Matlab编程实验报告

./中北大学Matlab编程实验报告班级：10020741姓名：学号：10020741392013年11月2,实验一Matlab运算基础一、实验目的1、熟悉启动和退出MATLAB的方法。2、熟悉MATLAB工作窗口的组成。3、掌握建立矩阵的方法,矩阵分析与处理。4、掌握MATLAB各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。二、实验容先求下列表达式的值,然后显示MATLAB工作空间的使用情况并保存全部变量。z1=2*sin<85*pi/180>/<1+exp<2>>z1=0.2375,其中x=[2,1+2*i;-0.45,5]x=2.00001.0000+2.0000i-0.45005.0000z2=1/2*log<x+sqrt<1+x*x>>z2=0.7114-0.0253i0.8968+0.3658i0.2139+0.9343i1.1541-0.0044i提示：利用冒号表达式生成a向量,求各点的函数值时用点乘运算。a=-3.0:0.1:3.0a=Columns1through9-3.0000-2.9000-2.8000-2.7000-2.6000-2.5000-2.4000-2.3000-2.2000Columns10through18-2.1000-2.0000-1.9000-1.8000-1.7000-1.6000-1.5000-1.4000-1.3000Columns19through27-1.2000-1.1000-1.0000-0.9000-0.8000-0.7000-0.6000-0.5000-0.4000Columns28through36-0.3000-0.2000-0.100000.10000.20000.30000.40000.5000Columns37through450.60000.70000.80000.90001.00001.10001.20001.30001.4000Columns46through541.50001.60001.70001.80001.90002.00002.10002.20002.3000Columns55through612.40002.50002.60002.70002.80002.90003.0000>>z3=<exp<0.3.*a>-exp<-0.3.*a>>/2.*sin<a+0.3>z3=Columns1through90.43870.50720.56400.60890.64240.66480.67660.67840.6709Columns10through180.65490.63130.60110.56520.52470.48050.43370.38540.3366Columns19through270.28810.24100.19620.15430.11620.08240.05350.02990.0120Columns28through36-0.0000-0.0060-0.006000.01170.02880.05090.07750.1080Columns37through450.14180.17800.21590.25470.29340.33110.36690.39980.4289Columns46through540.45320.47190.48410.48910.48620.47480.45430.42430.3846Columns55through610.33500.27550.20610.12720.0392-0.0574-0.1619〔4,其中t＝0：0.5：2.5提示：用逻辑表达式求分段函数值。t=0:0.5:2.5;z4=<t>=0&t<1>.*<t.*t>+<t>=1&t<2>.*<t.*t-1>+<t>=2&t<3>.*<t.*t-2.*t-1>z4=00.250001.2500-1.00000.2500已知,求下列表达式的值：A+6.*B和A-B+I<其中I为单位矩阵>。A*B和A.*B。A^3和A.^3。A/B和B\A。[A,B]和[A<[1,3],:>;B^2]。A=[1234-4;34787;3657];B=[13-1;203;3-27];z1=A+6.*Bz1=1852-10467105215349C=eye<3>;z2=A-B+Cz2=1231-3328840671z3=A*Bz3=684462309-72596154-5241z4=A.*Bz4=1210246802619-13049z5=A^3z5=372262338244860424737014918860076678688454142118820z6=A.^3z6=172839304-643930434365850327274625343z7=A/Bz7=16.4000-13.60007.600035.8000-76.200050.200067.0000-134.000068.0000z8=B\Az8=109.4000-131.2000322.8000-53.000085.0000-171.0000-61.600089.8000-186.2000z9=[A,B]z9=1234-413-13478720336573-27z10=[A<[1,3],:>;B^2]z10=1234-436574511101920-540设有矩阵A和B,求它们的乘积C。将矩阵C的右下角3×2子矩阵赋给D查看MATLAB工作空间使用情况。