电卓matlab实验指导书.docx
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电卓matlab实验指导书
实验1MATLAB集成环境使用与基本操作命令练习
一、实验目的
熟悉MATLAB语言编程环境;熟悉MATLAB语言命令.
二、实验原理
MATLAB是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。
它提供了各种矩阵的运算与操作,并有较强的绘图功能。
1.1基本规则
1.1.1一般MATLAB命令格式为
[输出参数1,输出参数2,……]=(命令名)(输入参数1,输入参数2,……)
输出参数用方括号,输入参数用圆括号如果输出参数只有一个可不使用
括号。
1.1.2%后面的任意内容都将被忽略,而不作为命令执行,一般用于为代码加注释。
1.1.3可用↑、↓键来重现已输入的数据或命令。
用←、→键来移动光标进行修改。
1.1.4所有MATLAB命令都用小写字母。
大写字母和小写字母分别表示不同的变量。
1.1.5常用预定义变量,如pi、Inf、NaN、ans
1.1.6矩阵的输入要一行一行的进行,每行各元素用空格或“,”分开,每行用“;”分开。
如
MATLAB书写格式为A=[123;456;789]
在MATLABZ中运行如下程序可得到A矩阵
a=[123;456;789]
a=
123
456
789
1.1.7需要显示命令的计算结果时,则语句后面不加“;”号,否则要加“;”号。
运行下面两种格式可以看出它们的区别:
a=[123;456;789]a=[123;456;789];
a=
123不显示结果
456
789
1.1.8当输入语句过长需要换行时,应加上“…”后再回车,则可续行输入。
1.2文件管理常用命令
1.2.1帮助(HELP)命令
MATLAB有很多命令,因此很不容易记忆。
使用HELP命令可以得到有关命令的屏幕帮助信息。
如在MATLAB环境下直接运行HELP命令就会在屏幕上给出MATLAB的基本命令以及相关的工具箱软件命令(请自行验证)。
而下面的格式可以得到指定命令的帮助信息,和详细说明。
help命令名
1.2.2save命令
该命令存储定义的变量或演算结果,也可以用来存储指定的变量。
命令格式为
save文件名[变量名表][-append][-ascii]
1.2.3what命令
该命令可以在当目录下显示MATLAB文件和MAT数据文件
1.2.4dir命令
显示当前目录下的所有文件.
1.2.5clear命令
如果输入calearabc,则表示清除工作空间中指定变量a,b,c;如果仅仅输入calear命令,则清除整个工作空间。
1.3矩阵运算
MATLAB具有强大的矩阵运算功能,这里我们只作简单介绍.
1.3.1在MATLAB中表示一个矢量要用方括号,而列矢量的输入只需在行矢量输入格式基础上加转置符“’”即可。
如x=[123;456]
x=
123
456
而x=[123;456]'(加转置符)
x=
14
25
36
1.3.2下面三条命令可以产生一个行矢量
1a=linspace(x,y,n)
2a=logspace(x,y,n)
3a=[x:
n:
y]
第一条命令可以在线性空间产生一个值在x至y之间间隔点数为n的行矢量(一组数据)。
其行矢量的起始值是x,终值为y,点数为n。
第二条命令可以在对数空间产生一个值在10x至10y之间等间隔的行矢量(一组数据)。
第三条命令产生x至y步长为n的行矢量。
但是,三个命令之间存在差别,下面的例子可以说明这一点。
例1x=logspace(0,5,6)
x=
110100100010000100000
例2x=linspace(0,10,11)
x=
012345678910
例3x=[0:
1:
10]
x=
012345678910
通过上面三个例子可以看出例一,例二中n代表选取的点数。
而在例三中n则表示步长.注意它们的区别。
1.3.3矩阵的加,减,乘,除等,和其它语言书写一样。
但要注意的是在运算符前面加有“.”则表示是数组运算,为对应元素的相应操作。
例4请注意下面的不同情况.
