 48604 247370 149188 600766 78688 454142 118820ans = 1728 39304 -64 39304 343 658503 27 274625 343ans = 16.4000 -13.6000 7.6000 35.8000 -76.2000 50.2000 6

9、7.0000 -134.0000 68.0000ans = 109.4000 -131.2000 322.8000 -53.0000 85.0000 -171.0000 -61.6000 89.8000 -186.2000ans = 12 34 -4 1 3 -1 34 7 87 2 0 3 3 65 7 3 -2 7ans = 12 34 -4 3 65 7 4 5 1 11 0 19 20 -5 403. 設(shè)有矩陣A和B(1) 求它們的乘積C。(2) 將矩陣C的右下角3×2子矩陣賦給D。(3) 查看MATLAB工作空間的使用情況。解：. 運算結(jié)果：E=(reshape(1:1:2

10、5,5,5)'F=3 0 16;17 -6 9;0 23 -4;9 7 0;4 13 11;C= E*FH=C(3:5,2:3)C = 93 150 77 258 335 237 423 520 397 588 705 557 753 890 717H = 520 397 705 557 890 7174. 完成下列操作：(1) 求100,999之間能被21整除的數(shù)的個數(shù)。(2) 建立一個字符串向量，刪除其中的大寫字母。 解：(1) 結(jié)果：m=100:999;n=find(mod(m,21)=0);length(n)ans = 43(2). 建立一個字符串向量 例如：ch='A

11、BC123d4e56Fg9'則要求結(jié)果是：ch='ABC123d4e56Fg9'k=find(ch>='A'&ch<='Z');ch(k)=ch =123d4e56g9實驗二 MATLAB矩陣分析與處理1. 設(shè)有分塊矩陣，其中E、R、O、S分別為單位矩陣、隨機(jī)矩陣、零矩陣和對角陣，試通過數(shù)值計算驗證。解: M文件如下；輸出結(jié)果：S = 1 0 0 2A = 1.0000 0 0 0.5383 0.4427 0 1.0000 0 0.9961 0.1067 0 0 1.0000 0.0782 0.9619 0 0 0 1

12、.0000 0 0 0 0 0 2.0000a = 1.0000 0 0 1.0767 1.3280 0 1.0000 0 1.9923 0.3200 0 0 1.0000 0.1564 2.8857 0 0 0 1.0000 0 0 0 0 0 4.0000ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0由ans,所以2. 產(chǎn)生5階希爾伯特矩陣H和5階帕斯卡矩陣P，且求其行列式的值Hh和Hp以及它們的條件數(shù)Th和Tp，判斷哪個矩陣性能更好。為什么？解：M文件如下：輸出結(jié)果：H = 1.0000 0.5000 0.3333 0.25

13、00 0.2000 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 0.1111P = 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 1 3 6 10 15 1 4 10 20 35 1 5 15 35 70Hh = 3.7493e-012Hp = 1Th = 4.7661e+005Tp = 8.5175e+003因為它們的條件數(shù)Th>>Tp,所以pascal矩陣性能更好。

14、3. 建立一個5×5矩陣，求它的行列式值、跡、秩和范數(shù)。解： M文件如下：輸出結(jié)果為：A = 17 24 1 8 15 23 5 7 14 16 4 6 13 20 22 10 12 19 21 3 11 18 25 2 9d = 5070000t = 65c1 = 6.8500c2 = 5.4618cinf = 6.85004. 已知求A的特征值及特征向量，并分析其數(shù)學(xué)意義。解：M文件如圖：輸出結(jié)果為：V = 0.7130 0.2803 0.2733 -0.6084 -0.7867 0.8725 0.3487 0.5501 0.4050D = -25.3169 0 0 0 -10.

