Matlab.docx
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Matlab
Matlab应用课程设计任务书
学生姓名:
王兵专业班级:
电信1102班
指导教师:
李达工作单位:
信息工程学院
题目:
Matlab应用第7套综合题
初始条件:
（1）提供实验室机房及其Matlab6.5以上版本软件；
（2）《MATLAB教程》学习。
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求）:
（1）选择一本《MATLAB教程》，认真学习该教程的全部内容，包括基本使用方法、数组运算、矩阵运算、数学运算、程序设计、符号计算、图形绘制、GUI设计等内容；
（2）对该套综合题的10道题，进行理论分析，针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析，画出程序设计框图，编写程序代码（含注释），上机调试运行程序，记录实验结果（含计算结果和图表）。
（3）对实验结果进行分析和总结；
（4）要求阅读相关参考文献不少于5篇；
（5）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。
时间安排:
（1）布置课程设计任务,查阅资料,学习《MATLAB教程》十周；
（2）进行编程设计一周；
（3）完成课程设计报告书一周；
指导教师签名:
年月日
系主任（或责任教师）签名:
年月日
目录
一前言1
1.1MATLAB简介1
1.2MATLAB的功能1
1.3MATLAB的典型应用1
二设计题目3
三设计内容5
3.1题一5
3.2题二5
3.3题三6
3.4题四7
3.5题五14
3.6题六15
3.7题七15
3.8题八17
3.9题九18
3.10题十19
四课程设计心得22
参考文献23
一前言
1.1MATLAB简介
MATLAB软件由美国MathWorks公司于1984年推出，经过不断的发展和完善，如今己成为覆盖多个学科的国际公认的最优秀的数值计算仿真软件。
MATLAB具备强大的数值计算能力，许多复杂的计算问题只需短短几行代码就可在MATLAB中实现。
作为一个跨平台的软件，MATLAB已推出Unix、Windows、Linux和Mac等十多种操作系统下的版本，大大方便了在不同操作系统平台下的研究工作。
MATLAB软件具有很强的开放性和适应性。
在保持内核不变的情况下，MATLAB可以针对不同的应用学科推出相应的工具箱（toolbox），目前己经推出了图象处理工具箱、信号处理工具箱、小波工具箱、神经网络工具箱以及通信工具箱等多个学科的专用工具箱，极大地方便了不同学科的研究工作。
国内已有越来越多的科研和技术人员认识到MATLAB的强大作用，并在不同的领域内使用MATLAB来快速实现科研构想和提高工作效率。
MATLAB提供了20类图像处理函数,涵盖了图像处理的包括近期研究成果在内的几乎所有的技术方法,是学习和研究图像处理的人员难得的宝贵资料和加工工具箱。
这些函数按其功能可分为:
图像显示;图像文件I/O;图像算术运算;几何变换;图像登记;像素值与统计;图像分析;图像增强;线性滤波;线性二元滤波设计;图像去模糊;图像变换;邻域与块处理;灰度与二值图像的形态学运算;结构元素创建与处理;基于边缘的处理;色彩映射表操作;色彩空间变换;图像类型与类型转换。
1.2MATLAB的功能
1）强大的科学计算机数据处理能力
2）出色的图形处理功能
3）应用广泛的模块集合工具箱
4）实用的程序接口和发布平台
1.3MATLAB的典型应用
1）数据分析
2）数值与符号计算；
3）工程与科学绘图；
4）控制系统设计；
5）航天工业；
6）汽车工业；
7）生物医学工程；
8）语音处理；
9）图像与数字信号处理；
10）财务、金融分析；
11）建模、仿真及样机开发；
12）新算法研究开发；
13）图形用户界面设计。
二设计题目
第7套题：
Matlab应用课程设计7
1.求[100,200]之间第一个能被21整除的整数。
2.绘制余弦曲线y=cos（x）和指数函数y=x^2曲线。
3.计算2+4+6...+100的值，当和大于2000时终止计算。
4.分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。
X=0:
0.25:
3;
Y=X.*exp（-X）;
plot（X,Y）,xlabel（‘x’）,ylabel（‘y’）,title（‘y=x*exp（-x）’）;
A=zeros（3,5）
A（:
）=-7:
7
L=abs（A）>4
islogical（L）
X=A（L）
A=[1:
5;6:
10]
pow2（A）
A=zeros（3,2）
A（:
）=1:
6
A=A*（1+i）
A1=A.’
