MATLAB课程考题.docx
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MATLAB课程考题
2012年春季学期
MATLAB课程考查题
一、必答题：
1.简述MATLAB组成部分？
答：
MATLAB系统由5个主要的部分构成：
（1）开发环境（developmentEnvironment）：
为MATLAB用户或程序编制员提供的一套应用工具和设施。
由一组图形化用户接口工具和组件集成：
包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、编辑调试窗口及帮助信息、工作空间、文件和搜索路径等浏览器；
（2）MATLAB数学函数库（MathFunctionLibrary）：
数学和分析功能在MATLAB工具箱中被组织成8个文件夹。
elmat初步矩阵，和矩阵操作。
elfun初步的数学函数。
求和、正弦、余弦和复数运算等
specfun特殊的数学函数。
矩阵求逆、矩阵特征值、贝塞尔函数等；
matfun矩阵函数－用数字表示的线性代数。
atafun数据分析和傅立叶变换。
polyfun插值，多项式。
funfun功能函数。
sparfun稀疏矩阵。
（3）MATLAB语言：
（MATLABLanguage）一种高级编程语言（高阶的矩阵/数组语言），包括控制流的描述、函数、数据结构、输入输出及面对对象编程；
（4）句柄图形：
（HandleGraphics）MATLAB制图系统具有2维、3维的数据可视化，图象处理，动画片制作和表示图形功能。
可以对各种图形对象进行更为细腻的修饰和控制。
允许你建造完整的图形用户界面（GUI），以及建立完整的图形界面的应用程序。
制图法功能在MATLAB工具箱中被组织成5个文件夹：
1.graph2d二维数图表。
2.graph3d三维图表。
3.specgraph专业化图表。
4.graphics制图法。
5.uitools图形用户界面工具。
（5）应用程序接口：
（AppliedFunctionInterface）MATLAB的应用程序接口允许用户使用C或FORTRAN语言编写程序与MATLAB连接。
2.说明使用M文件编辑/调试器的方法和优点？
答：
方法：
（1）打开文件编辑器：
（Openingthefileeditor）最简单的方法是在操作桌面的工具栏上选择新建文件键（NewM-File）或打开已有文件键（OpenFile）,也可以在命令窗口输入命令edit建立新文件或输入editfilename,打开名为filename的M文件；
（2）编写程序内容：
（Composetheprogramcontent）编写新的文件或修改已有文件；（3）保存文件：
（savefile）文件运行前必须完成保存操作，与一般的文件编辑保存操作相同；（4）运行文件：
（runningfile）在命令窗口输入文件名即可运行。
如要在编辑器中直接完成运行，可在编辑器的Debug菜单下saveandrun选项，或按Run快捷键，最快捷的方法是直接按F5键执行运行。
优点：
具有用法简易、可灵活运用、程序结构强又兼具延展性的优点，具体表现为：
（1）功能强大的数值运算；
（2）先进的资料视觉化功能；（3）高阶但简单的程序环境；（4）开放及可延伸的架构；（5）丰富的程序工具箱
3.存储在工作空间中的数组能编辑吗？
如何操作？
答：
能进行编辑。
Matlab在工作空间窗口中设计有专门的内存数组编辑器，实现对数组的相关操作，为了对变量的内容进行观察、编辑与修改，可以用三种方法打开内存数组编辑器。
（1）双击变量名；
（2）选择该窗口工具栏上的打开图标；（3）鼠标指向变量名，点击鼠标右键，弹出选择菜单，然后选项操作。
4.在MATLAB中有几种获得帮助的途径？
答：
（1）帮助浏览器：
选择view菜单中的Help菜单项或选择Help菜单中的MATLABHelp菜单项可以打开帮助浏览器；
（2）help命令：
在命令窗口键入“help”命令可以列出帮助主题，键入“help函数名”可以得到指定函数的在线帮助信息；（3）lookfor命令：
在命令窗口键入“lookfor关键词”可以搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数；（4）模糊查询：
输入命令的前几个字母，然后按Tab键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。
5.在进行算术运算时，数组运算和矩阵运算各有什么特点，如何区分两种运算？
左除与右除有什麽区别？
答：