15、5182 0 0 0 16.8351數(shù)學(xué)意義：V的3個列向量是A的特征向量，D的主對角線上3個是A的特征值，特別的，V的3個列向量分別是D的3個特征值的特征向量。5. 下面是一個線性方程組：(1) 求方程的解。(2) 將方程右邊向量元素b3改為0.53再求解，并比較b3的變化和解的相對變化。(3) 計算系數(shù)矩陣A的條件數(shù)并分析結(jié)論。解： M文件如下：輸出結(jié)果：X = 1.2000 0.6000 0.6000X2 = 1.2000 0.6000 0.6000C = 1.3533e+003由結(jié)果，X和X2的值一樣，這表示b的微小變化對方程解也影響較小，而A的條件數(shù)算得較小，所以數(shù)值穩(wěn)定性較好，A是

16、較好的矩陣。6. 建立A矩陣，試比較sqrtm(A)和sqrt(A)，分析它們的區(qū)別。解：M文件如下：運行結(jié)果有：A = 16 6 18 20 5 12 9 8 5b1 = 3.8891 -0.1102 3.2103 3.2917 2.1436 0.3698 0.3855 2.0760 1.7305b2 = 4.0000 2.4495 4.2426 4.4721 2.2361 3.4641 3.0000 2.8284 2.2361b = 16.0000 6.0000 18.0000 20.0000 5.0000 12.0000 9.0000 8.0000 5.0000分析結(jié)果知：sqrtm(A

17、)是類似A的數(shù)值平方根（這可由b1*b1=A的結(jié)果看出），而sqrt(A)則是對A中的每個元素開根號，兩則區(qū)別就在于此。實驗三 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. 求分段函數(shù)的值。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。解：M文件如下：運算結(jié)果有：f(-5)y = 14>> f(-3)y = 11>> f(1)y = 2>> f(2)y

18、 = 1>> f(2.5)y = -0.2500>> f(3)y = 5>> f(5)y = 192. 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分100分為A，80分89分為B，79分79分為C，60分69分為D，60分以下為E。要求：(1) 分別用if語句和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)輸出出錯信息。解：M文件如下試算結(jié)果：score=88grade =Bscore=123錯誤：輸入的成績不是百分制成績3. 硅谷公司員工的工資計算方法如下：(1) 工作時數(shù)超過120小時者，超過部

19、分加發(fā)15%。(2) 工作時數(shù)低于60小時者，扣發(fā)700元。(3) 其余按每小時84元計發(fā)。試編程按輸入的工號和該號員工的工時數(shù)，計算應(yīng)發(fā)工資。解：M文件下4. 設(shè)計程序，完成兩位數(shù)的加、減、乘、除四則運算，即產(chǎn)生兩個兩位隨機(jī)整數(shù)，再輸入一個運算符號，做相應(yīng)的運算，并顯示相應(yīng)的結(jié)果。解：M文件如下；運算結(jié)果例：a = 38b = 33輸入一個運算符:c =falsea = 92b = 40輸入一個運算符:+c = 1325. 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。解：M文件如下：運算結(jié)果如下：輸入一個5行6列矩陣

20、A=1 2 3 4 5 5;2 3 4 5 7 6;2 2 2 2 2 3;11 2 3 9 7 3;2 3 4 5 6 7輸入一正整數(shù)n=4 11 2 3 9 7 3輸入一個5行6列矩陣A=1 2 3 4 5 5;2 3 4 5 7 6;2 2 2 2 2 3;11 2 3 9 7 3;2 3 4 5 6 7輸入一正整數(shù)n=6 2 3 4 5 6 7ans =Error using => dispToo many input arguments.實驗四 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

21、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(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)。解：M文件如下：運行結(jié)果如下：K>> %循環(huán)結(jié)構(gòu)計算pi值y=0;n=input('n=');for i=1:n y=y+1/i/i;endpi=sqrt(6*y)n=100pi = 3.1321n=1000pi = 3.1406n=10000pi =3.1415%向量方法計算Pi值n=input('n=');i=1./(1:n).2;s=sum(i);pi=sqrt(6*s)

22、n=100pi = 3.1321n=1000pi = 3.1406n=10000pi =3.14152. 根據(jù)，求：(1) y<3時的最大n值。(2) 與(1)的n值對應(yīng)的y值。解：M文件如下：運行結(jié)果如下：K>> y=0;n=0;while y<3 n=n+1; y=y+1/(2*n-1); endynif y>3 n=n-1;endny = 3.0033n = 57n = 563. 考慮以下迭代公式：其中a、b為正的學(xué)數(shù)。(1) 編寫程序求迭代的結(jié)果，迭代的終止條件為|xn+1-xn|10-5，迭代初值x0=1.0，迭代次數(shù)不超過500次。(2) 如果迭代過程

