matlab實驗指導(dǎo)書電信

第頁實驗一運算基礎(chǔ)及矩陣分析及處理一實驗?zāi)康?．熟悉啟動和退出的方法。2．熟悉命令窗口的組成。3．掌握建立矩陣的方法。4．掌握各種表達式的書寫規(guī)則以及常用函數(shù)的使用。5.掌握生成特殊矩陣的方法。6.掌握矩陣分析的方法。7.用矩陣求逆解線性方程組。二實驗儀器和設(shè)備裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理是以復(fù)雜矩陣作為基本編程單元的一種程序設(shè)計語言。它提供了各種矩陣的運算及操作，并有較強的繪圖功能。1.1基本規(guī)則1.1.1一般命令格式為[輸出參數(shù)1，輸出參數(shù)2，……]=（命令名）（輸入?yún)?shù)1，輸入?yún)?shù)2，……）輸出參數(shù)用方括號，輸入?yún)?shù)用圓括號如果輸出參數(shù)只有一個可不使用括號。1.1.2%后面的任意內(nèi)容都將被忽略，而不作為命令執(zhí)行，一般用于為代碼加注釋。1.1.3可用↑、↓鍵來重現(xiàn)已輸入的數(shù)據(jù)或命令。用←、→鍵來移動光標(biāo)進行修改。所有命令都用小寫字母。大寫字母和小寫字母分別表示不同的變量。常用預(yù)定義變量，如、、、矩陣的輸入要一行一行的進行，每行各元素用空格或“，”分開，每行用“；”分開。如書寫格式為[123；456；789]在中運行如下程序可得到A矩陣[123;456;789]a=1234567891.1.7需要顯示命令的計算結(jié)果時，則語句后面不加“；”號，否則要加“；”號。運行下面兩種格式可以看出它們的區(qū)別：[123;456;789][123;456;789];123不顯示結(jié)果4567891.1.8當(dāng)輸入語句過長需要換行時，應(yīng)加上“…”后再回車，則可續(xù)行輸入。1.2文件管理常用命令1.2.1幫助（）命令有很多命令，因此很不容易記憶。使用命令可以得到有關(guān)命令的屏幕幫助信息。如在環(huán)境下直接運行命令就會在屏幕上給出的基本命令以及相關(guān)的工具箱軟件命令（請自行驗證）。而下面的格式可以得到指定命令的幫助信息，和詳細說明。命令名命令該命令存儲定義的變量或演算結(jié)果，也可以用來存儲指定的變量。命令格式為文件名[變量名表][][]1.2.3該命令可以在當(dāng)目錄下顯示文件和數(shù)據(jù)文件1.2.4顯示當(dāng)前目錄下的所有文件.命令如果輸入abc，則表示清除工作空間中指定變量；如果僅僅輸入命令，則清除整個工作空間。矩陣運算具有強大的矩陣運算功能,這里我們只作簡單介紹.在中表示一個矢量要用方括號，而列矢量的輸入只需在行矢量輸入格式基礎(chǔ)上加轉(zhuǎn)置符“’”即可。如[123;456]x=123456而[123;456]'(加轉(zhuǎn)置符)x=142536下面三條命令可以產(chǎn)生一個行矢量第一條命令可以在線性空間產(chǎn)生一個值在x至y之間間隔點數(shù)為n的行矢量(一組數(shù)據(jù))。其行矢量的起始值是x,終值為y,點數(shù)為n。第二條命令可以在對數(shù)空間產(chǎn)生一個值在10x至10y之間等間隔的行矢量(一組數(shù)據(jù))。第三條命令產(chǎn)生x至y步長為n的行矢量。但是,三個命令之間存在差別，下面的例子可以說明這一點。例1(0,5,6)x=110100100010000100000例2(0,10,11)x=012345678910例3[0:1:10]x=012345678910通過上面三個例子可以看出例一,例二中n代表選取的點數(shù)。而在例三中n則表示步長.注意它們的區(qū)別。矩陣的加,減,乘,除等,和其它語言書寫一樣。但要注意的是在運算符前面加有“.”則表示是數(shù)組運算，為對應(yīng)元素的相應(yīng)操作。例4請注意下面的不同情況.[12;34];[22;22];*b.