Matlab編程實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

中北大學(xué)Matlab編程實(shí)驗(yàn)報(bào)告班 級(jí)： 10020741 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 1002074139 2013 年 11 月2，實(shí)驗(yàn)一 Matlab運(yùn)算基礎(chǔ)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉啟動(dòng)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容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）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(hào)表達(dá)式生成a向量，求各點(diǎn)的函數(shù)值時(shí)用點(diǎn)乘運(yùn)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(dá)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(gè)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(biāo)”和“單下標(biāo)”。（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(yùn)行clear, format long, A=rand(3,3)，然后根據(jù)A寫出兩個(gè)矩陣：一個(gè)對(duì)角陣B，其相應(yīng)元素由A的對(duì)角元素構(gòu)成；另一個(gè)矩陣C，其對(duì)角元素全為0，而其余元素與對(duì)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(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程、代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)二 多項(xiàng)式及字符運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握多項(xiàng)式的表示與創(chuàng)建方法。2、掌握多項(xiàng)式的四則運(yùn)算以及多項(xiàng)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、已知，分別取和一個(gè)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(gè)多項(xiàng)式試進(jìn)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(dāng)x取矩陣A的每一元素時(shí)，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(dāng)以矩陣A為自變量時(shí)，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?dāng)?shù)組：第一行為“Matlab編程”，第二行為“實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”，最后利用該二維字符串形成一個(gè)一行字符串?dāng)?shù)組，“Matlab編程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)” A=Matlab編程;實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) A =Matlab編程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) B=str2mat(Matlab編程,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié))B =Matlab編程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) C=B(1,:),B(2,:)C =Matlab編程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)三 Matlab符號(hào)計(jì)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟練掌握MATLAB符號(hào)表達(dá)式的創(chuàng)建2、熟練掌握符號(hào)表達(dá)式的代數(shù)運(yùn)算3、掌握符號(hào)表達(dá)式的化簡(jiǎn)和替換4、熟練掌握符號(hào)微積分5、熟練掌握符號(hào)方程的求解二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 創(chuàng)建符號(hào)表達(dá)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(hào)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(dá)式，計(jì)算當(dāng)時(shí)的值；計(jì)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(hào)函數(shù)，分別對(duì)、進(jìn)行微分，對(duì)趨向于1求極限，并計(jì)算對(duì)的二次、三次微分，用findsym得出符號(hào)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(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)標(biāo)注代碼注釋，并按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)四 選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握建立和執(zhí)行M文件的方法。2、掌握利用if語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的方法。3、掌握利用switch語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)的方法。4、掌握try語(yǔ)句的使用。二 、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.求下列分段函數(shù)的值。 要求：用if語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，分別輸出x= -5.0, -3.0, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0 時(shí)的y值。提示：x的值從鍵盤輸入。 請(qǐng)輸入x的值： -5x = -5y = 14請(qǐng)輸入x的值： -3x = -3y = 11請(qǐng)輸入x的值： 1x = 1y = 2請(qǐng)輸入x的值： 2x = 2y = 1請(qǐng)輸入x的值： 2.5x = 2.5000y = -0.2500請(qǐng)輸入x的值： 3x = 3y = 5請(qǐng)輸入x的值： 5x = 5y = 62輸入一個(gè)百分制成績(jī)，要求輸出成績(jī)等級(jí)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(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。（2） 輸入百分制成績(jī)后要判斷該成績(jī)的合理性，對(duì)不合理的成績(jī)應(yīng)輸出錯(cuò)誤信息。(1)請(qǐng)輸入成績(jī):61grade = 61rate =D請(qǐng)輸入成績(jī):54grade = 54rate =E請(qǐng)輸入成績(jī):87grade = 87rate =B請(qǐng)輸入成績(jī):78grade = 78rate =C(2)請(qǐng)輸入成績(jī):103grade = 103成績(jī)無(wú)效3、 建立56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(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為輸出矩陣最后一行元素，并給出出錯(cuò)信息。請(qǐng)輸入行數(shù)n: 2n = 2 3 5 6 7 8 9請(qǐng)輸入行數(shù)n: 6n = 6 4 6 8 9 0 3ans =Index exceeds matrix dimensions.三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)五 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握利用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法。2、掌握利用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法。3、熟悉利用向量運(yùn)算來(lái)代替循環(huán)操作的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.根據(jù)，求的近似值。當(dāng)n分別取100、1 000、10 000時(shí)，結(jié)果是多少？要求：分別用循環(huán)結(jié)構(gòu)和向量運(yùn)算（使用sum函數(shù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1)請(qǐng)輸入n值; 100n = 100s = 3.1321請(qǐng)輸入n值; 1000n = 1000s = 3.1406請(qǐng)輸入n值; 10000n = 10000s =3.1415(2)請(qǐng)輸入n值; 100n = 100s = 3.1321請(qǐng)輸入n值; 1000n = 1000s = 3.1406請(qǐng)輸入n值; 10000n = 10000s = 3.14152.根據(jù). ，求：（1）y0)length(find(f=0)length(find(f4若兩個(gè)連續(xù)自然數(shù)的乘積減1是素?cái)?shù)，則稱這兩個(gè)連續(xù)自然數(shù)是親密數(shù)對(duì)，該素?cái)?shù)是親密素?cái)?shù)。求2，50區(qū)間內(nèi)：（1）親密數(shù)對(duì)的對(duì)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(duì)對(duì)應(yīng)的所有親密素?cái)?shù)之和。ans = 23615三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)六 繪圖操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握?qǐng)D形對(duì)象屬性的基本操作。2、掌握利用圖形對(duì)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(shí)驗(yàn)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(lái)改變曲線的顏色、線型和線寬，并利用文字對(duì)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=x2.*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,:); 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(jī)驗(yàn)證下列命令的執(zhí)行結(jié)果，從中體會(huì)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0，2p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(diǎn)劃線和綠色星號(hào)打印；2）坐標(biāo)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(biāo)注說(shuō)明，圖形加上名稱；4）給出圖例說(shuō)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(diǎn)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(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(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)七 Matlab界面設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉MATLAB GUIDE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(jì)；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(duì)象的界面。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 建立一個(gè)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(xiàng)，而且在按下鼠標(biāo)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(jì)如下圖所示的簡(jiǎn)單四則運(yùn)算計(jì)算器，至少實(shí)現(xiàn)一種計(jì)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