23、收斂于r，那么r的準(zhǔn)確值是，當(dāng)(a,b)的值取(1,1)、(8,3)、(10,0.1)時，分別對迭代結(jié)果和準(zhǔn)確值進(jìn)行比較。解：M文件如下：運算結(jié)果如下；請輸入正數(shù)a=1請輸入正數(shù)b=1x = 0.6180r = 0.6180 -4.7016r = 0.6180 -1.6180s = -0.0000 -2.2361請輸入正數(shù)a=8請輸入正數(shù)b=3x = 1.7016r = 1.7016 -1.6180r = 1.7016 -4.7016s =0.0 -6.4031請輸入正數(shù)a=10請輸入正數(shù)b=0.1x = 3.1127r = 3.1127 -4.7016r = 3.1127 -3.2127s

24、= -0.0000 -6.32544. 已知求f1f100中：(1) 最大值、最小值、各數(shù)之和。(2) 正數(shù)、零、負(fù)數(shù)的個數(shù)。解：M文件以下是運算結(jié)果：max(f)=437763282635min(f)=-899412113528sum(f)=-742745601951c1=49c2=2c3=495. 若兩個連續(xù)自然數(shù)的乘積減1是素數(shù)，則稱這兩個邊疆自然數(shù)是親密數(shù)對，該素數(shù)是親密素數(shù)。例如，2×3-1=5，由于5是素數(shù)，所以2和3是親密數(shù)，5是親密素數(shù)。求2,50區(qū)間內(nèi)：(1) 親密數(shù)對的對數(shù)。(2) 與上述親密數(shù)對對應(yīng)的所有親密素數(shù)之和。解：M文件：運算結(jié)果為：j = 29s =

25、23615實驗五 函數(shù)文件一、實驗?zāi)康?. 理解函數(shù)文件的概念。2. 掌握定義和調(diào)用MATLAB函數(shù)的方法。二、實驗內(nèi)容1. 定義一個函數(shù)文件，求給定復(fù)數(shù)的指數(shù)、對數(shù)、正弦和余弦，并在命令文件中調(diào)用該函數(shù)文件。解：M文件如下：函數(shù)fushu.M文件：function e,l,s,c = fushu(z)%fushu 復(fù)數(shù)的指數(shù)，對數(shù)，正弦，余弦的計算%e 復(fù)數(shù)的指數(shù)函數(shù)值%l 復(fù)數(shù)的對數(shù)函數(shù)值%s 復(fù)數(shù)的正弦函數(shù)值%c 復(fù)數(shù)的余弦函數(shù)值e=exp(z);l=log(z);s=sin(z);c=cos(z);命令文件M：z=input('請輸入一個復(fù)數(shù)z=');a,b,c,d=f

26、ushu(z)運算結(jié)果如下：z=input('請輸入一個復(fù)數(shù)z=');a,b,c,d=fushu(z)請輸入一個復(fù)數(shù)z=1+ia = 1.4687 + 2.2874ib = 0.3466 + 0.7854ic = 1.2985 + 0.6350id = 0.8337 - 0.9889i2. 一物理系統(tǒng)可用下列方程組來表示：從鍵盤輸入m1、m2和的值，求a1、a2、N1和N2的值。其中g(shù)取9.8，輸入時以角度為單位。要求：定義一個求解線性方程組AX=B的函數(shù)文件，然后在命令文件中調(diào)用該函數(shù)文件。解： M文件函數(shù)fc.M文件:function X= fc(A,B)%fc fc是求解

27、線性方程的函數(shù)%A A是未知矩陣的系數(shù)矩陣X=AB； 命令M文件：clc;m1=input('輸入m1=');m2=input('輸入m2=');theta=input('輸入theta=');x=theta*pi/180;g=9.8;A=m1*cos(x) -m1 -sin(x) 0 m1*sin(x) 0 cos(x) 0 0 m2 -sin(x) 0 0 0 -cos(x) 1;B=0;m1*g;0;m2*g;X=fc(A,B) 運算結(jié)果：輸入m1=1輸入m2=1輸入theta=30X = 7.8400 3.3948 6.7896 15.6

