matlab实验报告
2024-04-22 10:58:50
实验一 MATLAB的基本使用方法
一、实验目的和要求：
通过完成实验一，掌握MATLAB的基本使用方法。
二、实验内容：
1.练习数据和符号输入法，将前面的命令在命令窗口中执行通过。
1）>>5
2）>>x=[1 2 3 4]
3）>>g=[1 2 3 4];h=[4 3 2 1]
>>s1=g+h, s2=g.*h, s3=g.^hS1=5 5 5 5S2=4 6 6 4S3=1 8 9 4
2.输入A=[715;256;315],B=[111;222;333],在命令窗口中执行下列表达式，掌握其含义。
源程序：>>A=[7 1 5;2 5 6;3 1 5];B=[1 1 1;2 2 2;3 3 3];>>A(2,3) >>A(:,2)>>A(:,1:2:3) % A数组中第一列和第三列 >>A(3,:) %A数组中第三行 >>A(:,3).*B(:,2) %A中第三列和B中第二列相乘>> A(:,3)*B(2,:) %A中第三列和B中第二行相乘竖着排，形成3*3矩阵 >>A*B %A 与B数组相乘 >>A.*B>>A^2 >>A.^2 % A中所有数平方 >>B/A %B矩阵除以A矩阵 >>B./A % B中数除以A中对应位置数
3.输入C=.1：2：20，则C（i）表示什么？其中i=1，2，3…10；
源程序：>>c=1:2:20;>>c(1)>>c(10)
实验二 MATLAB的数值计算
一、实验目的和要求：
通过完成实验二，掌握MATLAB的数值计算。
二、实验内容：
1.用二分法计算多项式方程X^3-2X-5=0在[0,3]内的一个根。
a=0;fa=-inf;b=3;fb=inf;while b-a>eps*bx=(a+b)/2;fx=x^3-2*x-5;if sign(fx)==sign(fa)a=x;fa=fxelseb=x;fb=fxendendx
运行结果：x=2.0945515148154233
2.矩形的创建，加减运算
A=[1,1,1;1,2,3;1,3,6]
B=[8,1,6;3,5,7;4,9,2]
A+B=A+B
A-B=A-B
在Matlab命令窗口建入，则结果显示 A+B=9 2 74 7 105 12 8A-B=-7 0 -5-2 -3 -4 -3 -6 4
3.混合积
eg. 计算向量a=(1,2,3),b=(4,5,6)和c=(-3,6,-3)的混合积a.(b*c)在MATLAB编辑器中建立M文件a=[1 2 3];b=[4 5 6];c=[-3 6 -3]x=dot(a,cross(b,c))
4.符号矩阵的四则运算
eg. A=sym(‘[1/x,1/(x+1); 1/(x+2), 1/(x+3)]’)B=sym(‘[x,1;x+2,0]’);C=B-AD=A\B则显示C=x-1/x 1-1/(x+1)x+2-1/(x+2) -1/(x+3)D=-6*x-2*x^3-7*x^2 1/2*x^3+x+3/2*x^26+2*x^3+10*x^2+14*x -2*x^2-3/2*x-1/2*x^3
5.向量组的最大无关组
Eg.a1=(1,-2,2,3),a2=(-2,4,-1,3),a3=(-1,2,0,-3),a4=(0,6,2,3),a5=(2,6,3,4)的一个最大无关组 在MATLAB编辑器中建立M文件
a1=[1 -2 2 3]’;
a2=[-2 4 -1 3]’;
a3=[-1 2 0 3]’;
a4=[0 6 2 3]’;
a5=[2 -6 3 4]’;
A=[a1 a2 a3 a4 a5]
format rat %以有理数格式输出
B=rref(A) %求A的行最简形
运行后的结果为
A=
1 -2 -1 0 2
-2 4 2 6 -6
-2 -1 0 2 3
3 3 3 3 4
B=
1 0 1/3 0 16/9
0 1 2/3 0 -1/9
0 0 0 1 -1/3
0 0 0 0 0 从中可以得到；向量a1 a2 a4为其中最大无关组
实验三 MATLAB的符号计算
一、实验目的和要求：
通过完成实验三，掌握MATLAB的符号计算。
二、实验内容：
1.使用sym函数定义符号变量和符号表达式
使用sym函数定义符号表达式 ax^2+bx+c>>a=sym(‘a’)>>b= sym(‘b’)>>c= sym(‘c’)>>x=sym(‘x’)>>f=a*x^2+b*x+cf=a*x^2+b*x+c
2.findsym函数用于寻找符号变量
>>syms a alpha b x1 y
>>findsym (alpha+a+b)ans=a,alpha,b
>>findsym(cos(a’pha)*b*x1+14*y,2)ans=x’,y
>>findsym(y*(4+3*i)+b*j)ans=y
>>
3.符号表达式的四则运算
例： >>syms x y a b>>fun1=sin(x)+cos(y)fun1=sin(x)+cos(y)>>fun=a+bfun=a+b>>fun1+fun2ans=sin(x)+cos(y)+a+b>>fun1*fun2ans=(sin(x)+cos(y)*(a+b)
4.由数值矩阵转换为符号矩阵
例：>>u=[19 1 2 4;6 1 7 8;9 2 16 3;3 4 3 20]u=19 1 2 46 1 7 89 2 16 33 43 2 0>>s=sym(u)s=[ 19 , 1 , 2 , 4][ 6 , 1 , 7 , 8][ 9 , 2 , 16 , 3][ 3 , 43 , 2 , 0]