数组运算是在数组中对应元素之间进行运算；矩阵运算是将标量当作1×1阶矩阵，一维数组当作一行或一列的矢量（即1×n阶或n×1阶的矩阵），二维数组当作m×n阶矩阵，然后按照矩阵的运算规则进行运算。
区别：
二者输入形式和书写方法相同，差别仅在于使用不同的运算符号，执行不同的计算过程，数组的运算是对应元素之间的运算，而矩阵运算是根据矩阵的运算规则进行。
矩阵除法包括左除和右除，条件：
a矩阵是非奇异方阵，则a\b（左除）和b/a（右除）都可以实现。
a\b等效于a矩阵的逆左乘b矩阵，即a\b=inv（a）*b，b/a等效于a矩阵的逆右乘b矩阵，即b/a=b*inv（a）.通常x=a\b是a*x=b的解，x=b/a是x*a=b的解。
一般a\b≠b/a,右除与左除的关系为：
（b/a）’=（a’\b’）
6.命令文件与函数文件的主要区别是什么？
答：
（1）命令文件是一系列命令的组合，函数文件的第一行必须用function说明；
（2）命令文件没有输入参数，也不用返回参数，函数文件可以接受输入参数，也可以返回参数；（3）命令文件处理的变量为工作空间变量，函数文件处理的变量为函数内部的局部变量，也可以处理全局变量。
7.GUI开发环境中提供了哪些方便的工具？
各有什么用途？
答：
MATLAB可视化的创建图形用户接口（GUI）工具包括：
（1）布局编辑器（LayoutEdtor）-------在图形窗口中加入及安排对象。
（2）几何排列工具（AlignmentTool）-----调整各对象相互之间的几何关系和位置
（3）属性编辑器（PropertyInspector）-----查询并设置属性值
（4）对象浏览器（ObjectBrowser）-----用于获得当前MATLAB图形用户界面程序中所有的全部对象信息，对象的类型，同时显示控件的名称和标识，在控件上双击鼠标可以打开该控件的属性编辑器。
（5）菜单编辑器（MenuEditor）-----建立窗口菜单条的菜单和任何构成布局的弹出菜单
8.if语句有几种表现形式？
答：
（1）if表达式
语句体
end
（2）if表达式
语句体1
else
语句体2
end
（3）if表达式1
语句体1
elseif表达式2
语句体2
end（4）if表达式1
语句体1
elseif表达式2
语句体2
else语句体3
end
9.轴对象是使用的最多的图形对象之一，那么轴对象是哪个对象的子对象，又
是那些对象的父对象？
答：
轴对象在图形窗口中定义一个区域，并确定该区域中子对象的方向，轴是图形窗口的子对象，又是图象、灯光、线、块、表面和文字的父对象。
10.什么是图形句柄？
图形句柄有什么用途？
答：
图形对象的句柄是MATLAB显示图形数据和建立图形用户接口的基础，每个对象从产生时起就被赋予了一个唯一的标识，这种标识就是该对象的句柄。
利用句柄就可以操纵一个已经存在的图形对象的特性（属性）。
11.已知三维图形视角的缺省值是方位角为-37.5°，仰角为30°，写出将方位角顺时针旋转20角的命令。
答：
>>view（-57.5,30）
12.什么是Simulink?
简述Simulink的步骤。
答：
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续的、离散的或二者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样速率的多速率系统。
Simulink的三大步骤（procedureofSimulink）：
1、模型创建与定义、（Modelcreatinganddefinition）
2、模型的分析、（Modelanalyzing）
3、模型的修正。
（Modelmodifying）
13.计算
与
的数组乘积。
解：
a=[6,9,3;2,7,5];
b=[2,4;4,6;1,8];
a*b
ans=
51102
3790
14.对于
，如果
，
，求解X。
解：
A=[4,9,2;7,6,4;3,5,7];
B=[37;26;28];
X=inv（A）*B
X=
-0.5118
4.0427
1.331815.
symsx
solve（'x^3-7*x^2+2*x+4=0'）
15.求解多项式x3-7x2+2x+40的根。
解：
symsx
solve（'x^3-7*x^2+2*x+40=0'）
ans=
-2
4
5
16.求解在x=8时多项式（x-1）（x-2）（x-3）（x-4）的值。
解：
x=8;
y=（x-1）*（x-2）*（x-3）*（x-4）
y=
840
17.计算多项式除法（3x3+13x2+6x+8）/（x+4）。
解：
symsx
y=3*x^3+13*x^2+6*x+8;
A=factor（y）;
B=A/（x+4）
B=
3*x^2+x+218.
