matlab实验报告实验3.docx

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matlab实验报告实验3

学生实验报告

开课学院及实验室：

机电学院2012年11月30日

学院

机电学院

年级、专业、班

姓名

学号

实验课程名称

MATLAB程序设计

成绩

实验项目名称

实验3：

数值数组及其运算

指导老师

一、实验目的

1、掌握一维数组的创建方法；掌握一维数组子数组的寻访和赋值方法；

2、掌握二维数组的创建方法；掌握二维数组子数组的寻访和赋值方法；

3、掌握数组的各种运算，理解数组运算和矩阵运算的区别。

二、实验原理

1、数组的创建和寻访

数值数组（NumericArray）和数组运算（ArrayOperations）始终是MATLAB的核心内容。

自MATLAB5.x版起，由于其“面向对象”的特征，这种数值数组（以下简称为数组）成为了MATALB最重要的一种内建数据类型（Built-inDataType），而数组运算就是定义在这种数据结构上的方法（Method）。

数组是指实数或复数组成的长方阵列（Array），可以是一维、二维、三维或更高的维数。

不同维数的数组创建和访问的方法有相同之处，也有不同之处。

一维数组的创建方法有：

（1）逐个输入法；

（2）冒号生成法；（3）定数线性采样法；（4）定数对数生成法。

对于一维数组的寻访，常用的有以下几种类型：

（1）x（3）；

（2）x（[125]）；（3）x（1:

3）；（4）x（3:

end）；（5）x（3:

-1:

1）；（6）x（find（x>0.5））；（7）x（[12344321]）。

在这里假设x是长度为5的一维数组。

二维数组则是由实数或复数排列称矩形而成。

二维数组和矩阵在数据结构上相同；一个矩形阵列是二维数组或矩阵取决于所使用的运算符号。

二维数组的创建方法有：

（1）直接输入法，用于生成较小数组；

（2）利用M文件创建和保存数组，用于经常要调用的数组，尤其是较大而且复杂的数组。

对于二维数组的寻访，常用的有以下几种类型：

（1）全下标标识法，如A（2,3）；

（2）单下标标识法，如A（10），这种方法比较少用；（3）单下标全元素标识，如A（:

），指的是A的各列按先左后右的次序、首尾相接排成“一维长列”后，得到的一维数组的全部元素，其结果是一个一维列数组；类似地，也需注意A（r,:

）、A（:

c）的含义。

（4）“逻辑1”标识。

在MATLAB中，提供了相关的函数用作常用的标准数组的生成，如全0数组、全1数组、单位矩阵、对角阵、均匀分布的随机数组、正态分布的随机数组等，都有相关的生成函数。

对于一些数组的特殊操作，MATLAB也提供了相应的操作函数。

如提取对角元素或生成对角阵、逆时针旋转二维数组90度、提取数组下三角部分、提取数组上三角部分等，都有相应的函数。

在应用中注意利用这些函数，可以事半功倍。

2、数组运算

数组运算是指无论在数组上施加什么运算（加减乘除或函数），总认定那种运算对被运算数组中的每个元素平等地实施同样的操作。

数组运算包括加、减、乘、除、乘方等，除加减外，数组之间进行乘、除、乘方都必须在运算符号前加“.”，否则视为矩阵运算。

此外，数组运算还包括转置、关系运算和逻辑运算。

除了以运算符号执行数组运算外，也可以对数组施加函数，以函数形式进行数组运算。

如对数组X执行函数f的运算：

，其中X为m行n列的数组。

执行数组运算的常用函数有三角函数和双曲函数、指数函数、复数函数、圆整函数和求余函数、坐标变换函数等。

三、实验内容

1、一维数组的创建

（1）、利用逐个输入法、冒号生成法以及定数线性采样法创建以下一维数组：

X1=[1，2，3，4，5，6，7，8，9，10]

（2）、利用冒号生成法创建以下数组：

X2=（1,2,3,4,9,8,7,6,5）

（3）、利用定数对数生成法创建一个第一个元素为10，最后一个元素为100，元素个数为51的一维数组X3。

2、一维数组子数组的寻访和赋值

以冒号生成法创建一个第一个元素为0，步长为0.1，最后一个元素为2的一维数组X4，并写出寻访或赋值的以下指令：

a、寻访X4的第6个元素；

b、同时寻访X4的第2、5、7个元素；

c、寻访前3个元素组成的子数组；

d、寻访除前3个元素外的全部的其他元素；

e、由后三个元素倒排构成的子数组；

f、由大于0.5的元素构成的子数组；

g、把第三个元素重新赋值为0；

把当前x数组的第一、四个元素都赋值为1。

3、二维数组的创建，子数组的寻访和赋值

创建一个M文件（文件名为myMatrix.m），定义一个二维数组A，第一行为11至15、30至26共10个元素，第二行为1～10共10个元素。

然后运行改M文件，生成数组AM，并按以下方式寻访该数组：

（1）寻访A的第一行；

（2）寻访A的第三列；

（3）同时寻访A的第三列和第五列；

（4）把A的各列按自左至右的次序，首尾相接生成一个“一维长列”；

（5）把A的第1行第1列、第2行第2列以及第1行第5列的元素重新赋值为10、20、30；

（6）把A的第二行赋值为11～20。

4、标准数组的生成和数组操作函数

生成以下数组或矩阵：

（1）长度为4的全1行数组和4×4的全1行数组；

（2）5阶单位阵；

（3）生成一矩阵A，第一行为1、2，第二行为3、4；并使用diag函数生成A的对角线元素所组成的对角阵。

（4）生成一维数组A，其值为1～10，并使用reshape函数把其重排成2×5的数组B；

（5）使用flipdim和fliplr函数对B进行翻转操作，从返回结果观察和总结各个函数的作用。

注：

flipdim的调用方式为：

flipdim（B，1）和flipdim（B，2）；其他均为function（B）.

总结：

flipud（B）和flipdim（B，1）是等价的，都为按行上下翻转；

fliplr（B）和flipdim（B，2）是等价的，都为按列左右翻转。

5、数组运算和矩阵运算

生成以下矩阵，

，并进行以下计算：

（1）B的第二列乘以A的第一列；

（2）使用MATLAB帮助系统查阅max函数的使用方法，并使用它求解B中的第二列与A中的第一列逐行元素相乘所得矢量中的最大值。

提示：

ln函数在matlab中为log

6、多项式的表达方式及其操作

（1）求根为5，2＋i，2－i，2，3的对应线性方程表达式。

（2）求以下有理分式部分分式展开式，写出求解代码，并根据返回结果写出展开式的数学表达式

（3）使用roots函数求方程3x7+2x-1=0的根。

一、心得体会

Matlab有许多地方与c语言很相似，同样是操作命令。

但同时我们也需要细心找出其中的不同点，区分两种语言，归纳总结。

比如：

百分号%在c语言中的意义为：

（1）、取模运算符；

（2）、转义符。

但在matlab语言中则是注释说明的符号。

而在c语言中，注释说明所用符号为/**/又比如，分号“;”在matlab中有抑制计算结果显示的作用，而在c语言中并无此作用。

在做matlab的时候，要极其注意细节，即使只是一个标点符号的错漏，也会造成计算结果的错误。