MATLAB程序实验参考答案doc.docx
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MATLAB程序实验参考答案doc
MATLAB程序设计与应用（第二版）实验参考答案
%实验一MATLAB运算基础
%第一题
%
（1）
z1=2*sin（85*pi/180）/（1+exp
（2））
%
（2）
x=[2,l+2i;・0.45,5];
z2=0.5*log（x+sqrt（1+x.A2））
%（3）
a=-3.0:
0.1:
3.0;
z3=（exp（0.3*a）-exp（-0.3*a））/2.*sin（a+0.3）+log（（0.3+a）/2）
%（4）
t=0.05,25.
z4=t/2.*（t>=0&t=l&t<2）+（t.A2-2*t+l）.*（t>=2&t<3）
%第二题
A=[1234-4;34787;3657];
B=[l3-l;203;3-27];
A+6*B
A-B+eye（size（A））
A*B“
A.*B
AA3
A.A3
A/B
B\A
[A,B]
[A（[1,3],：
）；BA2]
%第三题
A=[l2345;678910;ll12131415;1617181920;2122232425]
B=[3016;17-69;023-4;970;41311]
C=A*B
F=size（C）
D=C（F
（1）.2:
F
（1）,F
（2）-1:
F
（2））
whos
%第四题
%
（1）：
A=100:
999;
B=rem（A,21）;
C=length（find（B==O））
%
（2）：
A='lsdhKSDLKklsdkl';
k=find（A>='A,&A<='Z'）;
A（k）=[]
%实验二MATLAB矩阵分析与处理
%第一题
E=eye（3）;
R=rand（3,2）;
O=zeros（2,3）;
S=diag（[2,3]）;
A=[E,R;O,S];
AA2
B=[E,（R+R*S）;O,S^2]
%第二题
H=hilb（5）
P=pascal（5）
Hh=det（H）
Hp=det（P）
Th=cond（H）
Tp=cond（P）
%第三题：
A=fix（10*rand（5））
H=det（A）
Trace=trace（A）
Rank=rank（A）
Norm=norm（A）
%第四题：
A=[・29,6,18;20,5,12;-8,8,5]
[V,D]=eig（A）
%数学意义略
%第味题方法一：
%
（1）：
A=[l/2,l/3,l/4;l/3,l/4,l/5;l/4,l/5,l/6];
b=[0.95,0.67,0.52]*;
x=inv（A）*b
%⑵：
B=[0.95,0.67,0.53]';
x=inv（A）*B
%（3）:
cond（A）
%第五题方法二：
A=hilb（4）
A（：
l）=[]
A（4,:
）=[]
B=[0.95,0.67,0.52]';
X=inv（A）*B
Bl=[0.95,0.67,0.53]';
Xl=inv（A）*Bl
N=cond（B）
Nl=cond（Bl）
Na=cond（A）%矩阵A为病态矩阵
%第六题
A=[l,4,9;16,25,36;49,64,81]
B=sqrtm（A）
C=sqrt（A）%sqrtm函数是以矩阵为单位进行计算，sqrt函数是以矩阵中的元素进行计算
%实验三选择程序结构设计
%第一题程序一
x=[・5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0];
y=[];%建立存放所有y值的矩阵
forx0=x
ifx0<0&x0~-3
y=[y,x0*x0+x0-6];
elseifx6>=O&xOv5&x6〜=2&x0〜=3
y=[y,xO*xO-5*xO+6];
else
y=[y,x0*x0-x0-l];
end
end
X%输出所有X
y%输出所有y
%第一题程序二'
x=[-5,-3,l,2,2.5,3,5];
y=[];
fora=l:
7
ifx（a）v0&x（a）〜=・3
y=[y,（x（a））A2+x（a）-6];
elseifx（a）>=0&x（a）v5&x（a）〜=2&x（a）〜=3
y=[y,（x（a））A2-5*x（a）+6];
else
y=[y,x（a）*x（a）・x（a）-l];
end
end
%第二题程序一：
x=input（"请输入一个百分制成绩：
，）；
ifx>100|x<0
dispC您输入的成绩不是百分制成绩，请重新输入。
else
ifx<=100&x>=90
disp（'A'）;
elseifx<=89&x>=80
disp（'B'）;
elseifx<=79&x>=70
disp（'C'）;
elseifx<=69&x>60
disp（'D'）;
else
disp（E）;
end
end
%第二题程序二：
s=input（请输入一个成绩（0分到100分之间）：
，）；％s用于存放成绩
while1%判断输入成绩的合理性
ifs<0|s>100
disp（输入的成绩需在0到100之间，请重新输入：
）
s=input（,请输大一•个成绩（0分到100分之I、旬）：
*）；
else
break;