a=[12;34];
b=[22;22];
c=a*bc=a.*b
c=c=
6624
141468
c=a/bc=a./b
c=c=
1.0e+015*0.50001.0000
-2.25182.25181.50002.0000
-2.25182.2518
1.4常见数学函数
函数名
数学计算功能
函数名
数学计算功能
abs(x)
实数的绝对值或复数的幅值
floor(x)
对x朝-∞方向取整
acos(x)
反余弦arccos
gcd(m,n)
求正整数m和n的最大公约数
acosh(x)
反双曲余弦arccosh
imag(x)
求复数x的虚部
angle(x)
在四象限内求复数x的相角
lcm(m,n)
求正整数m和n的最小公倍数
asin(x)
反正弦arcsin
log(x)
自然对数(以
为底数)
asinh(x)
反双曲正弦arcsinh
log10(x)
常用对数(以10为底数)
atan(x)
反正切arctan
real(x)
求复数x的实部
atan2(x,y)
在四象限内求反正切
rem(m,n)
求正整数m和n的m/n之余数
atanh(x)
反双曲正切arctanh
round(x)
对x四舍五入到最接近的整数
ceil(x)
对x朝+∞方向取整
sign(x)
符号函数:
求出x的符号
conj(x)
求复数x的共轭复数
sin(x)
正弦sin
cos(x)
余弦cos
sinh(x)
反双曲正弦sinh
cosh(x)
双曲余弦cosh
sqrt(x)
求实数x的平方根:
exp(x)
指数函数
tan(x)
正切tan
fix(x)
对x朝原点方向取整
tanh(x)
双曲正切tanh
例5:
输入x=[-4.85-2.3-0.21.34.566.75],则:
ceil(x)=-4-20257
fix(x)=-4-20146
floor(x)=-5-3-1146
round(x)=-5-20157
1.5关系及逻辑运算
1.5.1关系运算允许常量(或矩阵中的元素与元素)之间的比较.如果比较结果为真,则答案为1,否则为0.常用的关系运算符如下:
<小于,>大于,==等于
<=小于等于,>=大于等于,~=不等于
对于复数”==”和”~=”既比较实部也比较虚部,而其它运算仅比较实部。
例6比较a=[5:
1:
15]与b=[12887101211131415]中的对应元素是否相同,则运行下面程序
a=[5:
1:
15];
b=[12887101211131415];
y=a==b
y=
00010100111
1.5.2MATLAB有三个逻辑运算符.
&逻辑与|逻辑或~逻辑非
在矩阵运算中,以上命令是将两个矩阵中的对应元素进行运算,得到的结果是具有同样元素的矩阵。
例7分别对下面两个矩阵进行逻辑运算.
X=[01;10];Y=[00;10];
X&Y
ans=
00
10
X|Y
ans=
01
10
~X
ans=
10
01
MATLAB在进行混合运算时,其顺序为:
算术运算→关系比较→逻辑运算
例8计算x&y+x>y时,程序首先执行x+y运算,然后将相加结果与y比较,最后将比较结果和x作与运算,运行结果如下。
x=[01;10];
y=[00;10];
x&y+x>y
ans=
01
10
三、实验内容
熟悉MATLAB语言编程环境。
在这一环境中,系统提供了许多编写,调试和执行MATLAB程序的便利工具。
熟悉变量、MATLAB基本数学函数使用,矩阵操作练习,主要包括矩阵的建立,算数运算,逻辑运算和关系运算。
(一)熟悉Matlab的运行环境以及HELP命令,运行demo命令,观看matlab所具有的功能。
(二)验证例题中所有操作。
(三)完成以下各题,将步骤命令写入实验报告,并在机器上运行结果验证。
1.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:
A(2,3)元素A[2][3]
A(:
2)第二列的元素
A(3,:
)第三行的元素
A(:
1:
2:
3)第一列和第三列
A(:
3).*B(:
2)A的第三列分别对应乘以B的第二列
A(:
3)*B(2,:
)以A的第三列的列矩阵和B的第二行的行矩阵相乘
A*B矩阵的乘法
A.*B数组的乘法,对应位置的元素相乘
A^2A与A矩阵相乘矩阵的幂
A.^2A与A数组相乘数组的幂
B/A矩阵的除法
B./A数组的除法
2.输入C=1:
2:
20,则C(i)表示什么?
其中i=1,2,3,…,10;
3.查找已创建变量的信息,删除无用的变量;
4.输入以下程序,察看结果,如果出错给出处理方法并验证。
(1)a=magic(3);b=243;
(2)a=magic(3);b=243;
savemyvarab;savemyvarab–ascii;
clear;pause;clear;
loadmyvar;loadmyvar–ascii;
who
a,b
对,数据的保存与提取。
5.求下列表达式的值。
(1)
程序:
w=sqrt
(2)*(1+0.34245*10^6)
运行结果:
w=
4.8430e+005
(2)
,其中a=3.5,b=5,c=-9.8。
创建M文件如下:
a=input('请输入a的值:
a=');
b=input('请输入b的值:
b=');
c=input('请输入c的值:
c=');
x=(2*pi*a+(b+c)/(pi+a*b*c)-exp
(2))/(tan(b+c)+a)
运行M文件,依次输入a,b,c的值,得出计算结果为:
请输入a的值:
a=3.5
请输入b的值:
b=5
请输入c的值:
c=-9.8
x=
0.9829
四、实验要求
1.预习实验原理.
2.对实验内容编程,上机运行,记录运行结果(图或曲线或数据).
3.写出实验报告.
请输入的值
实验2符号运算
一、实验目的
掌握符号运算的应用.
二、实验原理
(1)符号变量与符号表达式
创建符号变量、符号表达式(函数)的方法:
1)用sym或syms命令创建符号变量.
2)用符号变量创建符号表达式,或用单引号‘’括起来创建符号表达式