18.计算多项式
的微分和积分。
解：
symsx
y=sqrt（4*x^4-12*x^3-14*x^2+5*x+9）;
df=diff（y）
df=
-（-16*x^3+36*x^2+28*x-5）/（2*（4*x^4-12*x^3-14*x^2+5*x+9）^（1/2））
symsx
f=4*x^4-12*x^3-14*x^2+5*x+9;
nf=int（f）
nf=
（4*x^5）/5-3*x^4-（14*x^3）/3+（5*x^2）/2+9*x
19.有一正弦衰减数据y=sin（x）.*exp（-x/10），其中x=0:
pi/5:
4*pi，用三次样条法进行插值。
答：
>>x=0:
pi/5:
4*pi;
y=sin（x）.*exp（-x/10）
x1=0:
0.1:
4*pi;
y1=spline（x,y,x1）;
plot（x,y,'or',x1,y1,'k'）
y=
Columns1through9
00.55200.83870.78770.45720.0000-0.4032-0.6126-0.5753
Columns10through18
-0.3339-0.00000.29450.44750.42020.24390.0000-0.2151-0.3268
Columns19through21
-0.3069-0.1781-0.0000
20.符号函数绘图法绘制函数x=sin（3t）cos（t），y=sin（3t）sin（t）的图形，t的变化范
围为[0,2]。
解：
t=0.1:
0.1^5*pi:
2*pi;
x=sin（3*t）*cos（t）;
y=xin（3*t）*sin（t）;
plot（x,y）
21.有一组测量数据满足
，t的变化范围为0~10，用不同的线型和标记点画出a=0.1、a=0.2和a=0.5三种情况下的曲线，并添加标题
，用箭头线标识出各曲线a的取值，添加标题
和图例框。
解：
x=0:
0.01:
10;
y1=exp（-0.1*x）;
y2=exp（-0.2*x）;
y3=exp（-0.5*x）;
plot（x,y1,'b',x,y2,'R',x,y3,'k'）
xlabel（'x'）
ylabel（'y'）
title（'SineandCosineCurve'）
gtext（'y=exp（-0.1*x）'）
gtext（'y=exp（-0.2*x）'）
gtext（'y=exp（-0.5*x）'）
22.建立一个简单模型，用信号发生器产生一个幅度为2V、频率为0.5Hz的正弦
波，并叠加一个0.1V的噪声信号，将叠加后的信号显示在示波器上并传送到
工作空间。
解：
t=-2:
0.1^3:
2;
y1=2*sin（t*pi）;
y2=2*sin（t*pi）+0.1*sin（t*pi）;
plot（t,y1,'r',t,y2,'k'）
title（'SineandCosineCurve'）
gtext（'y=2*sin（t*pi）'）
gtext（'y=2*sin（t*pi）+0.1*sin（t*pi）'
23.编制一个解数论问题的函数文件：
取任意整数，若是偶数，则用2除，否则乘3加1，重复此过程，直到整数变为1。
解：
A=rand（1,1）;
a=A（1,1）;
fprintf（'a=%.0f\n',a）;
t=1;
whilet==1
ifmod（a,2）==0;
a=a/2;
fprintf（'a=%.0f\n',a）;
else
a=a*3+1;
fprintf（'a=%.0f\n',a）;
end
ifa==1
t=0;
fprintf（'a=%.0f\n',a）;
else
t=1;
end
end
24.矩阵
，计算a的行列式和逆矩阵。
解：
a=[4,2,-6;7,5,4;3,4,9];
det（a）
inv（a）
ans=
-64
ans=
-0.45310.6562-0.5937
0.7969-0.84370.9062
-0.20310.1562-0.0937
25.用符号函数法求解方程at2+b*t+c=0。
解：
symst
solve（'a*t^2+b*t+c=0'）
ans=
-（b+（b^2-4*a*c）^（1/2））/（2*a）
-（b-（b^2-4*a*c）^（1/2））/（2*a）
二、选答题（在下列题中选答5题）：
1．有一组测量数据如下表所示，数据具有y=x2的变化趋势，用最小二乘法求
解y。
x
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
y
-1.4
2.7
3
5.9
8.4
12.2
16.6
18.8
26.2
答：
>>x=[11.522.533.544.55];%实验数据
y=[-1.42.735.98.412.216.618.826.2];
p=polyfit（x,y,2）%做二阶多项式拟合
x2=1:
0.1:
5;
y2=polyval（p,x2）;%根据给定值计算多项式结果
plot（x,y,'o',x2,y2）
p=
0.91950.8898-2.2105
2．
，用符号微分求df/dx。
解：
symsx
f='[a,x^2,1/x;exp（a*x）,log（x）,sin（x）]';
diff（f,x）
ans=
[0,2*x,-1/x^2]
[a*exp（a*x）,1/x,cos（x）]
3．
，当x和y的取值范围均为-2到2时，用建立子窗口的方法在同
一个图形窗口中绘制出三维线图、网线图、表面图和带渲染效果的表面图。
解：