B1=A’
A=ones（2,3）
B=ones
（2）
C=eye（4）
D=diag（C）
E=repmat（C,1,3）
5.利用while…end循环结构编程求出1+3+5…+101的值。
6.随机生成一个10000×3的矩阵，并绘制其柱状图。
7.利用switch…case编写以下程序：
某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下（商品价格用price来表示）：
price<200无折扣
200
price<5005％折扣
500
price<100010％折扣
Price
100015％折扣
输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
8.利用函数调用编写函数文件，求半径r分别为0.5与5时圆的面积与周长。
9．已知
，其中t的范围是[010]，计算y的微分和积分并给出曲线图。
10.编写程序，用plot（x,y）绘制下图所示曲线。
a）b）
三设计内容
3.1题一
1.求[100,200]之间第一个能被21整除的整数。
分析；要求（100,200）之间第一个能被21整除的整数，首先需要一个循环变量n，使其从100到200按步长为1递增，每增加1就用21去除看能否整除，若不能则继续循环，若能则跳出循环，输出n即为所需整数。
1）.程序如下
forn=100:
200%定义n的区间为100到200的for循环语句
ifrem（n,21）~=0%用if语句来判断n除以21的结果是否为0
continue%终止当前循环回到循环体的开头准备执行下一次循环
end%结束if循环
break%跳出for循环
end%结束for循环
n%显示n
2）.运行结果为
>>n
n=
105
3.2题二
2.绘制余弦曲线y=cos（x）和指数函数y=x^2曲线。
分析：
绘制曲线用plot函数。
为方便观察两个图像，应适当设置横纵坐标的大小，这需要用到axis（[xminxmaxyminymax]）函数。
设置其x在（0,2pi），y为（-3,3）较为合适。
1）程序如下
x=0:
pi/30:
2*pi;%产生一个0到2pi的等差数列
y1=cos（x）;y2=x.*x;%定义关于y1和y2的函数
plot（x,y1,'-ro',x,y2）%将y1y2的图像以不同的样式绘制出来
axis（[0,2*pi,-3,3]）%定义x和y的最值
h=legend（'cos_x','x.*x',2）;%添加两个函数的标注
2）运行结果为
图3-2
3.3题三
3.计算2+4+6...+100的值，当和大于2000时终止计算。
分析：
此题为求偶数的和第一次大于2000时的值，因此要设置累加后的值放在sum里面，用while循环，令m的初值为2步长为2，终值为100.
1）程序如下：
sum=0;%定义sum的初值为0
m=2;%定义m的初值为2
whilesum<=2000%当和小于等于2000时执行循环
sum=sum+m;%求和
m=m+2;%m的值增加2
end
sum%输出m
m%当和大于2000时的第一个m
2）运行结果如下：
sum=
2070
m=
92
3.4题四
4.分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。
3.4.1
（1）X=0:
0.25:
3;
Y=X.*exp（-X）;
plot（X,Y）,xlabel（‘x’）,ylabel（‘y’）,title（‘y=x*exp（-x）’）;
分析：
此题中需要用到绘制二维图形的基本函数plot，常用形式为plot（x,y1,x,y2）。
并用title（‘y=x*exp（-x）’）为他加上图形标题；以及用xlabel（‘x’）为他加上x轴说明；和用ylabel（‘y’）为他加上y轴说明。
应注意从老师题目中直接复制到matlab窗口后是不能执行的，因为word文档中的“‘”是中文状态下输入的，在matlab中需用英文输入法状态下的“’”来输入才能执行。
1）程序如下：
x=0:
0.25:
3;
y=x.*exp（-x）;
plot（x,y）,xlabel（'x'）,ylabel（'y'）,title（'y=x*exp（-x）'）;
2）运行结果如下：
图3-4-1
3.4.2
（2）A=zeros（3,5）
A（:
）=-7:
7
L=abs（A）>4
islogical（L）
X=A（L）
分析：
A=zeros（3,5）会产生一个3*5阶的全0矩阵A，A（:
）=-7:
7会将矩阵元素从-7到7依次赋值，L=abs（A）>4会标记矩阵A中元素的绝对值大于4的元素，islogical（L）判断L是不是逻辑数，X=A（L）取出A中绝对值大于4的元素组成一个新的矩阵A。
1）程序如下：
A=zeros（3,5）
A（:
）=-7:
7
L=abs（A）>4
islogical（L）
x=A（L）
2）结果如下：
>>
A=
00000
00000
00000
A=
-7-4-125
-6-3036
-5-2147
L=
10001
10001
10001
ans=
1
x=
-7
-6
-5
5
6
7
3.4.3
（3）A=[1:
5;6:
10]
pow2（A）
分析：
A=[1:
5;6:
10]为矩阵的第一行从1到5依次赋值，第二行，从6到10依次赋值，pow2（A）将A按矩阵运算出平方。
1）程序如下：
A=[1:
5;6:
10]
pow2（A）
2）结果如下：
A=
12345
678910
ans=
2481632
641282565121024
A=
12345
678910
ans=
2481632
641282565121024
3.4.4
（4）A=zeros（3,2）
A（:
）=1:
6
A=A*（1+i）
A1=A.’
