Matlab实验及答案.docx
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Matlab实验及答案
实验一、MATLAB基本操作
一、实验目的
2．学习使用图形函数计算器命令funtool及其环境。
3.学习使用help命令进行帮助
4.掌握向量与矩阵的创建以及矩阵的基本操作
5.掌握数组与矩阵的概念
二、实验内容
熟悉Matlab操作环境，认识命令窗口、内存工作区窗口、历史命令窗口；学会使用format命令调整命令窗口的数据显示格式；学会使用变量和矩阵的输入，并进行简单的计算；掌握数组与矩阵的概念；学会使用help命令进行帮助；学会使用who和whos命令查看内存变量信息；学会使用图形函数计算器funtool；
1.命令窗口的简单使用
（1）简单矩阵的输入（自由创建）
x=[135;246]
x=
135
246
（2）求[12+2×（7-4）]÷32的算术运算结果，总结算术运算符先级
[12+2*（7-4）]/3^2
ans=
2
2.有关向量、矩阵或数组的一些运算
（1）设A=15；B=20；求C=A+B与c=a+b的区别
A=15;B=20;
>>C=A+B
C=
35
>>c=a+b
?
?
?
Undefinedfunctionorvariable'a'.
（2）设A=[123;456;789]，B=[987;654;321]；求A*B与A.*B，分析原因？
（A*B是两个矩阵相乘，A.*B是对应元素相乘）
A=[123;456;789];
B=[987;654;321];
>>A*B
ans=
302418
846954
13811490
>>A.*B
ans=
91621
242524
21169
（3）设a=10，b=20；求i=a/b与j=a\b
a=10;
>>b=20;
>>i=a/b
i=
0.5000
>>j=a\b
j=
2
（4）设a=[1-23;45-4;5-67]
请设计出程序，分别找出小于0的矩阵元素的线性索引以及行列索引（sub2ind/ind2sub）。
（find（））
并将其单下标转换成全下标。
clear,clc
a=[1-23;45-4;5-67];
b=find（a<0）
[x,y]=ind2sub（size（a）,find（a<0））
Y=sort（a,1,‘descend’）
2.对矩阵按列从大到小排列（sort（））
（5）在MATLAB命令行窗口运行A=[1,2;3,4]+i*[5,6;7,8]；看结果如何？
如果改成运行A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]，结果又如何？
>>A=[1,2;3,4]+i*[5,6;7,8]
A=
3.50005.0000
6.50008.0000
>>A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]
?
?
?
A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]
Error:
Unbalancedormisusedparenthesesorbrackets.
前面那个是虚数矩阵，后面那个出错
（6）请写出完成下列计算的指令：
a=[123;342;523]，求a^2=？
a.^2=？
a^2=221616
252623
262428
a.^2=
149
9164
2549
（7）有一段指令如下，请思考并说明运行结果及其原因
clear
X=[12;89;36];
X（:
）转化为列向量
>>clear
>>X=[1,2;8,9;3,6];
>>X（:
）
ans=
1
8
3
2
9
6
（8）使用help命令，明白什么是稀疏矩阵sparse（），并用采用两种方法创建下面的稀疏矩阵（其中一种方法采用help所提供的三元组方法创建稀疏矩阵
（S=SPARSE（i,j,s,m,n）））
2080
0001
0400
6000
另：
1.B=该稀疏矩阵上下反转
2.该矩阵变维，C为2*8矩阵，D为3*8矩阵，C？
D？
方法一：
clear,clc
data=[28146];
ir=[11234];
jc=[13421];
s=sparse（ir,jc,data,4,4）;
full（s）
方法二：
不用三元组法
clear,clc
a=zeros（4,4）;
a（1,[1,3]）=[2,8];
a（2,4）=1;
a（3,2）=4;
a（4,1）=6;
a
B=flipud（a）
C=reshape（a,2,8）
（9）学会使用图形函数计算器（funtool命令），并进行下列计算：
1．求函数的符号导数
y=sin（x）;
2．求下列函数的符号积分
（1）y=1/sqrt（1-x^2）;
3．求两个函数之间的操作
求和
（1）sin（x）+cos（x）
乘积
（1）exp（-x）*sin（x）
商
（2）
（1）sin（x）/cos（x）;
求复合函数
（1）y=exp（u）u=sin（x）
（10）总结who，whos，clc，clear命令
三、设计提示
1．初次接触Matlab应该注意函数表达式的文本式描述。
2．在使用图形函数计算器funtool时，注意观察1号和2号窗口中函数的图形。