28、800 3. 一個自然數(shù)是素數(shù)，且它的數(shù)字位置經(jīng)過任意對換后仍為素數(shù)。例如13是絕對素數(shù)。試求所有兩位絕對素數(shù)。要求：定義一個判斷素數(shù)的函數(shù)文件。解：M文件：函數(shù)prime.m文件function p = prime(p)% 輸入p的范圍，找出其中的素數(shù)m=p(length(p);for i=2:sqrt(m) n=find(rem(p,i)=0&p=i); p(n)=; %將p中能被i整除，而卻不等于i的元素，即下標(biāo)為n的元素剔除，其余的即為素數(shù)endp;命令文件：clc;p=10:99;p=prime(p); %找出10到99內(nèi)的所有素數(shù)p=10*rem(p,10)+(p-rem(

29、p,10)/10; %將p素數(shù)矩陣每個元素個位十位調(diào)換順序p=prime(p) %再對對換后的素數(shù)矩陣找出所有的素數(shù)運算結(jié)果：p = 11 31 71 13 73 17 37 97 794. 設(shè)，編寫一個MATLAB函數(shù)文件fx.m，使得調(diào)用f(x)時，x可用矩陣代入，得出的f(x)為同階矩陣。解：函數(shù)fx.m文件：function f= fx(x)%fx fx求算x矩陣下的f(x)的函數(shù)值A(chǔ)=0.1+(x-2).2;B=0.01+(x-3).4;f=1./A+1./B;命令文件：clc;x=input('輸入矩陣x=');f=fx(x)運算結(jié)果：>> x=inpu

30、t('輸入矩陣x=');f=fx(x)輸入矩陣x=7 2;12 5f = 0.0437 10.9901 0.0101 0.17245. 已知(1) 當(dāng)f(n)=n+10ln(n2+5)時，求y的值。(2) 當(dāng)f(n)=1×2+2×3+3×4+.+n×(n+1)時，求y的值。解：(1)函數(shù)f.m文件:function f=f(x)f=x+10*log(x2+5);命令文件：clc;n1=input('n1=');n2=input('n2=');n3=input('n3=');y1=f(n1);

31、y2=f(n2);y3=f(n3);y=y1/(y2+y3)運算結(jié)果如下：n1=40n2=30n3=20y = 0.6390(2).函數(shù)g.m文件function s= g(n)for i=1:ng(i)=i*(i+1);ends=sum(g);命令文件：clc;n1=input('n1=');n2=input('n2=');n3=input('n3=');y1=g(n1);y2=g(n2);y3=g(n3);y=y1/(y2+y3)運算結(jié)果如下：n1=40n2=30n3=20y = 1.7662實驗六 高層繪圖操作一、實驗?zāi)康?. 掌握繪制二維

32、圖形的常用函數(shù)。2. 掌握繪制三維圖形的常用函數(shù)。3. 掌握繪制圖形的輔助操作。二、實驗內(nèi)容1. 設(shè)，在x=02區(qū)間取101點，繪制函數(shù)的曲線。解：M文件如下：clc;x=linspace(0,2*pi,101);y=(0.5+3*sin(x)./(1+x.2);plot(x,y)運行結(jié)果有：2. 已知y1=x2，y2=cos(2x)，y3=y1×y2，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。(2) 以子圖形式繪制三條曲線。(3) 分別用條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖繪制三條曲線。解：（1） M文件：clc;x=-pi:pi/100:pi;y1=x.2;y2

33、=cos(2*x);y3=y1.*y2;plot(x,y1,'b-',x,y2,'r:',x,y3,'k-')運行結(jié)果：（2）M文件：clc;x=-pi:pi/100:pi;y1=x.2;y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;subplot(1,3,1);plot(x,y1,'b-');title('y1=x2');subplot(1,3,2);plot(x,y2,'r:');title('y2=cos(2x)');subplot(1,3,3);plot(x,y3,'k