*bc=c=6624141468c=c=1.0015*0.50001.0000-2.25182.25181.50002.0000-2.25182.25181.4常見數(shù)學(xué)函數(shù)函數(shù)名數(shù)學(xué)計算功能函數(shù)名數(shù)學(xué)計算功能（x）實數(shù)的絕對值或復(fù)數(shù)的幅值（x）對x朝-∞方向取整（x）反余弦（m，n）求正整數(shù)m和n的最大公約數(shù)（x）反雙曲余弦（x）求復(fù)數(shù)x的虛部（x）在四象限內(nèi)求復(fù)數(shù)x的相角（m，n）求正整數(shù)m和n的最小公倍數(shù)（x）反正弦（x）自然對數(shù)（以為底數(shù)）（x）反雙曲正弦10（x）常用對數(shù)（以10為底數(shù)）（x）反正切（x）求復(fù)數(shù)x的實部2（）在四象限內(nèi)求反正切（m，n）求正整數(shù)m和n的之余數(shù)（x）反雙曲正切（x）對x四舍五入到最接近的整數(shù)（x）對x朝+∞方向取整（x）符號函數(shù)：求出x的符號（x）求復(fù)數(shù)x的共軛復(fù)數(shù)（x）正弦（x）余弦（x）反雙曲正弦（x）雙曲余弦（x）求實數(shù)x的平方根：（x）指數(shù)函數(shù)（x）正切（x）對x朝原點方向取整（x）雙曲正切例5：輸入[-4.85-2.3-0.21.34.566.75]，則：(x)=-4-20257(x)=-4-20146(x)=-5-3-1146(x)=-5-201571.5關(guān)系及邏輯運算1.5<小于,>大于,等于<=小于等于,>=大于等于,不等于對于復(fù)數(shù)””和””既比較實部也比較虛部,而其它運算僅比較實部。例6比較[5:1:15]及[12887101211131415]中的對應(yīng)元素是否相同,則運行下面程序[5:1:15];[12887101211131415];y=00010100111有三個邏輯運算符.&邏輯及|邏輯或~邏輯非在矩陣運算中,以上命令是將兩個矩陣中的對應(yīng)元素進行運算,得到的結(jié)果是具有同樣元素的矩陣。例7分別對下面兩個矩陣進行邏輯運算.[01;10];[00;10];001001101001在進行混合運算時,其順序為:算術(shù)運算→關(guān)系比較→邏輯運算例8計算>y時,程序首先執(zhí)行運算,然后將相加結(jié)果及y比較,最后將比較結(jié)果和x作及運算，運行結(jié)果如下。[01;10];[00;10];>y0110四實驗內(nèi)容和步驟熟悉語言編程環(huán)境。在這一環(huán)境中，系統(tǒng)提供了許多編寫，調(diào)試和執(zhí)行程序的便利工具。熟悉變量、基本數(shù)學(xué)函數(shù)使用，矩陣操作練習(xí)，主要包括矩陣的建立，算數(shù)運算，邏輯運算和關(guān)系運算。先求下列表達式的值，然后顯示工作空間的使用情況并保存全部變量。（1）（2），其中（3）2，已知，求下列表達式的值：6*B和A—(其中I為單位矩陣)A*B和A.*BA^3和A.^3和B\A[]和[A([1,3],:)^2]3,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）查看工作空間的使用情況。4.求[100,999]之間能被21整除的數(shù)的個數(shù)。提示：先利用冒號表達式，再利用和函數(shù)。5.下面是一個線性方程組：[1/21/31/4;1/31/41/5;1/41/51/6][x1x2x3]’=[0.950.670.52]’。（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。[1/21/31/4;1/31/41/5;1/41/51/6];>>[0.950.670.52]';>>(A)*bx=1.20000.60000.6000>>b2=[0.950.670.53]';>>x2(A)*b2x2=3.0000-6.60006.6000五寫出實驗總結(jié)報告實驗二選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計一、實驗?zāi)康恼莆战⒑蛨?zhí)行M文件的方法。掌握利用語句實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的方法。掌握利用語句實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)的方法。二、實驗環(huán)境1．計算機2．裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理1)語句語句的常使用三種形式為：(1)邏輯表達式(3)邏輯表達式1語句體語句體1邏輯表達式2語句體2(2)邏輯表達式1邏輯表達式3語句體1…語句體2語句體n2)分支語句：表達式（標(biāo)量或字符串）值1語句體1值2語句體2語句體n說明：當(dāng)表達式不是“”所列值時，執(zhí)行語句體。