MATLAB试卷答案.pdf

第 1 页 （共 12 页） 学习中心/函授站_ 姓 名学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院西安电子科技大学网络与继续教育学院 2015 学年上学期学年上学期 MATLAB 与系统仿真期末考试试题与系统仿真期末考试试题 （综合大作业）（综合大作业） 题号题号一一二二三三总分总分 题分题分251263 得分得分 考试说明：考试说明： 1、大作业于 2015 年 4 月 3 日公布，2015 年 5 月 9 日前在线提交； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同、拷贝均按零分计。 3、程序设计题（三（8，10） ）要求写出完整的程序代码，并在 matlab 软件环境调 试并运行通过，连同运行结果一并附上。 一、填空题一、填空题（1 25=25） 1、Matlab 的全称为MATrix LABoratory。 2、在 Matlab 编辑器中运行程序的快捷键是：F5。 3、Matlab 的工作界面主要由以下五个部分组成，它们分别是： Command window(指令 窗口 、Current directory （当前路径浏览器）、Workspace(工作台窗口) 、Command history （指令历史窗口）和Launch pad（发布平台） 。 4、 在 Matlab 中 inf 表示： 无穷大 ； clc 表示： 清除当前 Command window 区域内容 ； more 表示： 显示命令窗口输出一个整个萤幕的时间 ；who 表示： 返回当前工作空间中所 有变量名 ；whos 表示： 返回当前工作空间中所有变量，以及它们的名字、尺寸、所占字 节数、属性等信息。 5、在 Matlab 命令窗口中运行命令 Simulink 可以打开 Simulink 模块库浏览器窗口。 6、求矩阵行列式的函数： det；求矩阵特征值和特征向量的函数 eig。 7、Matlab 预定义变量 ans 表示：当前未定义变量和变量名的答案；eps 表示： 浮点相对精度（其值是从 1.0 到下一个最大浮点数之间的差值） ；nargin 表示：函 数的输入变量的个数 。 8、 Matlab 提供了两种方法进行程序分析和优化， 分别为：提高程序运算速度和减 少内存空间。 （不确定是否正确） 9、建立结构数组或转换结构数组的函数为： struct 第 2 页 （共 12 页） 实现 Fourier 变换在 Matlab 中的对应函数为：fft；Laplace 变换的函数： laplace 。 10、MATLAB 编写的程序文件称为 M 文件，M 文件有 脚本文件 和函数文件 两 种。 二、简答题二、简答题（34=12） 1、简述 MATLAB 命令窗的主要作用？ 答： MATLAB 的命令窗口(Command Window)用于输入命令并显示除图形以外的所有执 行结果，是 MATLAB 的主要交互窗口。 2、描述在 Matlab 中矩阵运算的含义，如 A*B，A.*B 表示什么运算过程？ 答：MATLAB 中矩阵算术运算包括基本算术运算和点运算。基本算数运算是在矩阵意 义下进行的（当个数据的算术运算只是一种特例） ，如矩阵 m*n 维矩阵 A 和 n*m 维矩阵 B 相乘 A*B 得到一个 m*m 维矩阵。矩阵点运算是指他们对应元素进行相关运算，要求两矩阵 的维数相同，如 m*n 维矩阵 A 和 m*n 维矩阵 B 点乘 A.*B 得到一个 m*n 为矩阵。 3、分析以下函数执行过程，回答问题： function c = testarg1(a, b) if (nargin = 1) c = a . 2; elseif (nargin = 2) c = a + b; end 如果用户使用一个参数调用函数 testarg1，函数执行什么功能？如果使用两个参数调用 函数 testarg1，函数又执行什么？ 答：题干程序中 nargin 是判断输入参数个数，根据不同输入参数执行不同操作。如果用 户使用一个参数（a）调用函数 testarg1，函数执行 c=a.2。如果使用两个参数(a,b)调用函数 testarg1，函数执行 c=a+b。 4、新建 Simulink 仿真模型文件的方法是什么？ 答：（1） 、 首先打开 SIMULINK 模块库： 在 MATLAB 工作界面的工具条单击 SIMULINK 图标，或在 MATLAB 指令窗口中运行 simulink，就可引出 SIMULINK 模块浏览器。 （2） 、新建模型窗：单击 SIMULINK 模块库浏览器工具条上的新建图标，引出空白模 型窗。 （3） 、添加元器件并保存：从模块库中找到所要的元器件，拖到模型窗中，连线并保存 文件即可。 5、简述绘制二维图形的一般步骤？ 答： 首先定义自变量 x 的范围及步长； 然后需要或者按一定的函数关系求得第二维变量 的值 y；最后利用绘制二维图形函数如：plot（x, y）即可绘制出 x 与 y 的二位图形。 6、简述脚本 M 文件和函数 M 文件的区别？ 答： （1） 、M 函数文件一般都要带参数 , 都要有返回结果 , 而 M 脚本文件文件没有参数 与返回结果 第 3 页 （共 12 页） （2） 、M 函数文件的变量是局部变量 , 运行期间有效 , 运行完毕就自动被清除 , 而命令 文件的变量是全局变量 , 执行完毕后仍被保存在内存中 （3） 、M 函数文件要定义函数名 , 且保存该函数文件的文件名必须是函数名 .m 。M 函 数文件可以有多个因变量和多个自变量 , 当有多个因变量时用 括起来。 三、程序设计及分析三、程序设计及分析（1-2 每题 4，3-9 每题 5，10 题 20，共 63） 1、将下列字符矩阵 S 转换为数字矩阵（ 12 34 S ）？ S= 1 2 ; 3 4 %输入字符矩阵 S = 12 34 N=str2num(S) %将字符矩阵转换为数字矩阵 N = 12 34 2、把矩阵 A，B 分别在垂直方向，水平方向连接，A=1 2 3，B=4 5 6? A=1 2 3; B=4 5 6; H=A,B %将A,B在水平方向连接 H = 123456 V=A;B %将A,B在垂直方向连接 V = 1 2 3 4 5 第 4 页 （共 12 页） 6 3、编程实现函数 3 ( )25f xxx的根？ p=1 0 -2 -5 ; x=roots(p) x = 2.0946 -1.0473 + 1.1359i -1.0473 - 1.1359i 4、编程实现一元二次方程 2 0axbxc？ 