34、-');title('y3=y1*y2');.運行結(jié)果：（3）M文件：clc;x=-pi:pi/100:pi;y1=x.2;y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;subplot(2,2,1);plot(x,y1,'b-',x,y2,'r:',x,y3,'k-');subplot(2,2,2);bar(x,y1,'b');title('y1=x2');subplot(2,2,3);bar(x,y2,'r'); title('y2=cos(2x)');sub

35、plot(2,2,4);bar(x,y3,'k');title('y3=y1*y2');由上面的M文件，只要依次將“bar”改為“stairs”、“stem”、“fill”,再適當(dāng)更改區(qū)間取的點數(shù)，運行程序即可，即有下面的結(jié)果：3. 已知在-5x5區(qū)間繪制函數(shù)曲線。解：M文件：clc;x=-5:0.01:5;y=(x+sqrt(pi)/(exp(2).*(x<=0)+0.5*log(x+sqrt(1+x.2).*(x>0);plot(x,y)運行結(jié)果：由圖可看出，函數(shù)在零點不連續(xù)。4. 繪制極坐標(biāo)曲線=asin(b+n)，并分析參數(shù)a、b、n對曲線形

36、狀的影響。解：M文件如下：clc;theta=0:pi/100:2*pi;a=input('輸入a=');b=input('輸入b=');n=input('輸入n=');rho=a*sin(b+n*theta);polar(theta,rho,'m')采用控制變量法的辦法，固定兩個參數(shù)，變動第三個參數(shù)觀察輸出圖象的變化。分析結(jié)果：由這8個圖知道， 當(dāng)a,n固定時，圖形的形狀也就固定了，b只影響圖形的旋轉(zhuǎn)的角度;當(dāng)a,b固定時，n只影響圖形的扇形數(shù)，特別地，當(dāng)n是奇數(shù)時，扇葉數(shù)就是n,當(dāng)是偶數(shù)時，扇葉數(shù)則是2n個;當(dāng)b,n固定時，a

37、影響的是圖形大小，特別地，當(dāng)a是整數(shù)時，圖形半徑大小就是a。5. 繪制函數(shù)的曲線圖和等高線。其中x的21個值均勻分布-5，5范圍，y的31個值均勻分布在0，10，要求使用subplot(2,1,1)和subplot(2,1,2)將產(chǎn)生的曲面圖和等高線圖畫在同一個窗口上。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.2+y.2)/4);subplot(2,1,1);surf(x,y,z);title('曲面圖');subplot(2

38、,1,2);surfc(x,y,z);title('等高線圖');運行結(jié)果：6. 繪制曲面圖形，并進(jìn)行插值著色處理。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);subplot(2,2,1);mesh(x,y,z);title('未著色的圖形');subplot(2,2,2);surf(x,y,z);title('shading faceted（缺省）');subplot(2,2,3)

39、;surf(x,y,z);shading flat;title('shading flat');subplot(2,2,4);surf(x,y,z);shading interp;title('shading interp'); 運行結(jié)果有：實驗七 低層繪圖操作二、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(biāo)器的左鍵之后顯示出Left Button Pressed字樣。解：M文件如下：clc;hf=figure('color',1 0 0,. 'WindowButtonDownFcn

40、9;,'disp(''Left Button Pressed.'')'); 運行結(jié)果：左擊鼠標(biāo)后：2. 先利用默認(rèn)屬性繪制曲線y=x2e2x，然后通過圖形句柄操作來改變曲線的顏色、線型和線寬，并利用文件對象給曲線添加文字標(biāo)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,'linestyle','-',. 'linewidth',2);text(1.5,1.52*exp(2*1.

41、5),'leftarrow x2exp(2x)','fontsize',9);運行結(jié)果:3. 利用曲面對象繪制曲面v(x,t)=10e-0.01xsin(2000t-0.2x+)。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'

42、;);grid on;xlabel('x-axis'); ylabel('y-axis');zlabel('z-axis');title('mesh-surf');pause %按任意鍵繼續(xù)set(hs,'FaceColor','flat');text(0,0,0,'曲面');運行結(jié)果：按任意鍵繼續(xù)：4. 以任意位置子圖形式繪制出正弦、余弦、正切和余切函數(shù)曲線。5. 生成一個圓柱體，并進(jìn)行光照和材質(zhì)處理。 解：M文件：x,y,z=cylinder(3,500); %cylinder是