四、實驗內(nèi)容1.求下列分段函數(shù)的值。要求：用語句實現(xiàn)，分別輸出-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，可以是向量。2.輸入一個百分制成績，要求輸出成績等級。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：分別用語句和語句實現(xiàn)。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。五寫出實驗總結(jié)報告實驗三循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計一、實驗?zāi)康恼莆绽谜Z句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法。掌握利用語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法。熟悉利用向量運算來代替循環(huán)操作的方法。二、實驗環(huán)境1．計算機2．裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理1).無條件循環(huán)當(dāng)需要無條件重復(fù)執(zhí)行某些命令時，可以使用循環(huán)：循環(huán)變量表達式1:達式2:表達式3語句體說明：表達式1為循環(huán)初值，表達式2為步長，表達式3為循環(huán)終值；當(dāng)表達式2省略時則默認步長為1；語句允許嵌套。例1：例2：矩陣輸入程序生成3×4階的矩陣。(‘矩陣行數(shù)：’);1:3(‘矩陣列數(shù)：’);1:41H（i，j）=1/（1）；1([‘輸入第’2(i),’行，第’2(j),’列元素’])A(i,j)=(‘’)2)循環(huán)語句循環(huán)的一般使用形式為：表達式語句體例3：用迭代法計算多項式方程=0的一個實根。解：x0=310;r>15x10;x0=3+51.^2;(x01);1;0運行結(jié)果為：x0=3.4260n=9四實驗內(nèi)容和步驟（一）驗證例題中的操作。（二）完成以下各題，將答案寫入實驗報告，并在機器上運行結(jié)果驗證。1．編寫程序，計算1+3+5+7+…+(21)的值（用語句輸入n值）。2.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（使用函數(shù)）來實現(xiàn)。3.根據(jù).，求：（1）y<3時的最大n值。（2）于（1）的n值對應(yīng)的y值。五寫出實驗總結(jié)報告實驗四函數(shù)及文件一、實驗?zāi)康恼莆瘴募慕ⅰ⒋蜷_及關(guān)閉和文件的讀寫操作掌握定義和調(diào)用函數(shù)的方法。掌握文件的基本操作。二、實驗環(huán)境1．計算機2．裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理1.建立M文件將多個可執(zhí)行的系統(tǒng)命令，用文本編輯器編輯后并存放在后綴為的文件中，若在命令窗口中輸入該文件的文件名（不跟后綴!），即可依次執(zhí)行該文件中的多個命令。這個后綴為的文件，也稱為的腳本文件()。注意：文件存放路徑必須在能搜索的范圍內(nèi)。2.建立函數(shù)文件對于一些特殊用戶函數(shù)，系統(tǒng)提供了一個用于創(chuàng)建用戶函數(shù)的命令，以備用戶隨時調(diào)用。1．格式：[輸出變量列表](輸入變量列表)用戶自定義的函數(shù)體2．函數(shù)文件名為：，注意：保存時文件名及函數(shù)名最好相同；3．存儲路徑：最好在系統(tǒng)的搜索路徑上。4.調(diào)用方法：輸出參量(輸入變量)例：計算s=n!，在文本編輯器中輸入：(n);1;1*i;s;在命令窗口中輸入：(5)結(jié)果為:s=120四實驗內(nèi)容和步驟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。