MATLAB实验报告.docx

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MATLAB实验报告

科学计算与数据处理实验报告

学　　号

Xxxxxx

姓　　名

xxxxxxx

实验名称

基于MATLAB的科学计算实验

实验目的

1.掌握MATLAB中数组的创建和操作方法

2.掌握MATLAB中常用的数值计算方法

3.掌握MATLAB中常用的符号计算方法

实验方案

1.一维数组创建实验

（1）直接输入法:

[1234]

（2）步长生成法:

0:

2:

10

（3）定数线性采样法:

linspace（0,5,20）

（4）定数对数采样法:

logspace（1,2,5）

2.高维数组创建实验

（1）直接输入法:

[123;987]

（2）使用下标:

A（3,3,3）=3

（3）使用低维数组:

clear;C（:

:

3）=[111;222];C（:

:

2）=[111;222]*2;C（:

:

1）=[111;222]*3

（4）使用创建函数:

（cat、repmat、reshape）

cat（3,[111;111],[111;111]*2,[111;111]*3）

repmat（[123;987],[2,2,3]）

reshape（1:

64,4,4,4）

3.标准数组创建实验

zeros（3,4）

ones（3,4）

eye（9,9）

magic（4）

randn（4）

4.矩阵变换实验

diag（Data）

fliplr（Data）

flipud（Data）

rot90（Data）

tril（Data）

triu（Data）

diag（Data,1）/diag（Data,-2）/*以向量v的元素作为矩阵X的第k条对角线元素，当k=0时，v为X的主对角线；当k>0时，v为上方第k条对角线；当k<0时，v为下方第k条对角线。

*/

5.字符串数组创建与操作实验：

（1）str='abvcvcca'

isspace（str）

str1=deblank（str）

isspace（str1）

（2）str='abvcvcca'

isspace（str）

str1=strtrim（str）

isspace（str1）

（3）str1='Wehaveagoodteacher.';

str2='good';

str3='great';

str=strrep（str1,str2,str3）

（4）strread（'3.44271','%6.4f'）

strread（'3.44271','%6.3f'）

（5）n=strtok（'TLMWRRKHR','W'）

6.架构数组的创建与操作实验

（1）student.name='liurui';

student.sex='male';

student.age='29';

student.number='S311060095'

（2）weather=struct（'total','sunny','temp',18,'rainfall',0.0）

fieldnames（weather）

getfield（weather）

7.基本运算符号实验

（1）magic（3）+eye（3）

（2）magic（3）-eye（3）

（3）magic（3）*eye（3）

（4）magic（3）.*eye（3）

（5）magic（3）^eye（3）

（6）magic（3）^1.5

（7）x=[1234]

y=[5678]

formatlongg

z=x.^y

（8）magic（3）\eye（3）

（9）magic（3）/eye（3）

（10）[1357]./[2458]

（11）[1357].\[2458]

（12）kron（magic（3）,eye（3））

（13）-（16）

A=rand（3,3）

B=A>0.5

C=A<0.7

B&C

B|C

~B

~C

xor（B,C）

8.矩阵分析实验：

（1）norm（magic（3））

（2）cond（magic（3））

（3）det（magic（3））

（4）rank（magic（3））

（5）eig（magic（3））

（6）null（magic（3））

（7）chol（eye（3））

（8）[L,U]=lu（rand（3））

（9）[Q,R]=qr（rand（3））

（10）[S,V,D]=svd（rand（3））

9.数值计算实验

（1）symsx;f=log（x）;diff（f）;

（2）[x,y]=meshgrid（[-5:

0.5:

5]）

z=1./（x.^2-2*x+4）+1./（y.^3-2*y+4）

g=gradient（z）

subplot（1,2,1）,surf（x,y,z）

subplot（1,2,2）,surf（x,y,z,g）

（3）p=[341]r=roots（p）

（4）y1=fzero（'x^2-x',3））

y2=fsolve（'x^2-x',0）

（5）f=@（x）2*exp（-2*x）.*sin（x）;

fplot（f,[0,8]）;

[xmax,ymax]=fminbnd（f,0,8）

（6）f=@（x）exp（x

（2））*（4*x

（1）^2+2*x

（2）^2+4*x

（1）*x

（2）+2*x

（2）+1）;

x0=[-1,1];

x=fminunc（f,x0）;

y=f（x）

（7）

积分（quadl）的用法和功能。

10.符号计算实验：

（1）将

化简

（2）求

的解

实验记录

1.一维数组创建实验

（1）直接输入法:

[1234]

ans=

1234

（2）步长生成法:

0:

2:

10

ans=

0246810

（3）定数线性采样法:

linspace（0,5,20）

ans=

Columns1through17

00.26320.52630.78951.05261.31581.57891.84212.10532.36842.63162.89473.15793.42113.68423.94744.2105

Columns18through20

4.47374.73685.0000

（4）定数对数采样法:

logspace（1,2,5）

ans=

10.000017.782831.622856.2341100.0000

2.高维数组创建实验

（1）直接输入法:

[123;987]

ans=

123

987

（2）使用下标:

A（3,3,3）=3

A（:

:

1）=

816

357

492

A（:

:

2）=

000

000

000

A（:

:

3）=

000

000

003

（3）使用低维数组:

clear;C（:

:

3）=[111;222];C（:

:

2）=[111;222]*2;C（:

:

1）=[111;222]*3

C（:

:

1）=

333

666

C（:

:

2）=

222

444

C（:

:

3）=

111

222

（4）使用创建函数:

（cat、repmat、reshape）

cat（3,[111;111],[111;111]*2,[111;111]*3）

ans（:

:

1）=

111

111

ans（:

:

2）=

222

222

ans（:

:

3）=

333

333

repmat（[123;987],[2,2,3]）

ans（:

:

1）=

123123

987987

123123

987987

ans（:

:

2）=

123123

987987

123123

987987

ans（:

:

3）=

123123

987987

123123

987987

reshape（1:

64,4,4,4）

ans（:

:

1）=

15913

261014

371115

481216

ans（:

:

2）=

17212529

18222630

19232731

20242832

ans（:

:

3）=

33374145

34384246

35394347

36404448

ans（:

:

4）=

49535761

50545862

51555963

52566064

3.标准数组创建实验

zeros（3,4）

ans=

0000

0000

0000

ones（3,4）

ans=

1111

1111

1111

eye（9,9）

ans=

100000000

010000000

001000000

000100000

000010000

000001000

000000100

000000010

000000001

magic（4）

ans=

162313

511108

97612

414151

randn（4）

ans=

-0.4326-1.14650.3273-0.5883

-1.66561.19090.17462.1832

0.12531.1892-0.1867-0.1364

0.2877-0.03760.72580.1139

4.矩阵变换实验

Data=rand（4）

Data=

0.30280.37840.49660.8180

0.54170.86000.89980.6602

0.15090.85370.82160.3420

0.69790.59360.64490.289

diag（Data）

fliplr（Data）

flipud（Data）

rot90（Data）

tril（Data）

triu（Data）ans=

0.3028

0.8600

0.8216

0.2897

ans=

0.81800.49660.37840.3028

0.66020.89980.86000.5417

0.34200.82160.85370.1509

0.28970.64490.59360.6979

ans=

0.69790.59360.64490.2897

0.15090.85370.82160.3420

0.54170.86000.89980.6602

0.30280.37840.49660.8180

ans=

0.81800.66020.34200.2897

0.49660.89980.82160.6449

0.37840.86000.85370.5936

0.30280.54170.15090.6979

ans=

0.3028000

0.54170.860000

0.15090.85370.82160

0.69790.59360.64490.2897

ans=

0.30280.37840.49660.8180

00.86000.89980.6602

000.82160.3420

0000.2897

diag（Data,1）/diag（Data,-2）/*以向量v的元素作为矩阵X的第k条对角线元素，当k=0时，v为X的主对角线；当k>0时，v为上方第k条对角线；当k<0时，v为下方第k条对角线。

*/

5.字符串数组创建与操作实验：

（1）str='abvcvcca'

isspace（str）

str1=deblank（str）

isspace（str1）

str=

abvcvcca

ans=

0101010101000111111111

str1=

abvcvcca

ans=

0101010101000

（2）str='abvcvcca'

isspace（str）

str1=strtrim（str）

isspace（str1）

str=

abvcvcca

ans=

11110101010101000111111111

str1=

abvcvcca

ans=

0101010101000

（3）str1='Wehaveagoodteacher.';

str2='good';

str3='great';

str=strrep（str1,str2,str3）

str=

Wehaveagreatteacher.