43、生成柱體的函數(shù)surf(x,y,z);title('圓柱體的光照和材料處理');Xlabel('X-axis');Ylabel('Y-axis');Zlabel('Z-axis');axis(-5,5,-5,5,0,1)grid off;light('Color','r','Position',-4,0,0,'style','infinite');shading interp;material shiny;view(0,10);lighting pho

44、ng;axis off; 運行結(jié)果：實驗八 數(shù)據(jù)處理與多項式計算一、實驗?zāi)康?. 掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的方法。2. 掌握數(shù)值插值與曲線擬合的方法及其應(yīng)用。3. 掌握多項式的常用運算。二、實驗內(nèi)容1. 利用MATLAB提供的rand函數(shù)生成30000個符合均勻分布的隨機(jī)數(shù)，然后檢驗隨機(jī)數(shù)的性質(zhì)：(1) 均值和標(biāo)準(zhǔn)方差。(2) 最大元素和最小元素。(3) 大于0.5的隨機(jī)數(shù)個數(shù)占總數(shù)的百分比。解：M文件:clc;x=rand(1,30000);mu=mean(x) %求這30000個均勻分布隨機(jī)數(shù)的平均值sig=std(x) %求其標(biāo)準(zhǔn)差1y=length(find(x>0.5); %找出大于

45、0.5數(shù)的個數(shù)p=y/30000 %大于0.5的所占百分比運行結(jié)果：mu = 0.499488553231043sig = 0.288599933559786p = 0.4994000000000002. 將100個學(xué)生5門功課的成績存入矩陣P中，進(jìn)行如下處理：(1) 分別求每門課的最高分、最低分及相應(yīng)學(xué)生序號。(2) 分別求每門課的平均分和標(biāo)準(zhǔn)方差。(3) 5門課總分的最高分、最低分及相應(yīng)學(xué)生序號。(4) 將5門課總分按從大到小順序存入zcj中，相應(yīng)學(xué)生序號存入xsxh。提示：上機(jī)調(diào)試時，為避免輸入學(xué)生成績的麻煩，可用取值范圍在45,95之間的隨機(jī)矩陣來表示學(xué)生成績。解：M文件：clc;t=

46、45+50*rand(100,5);P=fix(t); %生成100個學(xué)生5門功課成績x,l=max(P) %x為每門課最高分行向量,l為相應(yīng)學(xué)生序號y,k=min(P)%y為每門課最低分行向列,k為相應(yīng)學(xué)生序號mu=mean(P) %每門課的平均值行向量sig=std(P) %每門課的標(biāo)準(zhǔn)差行向量s=sum(P,2) %5門課總分的列向量X,m=max(s)%5門課總分的最高分X與相應(yīng)學(xué)生序號mY,n=min(s)%5門課總分的最低分Y與相應(yīng)學(xué)生序號nzcj,xsxh=sort(s) %zcj為5門課總分從大到小排序，相應(yīng)學(xué)生序號xsxh 運行結(jié)果：3. 某氣象觀測得某日6:0018:00之

47、間每隔2h的室內(nèi)外溫度（0C）如實驗表1所示。實驗表1 室內(nèi)外溫度觀測結(jié)果（0C）時間h 6 8 10 12 14 16 18室內(nèi)溫度t1 18.0 20.0 22.0 25.0 30.0 28.0 24.0室外溫度t2 15.0 19.0 24.0 28.0 34.0 32.0 30.0試用三次樣條插值分別求出該日室內(nèi)外6:3018:30之間每隔2h各點的近似溫度（0C）。解：M文件：clc;h=6:2:18;t1=18.0 20.0 22.0 25.0 30.0 28.0 24.0;t2=15.0 19.0 24.0 28.0 34.0 32.0 30.0;T1=interp1(h,t1,'spline')%室內(nèi)的3次樣條插值溫度T2=interp1(h,t2,'spline')%室外的3次樣條插值溫度 運行結(jié)果：T1 = Columns 1 through 3 40.000000000000703 44.000000000001130 48.000000000001705 Columns 4 through 6 54.000000000002885 64.000000000005883 60.0000000