2、一個物理系統(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、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的函數(shù)文件，然后在命令文件中調(diào)用該函數(shù)文件。3、設(shè)，編寫一個函數(shù)文件,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。五寫出實驗總結(jié)報告實驗五圖形系統(tǒng)一實驗?zāi)康膶W(xué)會用語言繪圖二實驗儀器和設(shè)備裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理1、該命令在線性坐標(biāo)系下繪制y對應(yīng)于x的軌跡。若其中之一為矩陣則該命令將對應(yīng)于矩陣的行或者列繪制一簇曲線。該命令也可以在同一坐標(biāo)軸下繪制多條曲線。例1運行程序[0:1:10];x1;(x1)可在圖形窗口得到下面圖形:例2[0:0.5:7];(x);y1=2*x;y2=3*x;(12)從上面的例子可以看出,如果要在同一坐標(biāo)軸下繪制多條曲線,可用如下格式：(x1122……)%對應(yīng)于不同矢量時其中x11………是對應(yīng)的關(guān)系。在兩個對數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)）坐標(biāo)間繪制圖形。3、或在x軸或y軸為對數(shù)坐標(biāo),而另一軸為線性軸的空間繪制圖形。4、在極坐標(biāo)空間繪制圖形。在圖形中加?xùn)鸥?。該命令將屏幕分成r*c個窗口表示在第幾個窗口.同時繪制多個圖形窗口時,繪圖語句間應(yīng)用逗號分開。例3下面的程序產(chǎn)生四個窗口,且分別繪制相應(yīng)圖形.[0:0.01:2*];(t);(t);(221)()(222)(),(223)()(224)()從上面的程序可以看出語句中的可以不用逗號分開。上面程序執(zhí)行后得到如下圖形：該命令用于鼠標(biāo)定位的文字注釋.執(zhí)行完繪圖命令后再執(zhí)行(‘說明文字’)命令,就可在屏幕上得到一個光標(biāo),然后,用鼠標(biāo)選擇說明文字的位置。例4[0:1:10];x1=2*t;x2=0.5*t;(x12);('2t');('0.5t')8、如果需要同時在不同窗口繪制圖形,可用語句來完成。例5[0:1:10];x1=2*t;x2=3*t;(x1)(x2)9、有關(guān)繪圖方面的還有：給當(dāng)前圖像加標(biāo)題?；蚪ox或y軸加標(biāo)注。在當(dāng)前圖像上指定位置加注釋。等。10、在同一座標(biāo)系中繪制多個曲線時,曲線的顏色可以自動確定，也可以自己選擇。其使用格式如下:(x11,選項122,選項2,…,選項n)b藍色m紫紅色c青色r紅色g綠色w白色k黑色y黃色-實線（默認）:點連線-.點畫線虛線.點s正方形+十字號d菱形o圓圈h六角形*星號p五角星x叉號>右三角11、三維圖形繪制函數(shù)3函數(shù)及函數(shù)的用法類似。還可以用函數(shù)繪制三維網(wǎng)格圖；用函數(shù)繪制三維曲面圖。提供了豐富的三維繪圖函數(shù)，可以通過命令查看。例6繪制三維曲線：0100:20*;(t)

;(t);.*(t).*(t);3()

;(‘3’)

;(‘X’)(‘Y’)(‘z’);運行結(jié)果如下：四實驗內(nèi)容和步驟1.設(shè),在2π區(qū)間取101點,繪制函數(shù)的曲線.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性繪制三條曲線。（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。3已知在-5區(qū)間繪制函數(shù)曲線。4.繪制曲面圖形，并進行插值著色處理。五寫出實驗總結(jié)報告實驗六基本操作一實驗?zāi)康膶W(xué)會仿真基本操作二實驗儀器和設(shè)備裝有6.0以上計算機一臺三實驗原理在命令窗口中輸入結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個稱為的窗口，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱。也可以通過主窗口的快捷按鈕來打開窗口。2.模塊庫按功能進行分為以