end
end
switchfix（s/10）%对成绩做出等级判断
case{9,10}
disp（*A*）
case8
disp（'B'）
case7
disp（'C'）
case6
disp（'D'）
otherwise
disp（'E'）
end
%第三题
n=input（「清输入员工工号：
，）；
h=inputf该员工工作时数是:
ifh>120
x=（h.120）*84*（l+0.15）+120*84;
elseifh<60
x=h*84-700;
else
x=h*84;
end
disp（[num2str（n）/号员工7的应发工资为，,num2str（x）]）;
%为囱题（还可以用switch语句实现）
a=fix（10+（99-10）*rand（l,2））%产生两个随机整数
x=a⑴；
y=a
（2）;、、一
t=input（请输入运算符号：
ift=='+'
z=x+y;
elseift=='・'
z=x-y;
elseift==*
z=x*y;
elseift==7'
z=x/y;
end
disp（[num2str（x）,t,num2str（y）,-',num2str（z）]）%输出运算结果
%第五题
a=rand（5,6）%产生5x6的随机矩阵
n=input（请输入您要输出矩阵的第几行：
'）;
ifn>5
disp（超出了矩阵的行数，矩阵的最后一行为：
，）
a（5,:
）
else
disp（[*矩阵的第0um2str（n）,行为：
*]）
a（n,:
）
end
%实验四循环结构程序设计
%第一题程序一
s=0;
n=input（^n=?
^）;
fori=l:
n
s=s+l/i/i;
end
PI=sqrt（6*s）
Pi
%第一题程序二
n=input（'n=?
'）;
a=l:
n;
b=l./a.A2;
PI=sqrt（6*sum（b））
Pi
%第二题
y=o；
n=l;
while（y<3）
y=y+l/（2*n-l）;
n=n+l;
end
y=y-l/（2*（n-l）-l）
n=n-2
%昆三题
a=input（'a=?
'）;
b=input（^b=?
^）;
Xn=l;
Xnl=a/（b+Xn）;
n=0;
whileabs（Xn1-Xn）>1e-5
Xn=Xnl;
Xnl=a/（b+Xn）;
n=n+l;
ifn==500
break;
end
end
n
Xnl
rl=（-b+sqrt（b*b+4*a））/2
r2=（-b-sqrt（b*b+4*a））/2
%第四题
fori=l:
100
ifi==l
f（i）=l；
elseifi==2
f（i）=0;
elseifi==3
f（i）=l；
else
f（i）=Hi-l）-2*f（i-2）+f（i-3）;
end
end
max（f）
min（f）
sum（f）
length（find（f>0））
length（find（f==O））
length（find（f<0））
%第五题：
s=O;n=O;
fori=2:
49
b=i*（i+l）-l;
m=fix（sqrt（b））;
forj=2:
m
ifrem（b,j）==0
break
end
end
ifj==m
n=n+l;
s=s+b;
end
end
n
s
%实验五函数文件
%第_题
functiony=matl（x）%建立函数文件matl.m
y=[exp（x）,log（x）,sin（x）,cos（x）]；
%在斋令窗口调用上述函数文件：
y=matl（l+i）
%第二题程序一
function[a,b,N,M]=shiyanwu2（m,n,t）
A=[m*cos（t*pi/180）,-m,-sin（t*pi/180）,0;m*sin（t*pi/180）,0,cos（t*pi/180）,0;0,n,-sin（t*pi/180）,0;0,0
，-cos（t*pi/180）,1];
B=[O,9.8*m,O,6.§*n];
C=inv（A）*B';
a=C（l）;
b=C⑵；
N=C⑶；
M=C（4）;
%在命令窗口调用该函数文件：
m]=input（'m]='）;
m2=input（'m2='）;
theta=input（,theta=,）;
[al,a2,N1,N2]=shiyanwu2（ml,m2,theta）
%第二题程序二
functionX=mat2（ml,m2,t）
g=9.8;
A=[ml*cos（t*pi/l80）,-ml,-sin（t*pi/l80）,0;ml*sin（t*pi/l80）,0,cos（t*pi/l80）,0;0,m2,-sin（t*pi/l80）
0;0,0,・cos（t*pi/180）,1];
B=[0;ml*g;0;m2*g];
X=inv（A）*B;
%在命令窗口调用该函数文件：
X=mat2（l,l,60）
%第=题
functionflag=mat3（x）
flag=l;
fori=2:
sqrt（x）
ifrem（x,i）==0
flag=O;
break;
end
end
%在命令窗口调用该函数文件：
fori=10:
99
j=10*rem（i,10）+fix（i/10）;
ifmat3（i）&mat3（j）
disp（i）
end
end
%第四题