5.jacobian函数的使用
例： >>sym s x y z>>a=[x^2+x*y;sin(x)*cos(y)]a=[x^2+x*y][sin(x)+cos(y)]>>jacobian (a,[x,y]) [2*x+y,x][cos(x)*cos(y),-sin(x)*sin(y)]
实验四 MATLAB的程序设计
一、实验目的和要求：
通过完成实验四，掌握MATLAB的程序设计。
二、实验内容：
1.函数
例：function isleapyear(year)
sign=0;
if rem(year,4)==0sign=sign+1;end
if rem(year,100)==0sign=sign-1;
end
if rem(year,400)==0sign=sign+1;
end
if sign>=1fprintf(‘%4d year is a leap year.\n’,year)else fprintf(‘%4d year is not a leap year.\n’,year)
end
>>y1=1000;
>>y2=2000;
>>y3=1996;
>>y4=3000;
>>isleapyear(y1)
1000 year is not a leap year
>>isleapyear(y2)
2000 year is a leap year
>>isleapyear(y3)
1996 year is a leap year
>>isleapyear(y4)
3000 year is not a leap year
2.将百分数的分数转化为五级制分数 90~100：优 80~90：良70~79：中 60~69：及格 59以下为不及格
>>function f=change(score)
a=floor (score/10)
switch a
case {10,9}
f=’该成绩为优’
case 8
f=’该成绩为良’
case 7
f=’该成绩为中’
case 6
f=’该成绩为及格’
otherwise
f=’该成绩为不及格’
end运行结果：
>>b=88
b=
88
>>change(b)
a=
8
f=
该成绩为良
3.编写三个子函数和一个主函数，实现下列函数在点x=0.5,2.5,6.5处的计算
>>function r=zhs(x)if x<=2/3r=zihanshu1(x)else if 2/3<x&x<=6r=zihanshu2(x) else r=zihanshu3(x)endfunction r1=zihanshu1(x)r1=2*x-3function r2=zihanshu2(x)r2=(sin(x)+cos(x)^2)/(1+x^2)function r3=zihanshu3(x)r3=(x^3+52/(tan(x)+6)运行结果：zhs(0.5)r1=-2r=-2ans=-2zhs(2.5)r2=0.1711r=0.1711ans=0.1711zhs(6.5)r3=44.9538r=44.9538ans=44.9538
实验五 MATLAB 计算结果的可视化
一、实验目的和要求：
通过完成实验一，掌握MATLAB的基本绘图方法。
二、实验内容：
1.绘制二维进线图
例：>>x=0:0.11:10;
>>y1=sin(x);
>>y2=cos(x-2.5);
>>y3=tan(x+1.5)
>>plot(x,y1,x,y2,x,y3)
2.文本标注和交互式文本标注
例：>>x=linspace(-3,5,100);>>y=cos(x);>>z=sin(x);>>plot(x,y,x,z);>>title('一条正弦曲线和一条余弦曲线’)>>xlabel('x的取值范围’)>>ylabel('y和z的值’)
3.条形图和面积图
例 >>y=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]>>yy=
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
>>bar(y)
4.给图形添加标题
>> x=0:.1:2;
>> y1=sin(x);
>> y2=sin(x-0.25);
>> y3=sin(x-0.5);
>> plot(x,y1,'-.b',x,y2,'--r*',x,y3,'-.gh')
5.view函数的使用
>>[x,y]=meshgrid([-5:0.2:5]);
>>z=exp(0.5*(x.^2-y.^2));
>>surf(x,y,z)>>view（30，60）
6.编写三个子函数和一个主函数,实现下列函数在点x=0.5, 2.5, 6.5处的计算
解：function r=mf(x)if x<=2/3r=zihanshu1(x)elseif 2/3<x&x<=6r=zihanshu2(x)elser=zihanshu3(x)endfunction r1=zihanshu1(x)r1=2*x-3function r2=zihanshu2(x)r2=(sin(x)+cos(x)^2)/(1+x^2)function r3=zihanshu3(x)r3=(x^3+5)/(tan(x)+6)>>mf(0.5)ans=
-2>>mf(2.5)ans=0.1711>>mf(6.5)ans=
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