B1=A’
分析：
A=zeros（3,2）得到一个3*2的全零矩阵。
A（:
）=1:
6将1到6内的整数值赋给A，形成新的矩阵A。
A=A*（1+i）计算A*（1+i），得到新矩阵A。
A1=A.'得到非共轭转置矩阵A1。
B1=A'得到共轭转置矩阵B1。
1）程序如下：
A=zeros（3,2）
A（:
）=1:
6
A=A*（1+i）
A1=A.'
B1=A'
2）运行结果如下：
A=
00
00
00
A=
14
25
36
A=
1.0000+1.0000i4.0000+4.0000i
2.0000+2.0000i5.0000+5.0000i
3.0000+3.0000i6.0000+6.0000i
A1=
1.0000+1.0000i2.0000+2.0000i3.0000+3.0000i
4.0000+4.0000i5.0000+5.0000i6.0000+6.0000i
B1=
1.0000-1.0000i2.0000-2.0000i3.0000-3.0000i
4.0000-4.0000i5.0000-5.0000i6.0000-6.0000i
3.4.5
（5）A=ones（2,3）
B=ones
（2）
C=eye（4）
D=diag（C）
E=repmat（C,1,3）
分析：
A=ones（2,3）得到2*3全1矩阵A。
B=ones
（2）得到全1二阶方阵B。
C=eye（4）得到四阶单位矩阵C。
D=diag（C）提取C的对角矩阵D。
E=repmat（C,1,3）复制矩阵C并在第一行平铺三个。
1）程序如下：
A=ones（2,3）
B=ones
（2）
C=eye（4）
D=diag（C）
E=repmat（C,1,3）
2）结果如下：
A=
111
111
B=
11
11
C=
1000
0100
0010
0001
D=
1
1
1
1
图3-4-1
（老师，由于这个复制粘贴后就没有原来的格式了，就不能显示是一行平铺三个了，所以就截图了）
3.5题五
5.利用while…end循环结构编程求出1+3+5…+101的值。
分析：
用while…end循环结构编程求1+3+5…+101需要一个循环变量k和一个累加变量s，最终得到的s即为求和的值。
1）程序如下：
s=0;%定义s并赋初值0
k=1;%定义k并赋初值1
whilek<102%当k小于102时执行下面的操作
s=s+k;
k=k+2;
end
s%输出m的值
2）结果如下：
s=
2601
>>
3.6题六
6.随机生成一个10000×3的矩阵，并绘制其柱状图。
分析：
生成随即矩阵需要用到函数rand（），绘制柱状图需要用到函数bar（）。
1）程序如下：
A=rand（10000,3）;
bar（A）
2结果如下
图3-6-1
3.7题七
7.利用switch…case编写以下程序：
某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下（商品价格用price来表示）：
price<200无折扣
200
price<5005％折扣
500
price<100010％折扣
Price
100015％折扣
输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
分析：
用switch语句来编写，需要将价格的不同区间对应不同的数字，用fix函数将price/100的结果靠近0取整后，可以使小于200对应情况为【01】，200到500对应情况为【234】，500到1000对应情况为【5789】。
同时为避免用户输入负数这种不可能出现的价格情况，用while语句设置一个循环判断，是用户输入小于0的数字时提示其输入错误，需要重新输入，这样的话剩下的最后一种情况即为价格大于1000的情况，可以用otherwise语句编写。
1）程序如下：
price=input（'price'）;
whileprice<0
disp（'请输入大于0的数据'）
price=input（'price'）;
end
switchfix（price/100）%取price/100后接近0的数
case{0,1}
rate=0;
case{2,3,4}
rate=5/100;
case{5,6,7,8,9}
rate=10/100;
otherwise
rate=15/100;
end
price=price*（1-rate）%计算商品的价格
2）结果如下：
1）当输入小于0的数据时
-100
ans=
-100
price-100
请输入大于0的数据
2）当输入200到500之间的数据时
price200
price=
190
3）当输入500到1000直接的数据时
price800
price=
720
4）当输入大于1000的数据时
price2000
price=
1700
3.8题八
8.利用函数调用编写函数文件，求半径r分别为0.5与5时圆的面积与周长。
分析：
编写函数文件首先要用到function语句，该程序需要输入半径r一个变量，然后输出周长l与面积s两个变量。
周长计算公式为l=2*pi*r,面积计算公式为s=pi*r*r。
1）程序如下：
function[sl]=circle（r）%声明函数circle
s=pi*r^2;%求面积
l=2*pi*r;%求周长
s
l