functiony=fx（x）
y=l./（（x-2）.A2+0.1）+1./（（x-3）.A4+0.01）;
%在命令窗口调用该函数文件：
y=fx
（2）
a=[l,2;3,4];
y=fx（a）
%第五题
%（D
functionfl=mat5（n）
fl=n+10*log（n*n+5）;
%在命令窗口中调用该函数文件：
y=mat5（40）/（mat5（30）+mat5（20））
%
（2）方法一
functionf2=mat6（n）
f2=0;
fori=l:
n
f2=f2+i*（i+l）;
end
%在命令窗口中调用该函数文件如：
y=mat6（40）/（mat6（30）+mat6（20））
%
（2）歹法二
functionf2=mat7（n）
i=l:
n;
m=i.*（i+l）;
f2=sum（m）;
end
%在命令窗口中调用该函数文件如：
y=mat7（40）/（mat7（30）+mat7（20））
%实验六高层绘图操作
%第一题：
x=linspace（0,2*pi,101）;
y=（0.5+3*sin（x）./（l+x.A2））.*cos（x）;
plot（x,y）
%第二题：
%
（1）
x=linspace（-2*pi,2*pi,l00）;
yl=x.A2;
y2=cos（2*x）;
y3=yl.*y2;
plot〔x,yl,3,x,y2,k「,x,y3」y--，）；
text（4,16,Meftarrowyl=xA2*）;
text（6*pi/4,-1/\downarrowy2=cos（2*x）'）;
text（-1.5*pi,-2.25*pi*pi,*\uparrowy3=yl*y2'）;
%
（2），
x=linspace（-2*pi,2*pi,100）;
yl=x.A2;
y2=cos（2*x）;
y3=y].*y2；
subplot（1,3,1）;%分区
plot（x,yl）;
title（'yl=xA2'）;%设置标题
subplot（l,3,2）;
plot（x,y2）;
title（,y2=cos（2*x）*）;
subplot（l,3,3）;
plot（x,y3）;
title（*y3=xA2*cos（2*x）*）;
%（3）
x=linspace（-2*pi,2*pi,20）;
yl=x.A2;
subplot（2,2,l）;%分区
bar（x,yl）;
titlefyl=xA2的条形图，）;％设置标题
subplot（2,2,2）;
stairs（x,yl）;
title（*yl=xA2的阶梯图
subplot（2,2,3）；
stem（x,yl）;
title（*yl=xA2的杆图）；
subplot（2,2,4）;
fill（x,y1如果少了F则会出错
titleCyl=xQ的填充图）；
%其他的函数照样做。
%第三题
x—_5.001.5.
y=[];%•起焰'设y为空向量
forxO=x
ifx0<=0%不能写成x0=<0
y=[y,（xO+sqrt（pi））/exp⑵];%将x对应的函数值放到y中
y=[y,0.5*log（xO+sqrt（l+xOA2））];end
a=input（'a='）;
b^input（^'）;
n=input（*n=,）;
t=-2*pi:
0.01:
2*pi;
r=a*sin（b+n*t）;
polar（t,r）
%筹五题
x=linspace（-5,5,21）;
y=linspace（0,10,31）；
[x,y]=meshgrid（x,y）;%在[.5,5]*[0,10]的范围内生成网格坐标
z=cos（x）.*cos（y）.*exp（-sqrt（x.A2+y.A2）/4）;
subplot（2,l,l）;
surf（x,y,z）;
subplot（2,l,2）;
contour3（x,y,z,50）;%其中50为高度的等级数，越大越密
%第六题
ezsurf（'cos（s）*cos（t）7cos（s）*sin（t）7sin（s）,,[0,0.5*pi,0,1.5*pi]）;%利用ezsurf隐函数
shadinginterp%遂行插值着色处理
%实验八数据处理与多项式运算
%第一题
%
（1）
A=rand（1,30000）;
b=mean（A）
std（A,0,2）
%Q）
max（A）
min（A）
%（3）
n=0;
fori=l:
30000ifA（i）>0.5n=n+l;
end
end
p=n/30000%第二题%
（1）A=45+51*rand（100,5）;[Y,U]=max（A）[a,b]=min（A）%
（2）m=mean（A）s=std（A）%（3）sum（A,2）[Y,U]=max（ans）[a,b]=min（ans）%（4）
[zcj,xsxh]=sort（ans）%第三题h=6:
2:
18;
x=6.5:
2:
17.5;
tl=[18,20,22,25,30,28,24];t2=[15,19,24,28,34,32,30];Tl=spline（h,tl,x）T2=spline（h,t2,x）%第四题
x=l:
0.1:
101;
yl=logl0（x）;
p=polyfit（x,yl,5）
y2=polyval（p,x）;
plot（x,yl,?