（4）strread（'3.44271','%6.4f'）

strread（'3.44271','%6.3f'）

ans=

3.4427

1.0000

ans=

3.4420

71.0000

（5）n=strtok（'TLMWRRKHR','W'）

n=

TLM

6.架构数组的创建与操作实验

（1）student.name='liurui';

student.sex='male';

student.age='29';

student.number='S311060095'

student=

name:

'liurui'

sex:

'male'

age:

'29'

number:

'S311060095'

（2）weather=struct（'total','sunny','temp',18,'rainfall',0.0）

fieldnames（weather）

getfield（weather）

weather=

total:

'sunny'

temp:

18

rainfall:

0

ans=

'total'

'temp'

'rainfall'

7.基本运算符号实验

（1）magic（3）+eye（3）

ans=

916

367

493

（2）magic（3）-eye（3）

ans=

716

347

491

（3）magic（3）*eye（3）

ans=

816

357

492

（4）magic（3）.*eye（3）

ans=

800

050

002

（5）magic（3）^2

ans=

916767

679167

676791

（7）x=[1234]

y=[5678]

formatlongg

z=x.^y

x=

1234

y=

5678

z=

164218765536

（8）magic（3）\eye（3）

ans=

0.147222222222222-0.1444444444444440.0638888888888889

-0.06111111111111110.02222222222222220.105555555555556

-0.01944444444444440.188********8889-0.102777777777778

（9）magic（3）/eye（3）

ans=

816

357

492

（10）[1357]./[2458]

ans=

0.50.7510.875

（11）[1357].\[2458]

ans=

21.3333333333333311.14285714285714

（12）kron（magic（3）,eye（3））

ans=

800100600

080010060

008001006

300500700

030050070

003005007

400900200

040090020

004009002

（13）-（16）

A=rand（3,3）

B=A>0.5

C=A<0.7

B&C

B|C

~B

~C

xor（B,C）

A=

0.3411935694148830.3092901597909580.370413556632117

0.53407901762660.8384960449380810.702739913240377

0.7271132169296770.5680724610077760.546571151829106

B=

000

111

111

C=

111

100

011

ans=

000

100

011

ans=

111

111

111

ans=

111

000

000

ans=

000

011

100

ans=

111

011

100

8.矩阵分析实验：

（1）norm（magic（3））

（2）cond（magic（3））

（3）det（magic（3））

（4）rank（magic（3））

（5）eig（magic（3））

（6）null（magic（3））

（7）chol（eye（3））

（8）[L,U]=lu（rand（3））

（9）[Q,R]=qr（rand（3））

（10）[S,V,D]=svd（rand（3））

ans=

15

ans=

4.33012701892219

ans=

-360

ans=

3

ans=

15

4.89897948556636

-4.89897948556636

ans=

Emptymatrix:

3-by-0

ans=

100

010

001

L=

100

0.42998228403360510

0.7093953458172630.558924851050481

U=

0.6614425763823250.06478112296327250.423496256851051

00.9604802030636210.333415864340266

00-0.152********3659

Q=

-0.571080368247274-0.4543176193232-0.683712449627077

-0.298067839727582-0.6612807094714570.688377357414565

-0.7648678159804420.596911487620590.242226959737934

R=

-0.758048464238721-1.08207086599865-0.831749947234468

0-0.3134714022149190.121427394174719

000.308258328761994

S=

-0.7167407655334020.481441384916589-0.504476825941678

-0.3263963313222-0.870905921565484-0.367407553925589

-0.616237056595919-0.09867658623894930.781354478713872

V=

1.4240663833079600

00.4750143006675440

000.103909300080398

D=

-0.69407351285109-0.273285569448231-0.666015732764552

-0.6741753149741770.571212995273730.46819158333943

-0.252486838148083-0.7739707433500110.58070619507649

9.数值计算实验

（1）symsx;f=log（x）;diff（f）;

ans=

1/x

（2）[x,y]=meshgrid（[-5:

0.5:

5]）

z=1./（x.^2-2*x+4）+1./（y.^3-2*y+4）

g=gradient（z）

subplot（1,2,1）,surf（x,y,z）

subplot（1,2,2）,surf（x,y,z,g）

x=

Columns1through6

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.5-3-2.5

-5-4.5-4-3.