end
2）结果如下：
>>circle（0.5）；
s=
0.7854
l=
3.1416
>>circle（5）;
s=
78.398
l=
31.4159
3.9题九
9．已知
，其中t的范围是[010]，计算y的微分和积分并给出曲线图。
分析：
首先需要定义两个变量t和y，将所求函数用y=exp（-1）*cos（t）表示出来，求积分需要用到int（）函数，求微分需要用到diff（）函数，vpa函数用于控制精度，画图像用ezplot（）函数比较简单，只需方程式即可画出图像。
1）程序如下：
symstyabcd%定义变量ty
y=exp（-1）*cos（t）%表达出函数y=exp（-1）*cos（t）
a=int（y,0,10）;%求y的积分并赋给a
b=diff（y,0,10）;%求y的微分并赋给b
ezplot（y,[0,10]）%画出y的图像
c=vpa（a）;%控制a的精度后并把其赋给c
d=vpa（b）;%控制b的精度后并把其赋给d
c
d
2）运行如下
c=
-.20013418225944862880696669467031
d=
-.36787944117144233402427744294982*cos（t）
图3-9
3.10.题十
10.编写程序，用plot（x,y）绘制下图所示曲线。
3.10.1
分析：
有图像很容易可以求出函数的表达式为y=3*x+1，x取值范围为（0,5），画图像可以用到plot（）函数，再用xlabel（'x'）,ylabel（'y'）两个语句确定其横纵坐标轴的名称。
1）程序如下：
x=0:
0.001:
5;
y=3*x+1;
plot（x,y）;%画出y的曲线
xlabel（'x'）,ylabel（'y'）;
2）结果如下：
图10-1-1
3.10.2
分析：
容易看出这是两个表达式的图像所形成的图形，分别为y1=x+1和y2=-x+3，可以用plot（）函数画出其图形，但要注意的是画出第一个图形后需要用holdon语句将第一个图形锁住，再画第二个图形，否则第二个图形会将第一个图形覆盖，无法得出如题所示图形。
1）程序如下：
x=0:
0.1:
1;
y1=x+1;
y2=-x+3;
plot（x,y1）,holdon,plot（x,y2）;%画出y1和y2的两条曲线并同时显示
2）结果如下：
图3-10-2
四课程设计心得
Matlab作为一款数学处理软件，其功能是非常强大的，通过对该软件的学习，我有学会了一种方法去解决比较纠结的数学问题。
刚开始我是先找了一本电子工业出版社的《MATLAB及在电子信息工程课程中的应用》这本书，通过对这本书的学习，我对Matlab有了初步的了解，然后又在网上找了些视频，跟着学做了几次就开始自己做了，感觉只要是以认真学Matlab不是很难。
首先，Matlab是针对矩阵的，然后好多的与方程的解有关的问题便迎刃而解，还有就是比较强大的绘图功能，以前在高中的时候只看过书本上做的一些比较复杂的图像，但现在可以自己做感觉还是蛮激动的，Matlab有个很方便的工具，就是它的帮助，遇到什么不懂的问题只要查一下help就能解决了。
在help中输入不理解的函数语句，就会弹出非常详细的解释，当然这是全英文的，不过正好可以锻炼一下我的英文水平。
遇到看不懂的，可以自己把它导入有道里面，一般都能找到翻译，还有些错误不能解决的我就自己还上网XX，越发局的XX是一个非常强大的搜索引擎，上面有好多与Matlab相关的知识，所以说网络是个非常好的学习语言的平台，可以通过网络与其他人交流经验。
通过这次课程设计，我体会到了Matlab的强大功能，其次就是它在我们专业中的用处也是很大的，比如说在信号处理和自动控制上的应用等等，以后我还得深入学习Matlab,并在以后的专业学习中去应用它.
参考文献
[1]唐向宏.MATLAB及在电子信息类课程中的应用.电子工业出版社.2006年
[2]穆尔.MATLAB实用教程（第二版）.电子工业出版社.2010年
[3]陈杰.MATLAB宝典（第3版）.电子工业出版社.2011年
[4]刘保柱.MATLAB7.0从入门到精通（修订版）.人民邮电出版社.2010年
[5]陈怀琛.MATLAB及在电子信息课程中的应用.电子工业出版社.2006年
[6]张琨.MATLAB2010从入门到精通.电子工业出版社.2011年
[7]薛山.MATLAB基础教程.清华大学出版社.2011年
[8]张圣勤.MATLAB7.0使用教程.机械工业出版社.2006年
本科生课程设计成绩评定表
姓名
王兵
性别
男
专业、班级
电子信息工程1102班
课程设计题目：
Matlab应用第7套综合题
课程设计答辩或质疑记录：
1.函数abs是什么意思？
答：
是对一个数取绝对值的意思。
2.在一个坐标里面绘制两个函数怎么区分两个函数？
答：
这个由于在打印后都是黑色的不能进行区分，因此我用了legend函数对
其进行了标注，而且用了不同的样式绘制两个图案。
3.函数islogical是什么意思？
答：
判断输入参数是否是逻辑类型。
True时即为逻辑1，false时即为逻辑0。
成绩评定依据：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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