3.help帮助命令的使用
3.向量与矩阵的创建
实验二：
数组运算及线型方程组的求解
二、实验内容
1．“：
”号的用法。
用“：
”号生成行向量a=[12345678910]、b=[531-1-3-5]；用线性等分命令linspace重新生成上述的a和b向量。
另，在100和10000之间用对数等分命令logspace生成10维的向量c。
ak=logspace（2,4,10）linspace（1,10,10）linspace（5,-5,6）
2.已知多项式a（x）=x2+2x+3，b（x）=4x2+5x+6，求a，b的积并微分。
>>a=[1,2,3];b=[4,5,6];polyder（a,b）
ans=
16395627
>>poly2str（ans,'x'）
ans=
16x^3+39x^2+56x+27
3.生成下列矩阵，取出方框内的数组元素
a（2,2:
3）
a（2:
4,4）
a（4:
5,1:
3）
4.生成一个9×9维的魔方矩阵，提取其中心的3×3维子矩阵M，利用sum函数检验其各行和各列的和是否相等。
并且实现上述中心矩阵左旋90°或右旋90°，左右翻转，上下翻转
a=magic（9）
>>b=a（4:
6,4:
6）
b=
203142
304152
405162
>>sum（b,1）
ans=
90123156
>>sum（b,2）
ans=
93
123
153
rot90（b）
rot90（b,-1）
fliplr（b）
flipud（b）
5.已知a=[123;456;780]，求其特征多项式并求其根、特征值和特征多项式
>>a=[123;456;780]
a=
123
456
780
>>poly（a）
ans=
1.0000-6.0000-72.0000-27.0000
>>poly2sym（ans）
ans=
x^3-6*x^2-72*x-/6710656
>>[dv]=eig（a）
d=
-0.2998-0.7471-0.2763
-0.70750.6582-0.3884
-0.6400-0.09310.8791
v=
12.122900
0-0.38840
00-5.7345
6.计算二重不定积分
>>symsxy
>>f=int（int（x*exp（-x*y）,x）,y）
或
>>x=sym（'x'）
x=
x
>>y=sym（'y'）
y=
y
>>f=int（int（x*exp（-x*y）,x）,y）
f=
1/y*exp（-x*y）
8.求解微分方程。
y=dsolve（'D2y+2*Dy+2*y=0','y（0）=1','Dy（0）=0'）
9.求其解。
>>a=[6914-115;114-7-15-6;-21-712-1;61111-9-13]
a=
6914-115
114-7-15-6
-21-712-1
61111-9-13
>>b=[68294-441103]'
b=
68
294
-441
103
>>ra=rank（a）
ra=
4
>>rb=rank（[a,b]）
rb=
4
%4<5
>>x1=null（sym（a））
x1=
27713/253
-11117/506
-8394/253
1
1619/506
>>a\b
ans=
0
-26.3759
-5.4126
-38.3960
-8.2392
X=K*x1+ans
实验三：
二维图形和三维图形的创建
一、实验目的
1．掌握二维图形的绘制。
2．掌握图形的标注
3．了解三维曲线和曲面图形的绘制。
二、实验内容
1．生成1×10维的随机数向量a，在同一幅图片上分别用红、黄、蓝、绿色绘出其连线图、脉冲图、阶梯图和条形图，并分别标出标题“连线图”、“脉冲图”、“阶梯图”、“条形图”。
>>x=rand（1,10）
x=
Columns1through7
0.95010.23110.60680.48600.89130.76210.4565
Columns8through10
0.01850.82140.4447
>>subplot（141）;
>>plot（x）
>>subplot（142）;
>>stem（x）
>>subplot（143）;
>>stairs（x）
>>subplot（144）;
>>bar（x）
2．绘制向量x=[130.52.52]的饼形图，并把3对应的部分分离出来。
x=[130.52.52];
>>pie（x,[01000]）
3．用holdon命令在同一个窗口绘制曲线y=sin（t），y1=sin（t+0.25）
y2=sin（t+0.5），其中t=[010]。
t=0:
2*pi/100:
10;
y1=sin（t）;
plot（t,y1）
holdon
y2=sin（t+0.25）;
plot（t,y2）
holdon
y3=sin（t+0.5）;
plot（t,y3）
4．绘制曲线x=tcos（3t）
y=tsin2t其中-π≤t≤π，步长取π/100。
要求：
要图形注解、标题、坐标轴标签,并在曲线上截取一点，将相对应的坐标值文本标注出来（ginput（））。
；
t=-pi:
pi/100:
pi;
x=t.
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