A=[12345;678910;1112131415;1617181920;2122232425];B=[3016;17-69;023-4;970;41311];C=A*BC=9315077258335237423520397588705557753890717D=C<3:5,2:3>D=520397705557890717whosNameSizeBytesClassAttributesA5x5200doubleB5x3120doubleC5x3120doubleD3x248double完成下列操作：〔1求[100,999]之间能被21整除的数的个数。提示：先利用冒号表达式,再利用find和length函数。>>A=100:999;>>B=find<mod<A,21>==0>B=Columns1through16627486990111132153174195216237258279300321Columns17through32342363384405426447468489510531552573594615636657Columns33through43678699720741762783804825846867888>>C=length<B>C=43>>〔2建立一个字符串向量,删除其中的大写字母。>>X='LIsaisABeAutifulGirl';>>Y=find<X>='A'&X<='Z'>Y=129111321>>X<Y>=[]X=saiseutifulirl提示：利用find函数和空矩阵。由指令A=rand<3,5>生成二维数组A,试求该数组中所有大于0.5的元素的位置,分别求出它们的"全下标"和"单下标"。〔提示：find和sub2ind>>A=rand<3,5>A=Columns1through40.66860.38030.37360.88160.57990.86790.36630.49890.54440.90570.15310.7228Column50.48090.12080.6031>>K=find<A>0.5>K=123481012[C,D]=ind2sub<size<A>,K>C=1231213D=1112344>>先运行clear,formatlong,A=rand<3,3>,然后根据A写出两个矩阵：一个对角阵B,其相应元素由A的对角元素构成；另一个矩阵C,其对角元素全为0,而其余元素与对应的A阵元素相同。〔提示：diag>>clear>>formatlong>>A=rand<3,3>A=0.77730.41680.96090.83330.75570.74210.49160.15620.0890>>b=diag<A>b=0.77730.75570.0890>>B=diag<b>B=0.77730000.75570000.0890>>C=A-BC=00.41680.96090.833300.74210.49160.15620>>三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验过程、代码以及实验结果,必要时按照实验任务要求对结果进行分析。实验二多项式及字符运算一、实验目的1、掌握多项式的表示与创建方法。2、掌握多项式的四则运算以及多项式求根方法。3、掌握字符串数组的创建及操作方法。二、实验容1、已知,分别取和一个矩阵,求在处的值。>>p=[2-103];>>x=2;>>y=polyval<p,x>y=15>>x1=[12;34];>>y1=polyval<p,x1>y1=415481152、有3个多项式试进行下列操作：求＝＋。求的根。>>p1=[12405];>>p2=[12];>>p3=[123];>>R=conv<p2,p3>R=1476>>p4=[01476];p5=p1+p4p5=138711>>r=roots<p5>r=-1.3840+1.8317i-1.3840-1.8317i-0.1160+1.4400i-0.1160-1.4400i>>当x取矩阵A的每一元素时,求P〔x的值。其中>A=[-11.2-1.4;0.7523.5;052.5];>>y=polyval<p5,A>y=1.0e+003*0.01000.03820.01250.02230.09700.41220.01101.24600.1644>>当以矩阵A为自变量时,求P〔x的值。其中A的值与〔3相同。X=AX=-1.00001.2000-1.40000.75002.00003.500005.00002.5000>>Y=X^4+3*X^3+8*X^2+7*X^1+11Y=1.0e+003*0.0076-0.1172-0.06650.14371.39001.17540.19341.74741.51983.用两种方法建立如下的二维字符串数组：第一行为"Matlab编程",第二行为"实验环节",最后利用该二维字符串形成一个一行字符串数组,"Matlab编程实验环节">>A=['Matlab编程';'实验环节']A=Matlab编程实验环节>>B=str2mat<'Matlab编程','实验环节'>B=Matlab编程实验环节>>C=[B<1,:>,B<2,:>]C=Matlab编程实验环节三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验代码以及实验结果,必要时按照实验任务要求对结果进行分析。实验三Matlab符号计算一、实验目的1、熟练掌握MATLAB符号表达式的创建2、熟练掌握符号表达式的代数运算3、掌握符号表达式的化简和替换4、熟练掌握符号微积分5、熟练掌握符号方程的求解二、实验容1.