程序如下： clear clc disp(求方程:a*x2+b*x+c=0的解); disp(请输入a,b,c的值: ); a=input(a=); b=input(b=); c=input(c=); deta=b*b-4*a*c; if deta0 disp(该方程有两个不相等的实数根); elseif deta=0 disp(该方程有两个相等的实数根); else disp(该方程有两个共轭复根); end x=(-b+sqrt(deta)/2/a;(-b-sqrt(deta)/2/a 运行结果如下： 求方程:a*x2+b*x+c=0的解 请输入a,b,c的值: a=1 b=4 c=1 该方程有两个不相等的实数根 x = 第 5 页 （共 12 页） -0.2679 -3.7321 5、求( )1020 x f xx在 0 0.5x 附近的根？ %牛顿迭代法 解方程y=x-10x+2在x0=0.5附近的根 x0=0.5; format long; x=x0-f(x0)/f_(x0); if(abs(x)1e-6|abs(f(x0)1e-6) x0=x; x=x0-f(x0)/f_(x0); if(abs(x)0.5) delt=abs(x-x0); else delt=abs(x-x0)/x); end if f(x)=0 break end end disp(解方程y=x-10x+2,牛顿迭代法结果) x function y=func1_1(x) y=x-10.x+2; 运行结果如下： 解方程 y=x-10x+2,牛顿迭代法结果 x = 0.375812087593426 6、绘制函数图形：1sin( ), 2cos( )yxyx。要求： （1）0,2x； （2）数据采样间隔/50? （3）设置网格； （4）添加图形标注； 第 6 页 （共 12 页） （5）两幅图叠加在一张图中。 程序如下： clear clc x=0:pi/50:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,r); hold on plot(x,y2,b); grid on legend(y1=sin(x),y2=cos(x); 运行结果如下： 01234567 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 y1=sin(x) y2=cos(x) 7、分析以下程序执行后的效果? x=-2:0.2:2; y=x; x,y=meshgrid(x,y); z=x.*exp(-x.2-x.2); mesh(x,y,z); 题干可能有误：如果 z=x.*exp(-x.2-x.2);结果如下： 第 7 页 （共 12 页） -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 如果 z=x.*exp(-x.2-y.2);结果如下： 分析：该程序的作用是以 x,y 为自变量，z 为因变量，画出 3 维曲面 -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2 -0.5 0 0.5 8、在同一图上分别用红色实线和绿色虚线绘制 y1=sin(x)和 y2=cos(x)在区间0，4*pi 的曲线，并用星号*标出两条曲线的交点以及标注图例。 （要求附上运行结果） 第 8 页 （共 12 页） clear clc x=0:pi/100:4*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,r-); hold on plot(x,y2,g-); for i=1:length(x) delt=abs(y1(i)-y2(i); if delt=1e-2 hold on plot(x(i),y1(i),k*); end end legend(y1=sin(x),y2=cos(x),); 02468101214 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 y1=sin(x) y2=cos(x) 两 曲 线 交 点 9、编写一个实现 n 阶乘的函数。 function s = fun(n) s = 1; for i = 1:n s = s * i; end 第 9 页 （共 12 页） 10、已知矩阵 n=10+自己的真实学号， 22 (), ijn nij Aaaij ，试编写一个 m 文件完 成以下问题： （要求附上程序运行结果） （1）求 A 的行列式； （2）求 A 的秩； （3）画出 A 的每个行向量的图形； （4）查看 A 的大小（即行、列数） ； （5）计算 A 的第 11 行与第 11 列的乘积； （6）用一个二次函数去拟合 A 的最后一行向量，画出图形； （7）计算 A 的每行的和，用条形图把该和向量描绘出来，加上轴标签和图形标题； （8）计算 A 的特征值和特征向量； （9）计算 A 的迹、逆和范数； （10）查看* T AA的右下角元素 nn a的值。 （ T A为 A 的转置矩阵） 自己的真实学号如实输入就 OK 了,这里假设学号是 5，到时候自己改 clear clc disp(请输入自己的学号); x=input(x= ); n=10+x; A=zeros(n,n); for i=1:n for j=1:n A(i,j)=i2+j2; end end （1） d=det(A); d = -1.059683846499320e-174 （2） r=rank(A); r = 2 （3） for i=1:size(A,1) plot(A(i,:) hold on end hold off 第 10 页 （共 12 页） 051015 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 （4） nr,nc=size(A); nr = 15 nc = 15 （5） P=A(11,:)*A(:,11); P = 698007 （6） x=1:n; y=A(end,:); z=polyfit(x,y,2) w=polyval(z,x); plot(x,y,k+,x,w,r) 第 11 页 （共 12 页） 051015 200 250 300 350 400 450 500 （7） S=sum(A,2); bar(S)