x,y2,=）%第五题
%
（1）
pl=[l,2,4,0,5];
p2=[l,2]；
p3=[l,2,3];
p=p1+[0,conv（p2,p3）]%为使两向量大小相同，所以补0
%Q）
A=roots（p）
%（3）
A=[-l,1.2,.1.4;0.75,2,3.5;0,5,2.5];
polyval（p,A）
%（4）
polyvalm（p,A）
%实验十五综合实验
%第一题
%定义函数文件
functionzp=fs（z,n）
zp=0;
z=0;
fork=l:
n;
z=l+imag（z）-1.4*real（z）A2+i*real（z）*0.3;
zp=[zp,z];
end
%在主窗口调用该函数：
n=30000;
z=0;
zp=fs（z,n）;
plot（zp,'p','markersize',2,'color',F）
%第二题
quad（'l/sqrt（2*pi）*exp（・x.*x/2）',0,1）
symsx
int（l/sqrt（2*pi）*exp（-x.*x/2）,0,1）
%第三题
%定义函数文件
functiondx=apollo（t,x）
mu=l/82.45;
mustar=l-mu;
rl=sqrt（（x
（1）+mu）A2+x（3）A2）;
r2=sqrt（（x
（1）-mustar）A2+x（3）A2）;
dx=[x
（2）;2*x（4）+x
（1）-mustar*（x
（1）+mu）/r1A3-mu*（x（l）-mustar）/r2A3;
x（4）;-2*x
（2）+x（3）-mustar*x（3）/rlA3-mu*x（3）/r2A3];
%在主窗口调用该函数：
x0=[1.2;0;0;-1.04935751];
options=odeset（,reltor,1e-8）;
%该命令的另一种写法是options=odeset;options.reltol=1e-8;
[t,y]=ode45（@apollo,[0,20],x0,options）;
plot（y（:
l）,y（:
3））%绘制x和y图像，也就是卫星的轨迹
titlefAppollo卫星运动轨迹）
xlabel（'X'）
ylabel（Y）
%第四题
%这是一个力矩平衡问题，可列方程：
500x1,5xcosa=400x2.0xcos（7r/3-a）
%解得a=26.8021°o
%程序一：
迭代法解方程
xl=input（'xl=?
'）;
x=pi/3.0-acos（15.0*cos（x1）/16）;
whileabs（x-xl）>=10e-8
xl=x;
x=pi/3.0-acos（15.0*cos（x1）/16）;
ifx>pi/3.0
end
disp（,error,）;
end
尸xl*180/pi
%程序二：
利用绘图功能
%分别绘制两个小孩所产生力矩随a变化的曲线，两曲线的交点即是跷跷板平衡时的a
%第一个小孩产生的力矩
%第二个小孩产生的力矩
%找平衡点
alpha=linspace（0,pi/2,80000）;
ml=500*1.5*cos（alpha）;
m2=400*2*cos（pi/3-alpha）;1
k=find（abs（ml-m2）alphaO=alpha（k）;
m0=500*i.5*cos（alpha0）;
plot（alpha,ml,alpha,m2,alpha。
m0,kp，）；
alpha=alpEaO*180/pi%化为角度
%第五题
clear;close;
fplotC18-tA（2/3）',[0,20]）;gridon;holdon;
fjplot（,5+t+2*tA（2/3）,,[0,20]；r,）;holdoff;
%发现t约为4
[t,f,h]=fsolve（,18-xA（2/3）-5-x-2*xA（2/3）,,4）
%求得t=4.6465
t=linspace（0,t,100）;y=18-t.A（2/3）-5-t-2*t.A（2/3）;
trapz（t,y）-20
%最大利润6.3232（百万元）
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