创建符号表达式：。〔用两种方式分别创建>>f=sym<'a*x^3+b*x^2+c*x+d'>f=a*x^3+b*x^2+c*x+dsymsabcd>>f=a*x^3+b*x^2+c*x+df=a*x^3+b*x^2+c*x+d2.创建符号矩阵。>>A=sym<'[a*cos<x>+b*sin<y>10+20;a*x^2+b*y^2+c*z^2sqrt<t*t+1>]'>A=[a*cos<x>+b*sin<y>,30][a*x^2+b*y^2+c*z^2,<t^2+1>^<1/2>]3.已知表达式,计算当时的值；计算与的复合函数,、的逆函数。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>isnotunique.ans=asin<<1-x>^<1/2>>>>finverse<g>ans=x/2-1/2>>4.符号函数,分别对、、、进行微分,对趋向于1求极限,并计算对的二次、三次微分,用findsym得出符号变量。symsxyabcdf=a*x^3+b*y^2+c*y+d;>>A=diff<f,x>A=3*a*x^2>>B=diff<f,y>B=c+2*b*y>>C=diff<f,c>C=y>>D=diff<f,d>D=1>>L=limit<a*x^3+b*y^2+c*y+d,y,1>L=a*x^3+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.求极限。symsn;L=limit<symsum<1/2^n,n,0,inf>,n,inf>L=26.求定积分和不定积分。symsx;>>f=sqrt<x>/<1+x>^2;>>int<f,x,1,inf>ans=pi/4+1/2>>symsxy;>>q=x*exp<-x*y>;I=int<q>I=-<x*y+1>/<y^2*exp<x*y>>>>S=int<I>S=<x*y+2>/<y^3*exp<x*y>>>>7.求微分方程在满足,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.求解微分方程组[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、求解方程组[x,y,z]=solve<'x+2*y-z=7','x+z=3','x^2+3*y^2=28','x','y','z'>x=15/4-37^<1/2>/437^<1/2>/4+15/4y=37^<1/2>/4+5/45/4-37^<1/2>/4z=37^<1/2>/4-3/4-37^<1/2>/4-3/4三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验代码以及实验结果,必要时标注代码注释,并按照实验任务要求对结果进行分析。实验四选择结构程序设计一、实验目的1、掌握建立和执行M文件的方法。2、掌握利用if语句实现选择结构的方法。3、掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。4、掌握try语句的使用。二、实验容1.求下列分段函数的值。要求：用if语句实现,分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。提示：x的值从键盘输入。请输入x的值：-5x=-5y=14请输入x的值：-3x=-3y=11请输入x的值：1x=1y=2请输入x的值：2x=2y=1请输入x的值：2.5x=2.5000y=-0.2500请输入x的值：3x=3y=5请输入x的值：5x=5y=62．输入一个百分制成绩,要求输出成绩等级A,B,C,D,E。其中90～100分为A,80～89分为B,70～79分为C,60～69分为D,60分以下为E。要求：用switch语句实现。输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性,对不合理的成绩应输出错误信息。<1>请输入成绩:61grade=61rate=D请输入成绩:54grade=54rate=E请输入成绩:87grade=87rate=B请输入成绩:78grade=78rate=C<2>请输入成绩:103grade=103成绩无效建立5×6矩阵,要求输出矩阵第n行元素。当n值超过矩阵的行数时,自动转为输出矩阵最后一行元素,并给出出错信息。请输入行数n:2n=2356789请输入行数n:6n=6468903ans=Indexexceedsmatrixdimensions.三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验代码以及实验结果,必要时按照实验任务要求对结果进行分析。实验五循环结构程序设计一、实验目的1、掌握利用for语句实现循环结构的方法。2、掌握利用while语句实现循环结构的方法。3、熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。二、实验容1.根据,求的近似值。当n分别取100、1000、10000时,结果是多少？要求：分别用循环结构和向量运算〔使用sum函数来实现。<1>请输入n值;100n=100s=3.1321请输入n值;1000n=1000s=3.1406请输入n值;10000n=10000s=3.1415<2>请输入n值;100n=100s=3.1321请输入n值;1000n=1000s=3.1406请输入n值;10000n=10000s=3.14152.根据.,求：〔1y<3时的最大n值。〔2与〔1的n值对应的y值。3.已知求中：最大值、最小值、各数之和。f<1>=1;f<2>=0;f<3>=1;forn=4:100f<n>=f<n-1>-2*f<n-2>+f<n-3>;endA=max<f>B=min<f>C=sum<f>length<find<f>0>>length<find<f==0>>length<find<f<0>>正数、零、负数的个数。A=4.3776e+011B=-8.9941e+011C=-7.4275e+011ans=49ans=2ans=49>>4．若两个连续自然数的乘积减1是素数,则称这两个连续自然数是亲密数对,该素数是亲密素数。求[2,50]区间：〔1亲密数对的对数；forn=2:50f<n-1>=n*<n+1>-1;endb=isprime<f>;c=find<b>0>length<c>sum<f<c>>ans=29〔2与上述亲密数对对应的所有亲密素数之和。ans=23615三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验代码以及实验结果,必要时按照实验任务要求对结果进行分析。实验六绘图操作一、实验目的1、掌握图形对象属性的基本操作。2、掌握利用图形对象进行绘图操作的方法。3、掌握绘制二维图形的常用函数。4、掌握绘制三维图形的常用函数。二、实验容1、先利用缺省属性绘制曲线,然后通过图形句柄操作来改变曲线的颜色、线型和线宽,并利用文字对象给曲线添加文字标注。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=x^2.*exp<2*x>','Fontsize',15>;>>2、已知完成下列操作：〔1在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。x=0:0.1:10;y1=x.^2;y2=cos<2.*x>;y3=y1.*y2;>>hf=plot<x,y1,'color','r','linestyle',':'>;>>holdon>>hf=plot<x,y2,'color','g','linestyle','-'>;>>hf=plot<x,y3,'color','b','linestyle','-.'>;>>以子图形式绘制3条曲线。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6<x<30,15<y<36,求不定方程2x+5y=126的整数解。x=7:29;y=16:35;>>[x,y]=meshgrid<x,y>;>>z=2*x+5*y;>>k=find<z==126>;>>x<k>,y<k>ans=8131823ans=22201816在做本题前,先分析并上机验证下列命令的执行结果,从中体会产生网络坐标矩阵的方法。[x,y]=meshgrid<-1:0.5:2,1:5>4、在一幅图上打印出函数sin<x>和cos<x>在[0,2]区间上的图形,要求如下1sin<x>和cos<x>图形分别用红色的点划线和绿色星号打印；2坐标轴的窗口大小围设为[-1,7][-1.5.1.5]；3分别给x轴和y轴加上标注说明,图形加上名称；4给出图例说明标注；5在〔3.3,1.1处标上文字‘sin<x>’,用鼠标在cos<x>曲线的某点处标上文字‘cos<x>’;6给图形加上网格线。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>曲线'>;xlabel<'independentvariableX'>;ylabel<'independentvariableY'>;legend<'sin<x>曲线','cos<x>曲线'>;text<3.3,1.1,'sin<x>'>;gtext<'cos<x>'>>>gridon三、实验报告及要求实验报告给出详细的实验代码以及实验结果,必要时按照实验任务要求对结果进行分析。实验七Matlab界面设计一、实验目的1.熟悉MATLABGUIDE中的控件和菜单编辑；2.掌握使用GUIDE向导进行界面设计；3.掌握函数uimenu<菜单>,uicontextmenu<上下文菜单>和uicontrol<控件>的使用,并利用它们建立包含菜单和控件等对象的界面。二、实验容1、建立一个图形窗口,使之背景颜色为红色,并在窗口上保留原有的菜单项,而且在按下鼠标器的左键之后显示出LeftButtonPressed字样。functionfigure1_WindowButtonDownFcn<hObject,eventdata,handles>%hObjecthandletofigure1<seeGCBO>%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata<seeGUIDATA>axisofftext<0,0,'LeftButtonPressed'>2、设计如下图所示的简单四则运算计算器,至少实现一种计算功能。functionpushbutton4_Callback<hObject,eventdata,handles>str=get<handles.pushbutton4,'string'>;str=strca