x=-2:
0.1:
2;
y=x;
[x,y]=meshgrid（x,y）;
subplot（2,2,1）
z=x*exp（-x^2-y^2）;
plot3（x,y,z）
subplot（2,2,2）
mesh（x,y,z）
subplot（2,2,3）
surf（x,y,z）
4．用subplot语句在一个图形窗口上开多个大小不等的子窗口进行绘图并添加注
释，见图。
图形具体内容及各图所占位置可自选。
解：
x=0:
pi/10:
2*pi;
y1=sin（x）;
subplot（1,2,1）;plot（x,y1,'b'）
x=-5:
0.2:
5;y=x;
[x,y]=meshgrid（x,y）;
subplot（2,2,2）;
mesh（x,y,z）
x=[15,32,58,20,10];
subplot（2,2,4）
explode=[0,0,0,0,1];
pie（x,explode）
5.用单选框做一个如图所示的界面，通过选择不同的单选框来决定使用不同的色
彩图。
提示：
（1）建立坐标轴对象，用于显示图形；
（2）建立建立五个单选框，用于选择不同的色图；
（3）callback函数的内容为：
functionvarargout=radiobutton1_Callback（h,eventdata,handles,varargin）
set（handles.radiobutton1,'value',1）
set（handles.radiobutton2,'value',0）
set（handles.radiobutton3,'value',0）
set（handles.radiobutton4,'value',0）
set（handles.radiobutton5,'value',0）
colormap（jet）
%--------------------------------------------------------------------
functionvarargout=radiobutton2_Callback（h,eventdata,handles,varargin）
set（handles.radiobutton1,'value',0）
set（handles.radiobutton2,'value',1）
set（handles.radiobutton3,'value',0）
set（handles.radiobutton4,'value',0）
set（handles.radiobutton5,'value',0）
colormap（hsv）
%--------------------------------------------------------------------
functionvarargout=radiobutton3_Callback（h,eventdata,handles,varargin）
set（handles.radiobutton1,'value',0）
set（handles.radiobutton2,'value',0）
set（handles.radiobutton3,'value',1）
set（handles.radiobutton4,'value',0）
set（handles.radiobutton5,'value',0）
colormap（hot）
%--------------------------------------------------------------------
functionvarargout=radiobutton4_Callback（h,eventdata,handles,varargin）
set（handles.radiobutton1,'value',0）
set（handles.radiobutton2,'value',0）
set（handles.radiobutton3,'value',0）
set（handles.radiobutton4,'value',1）
set（handles.radiobutton5,'value',0）
colormap（pink）
%--------------------------------------------------------------------
functionvarargout=radiobutton5_Callback（h,eventdata,handles,varargin）
set（handles.radiobutton1,'value',0）
set（handles.radiobutton2,'value',0）
set（handles.radiobutton3,'value',0）
set（handles.radiobutton4,'value',0）
set（handles.radiobutton5,'value',1）
colormap（copper）
6.建立一个简单模型，产生一组常数（1×5），再将该常数与其5倍的结果合成
一个二维数组，用数字显示器显示出来。
解：
a=rand（1,5）;
b=5*a;
c=[a;b]
c=
0.81470.90580.12700.91340.6324
4.07364.52900.63494.56693.1618
7．用Matlab编制一个解决你所在学科内某小问题的应用程序。
解：
某工厂利用甲乙两种原料生产A1，A2，A3三种产品。
每月可供应的原料数量（单位：
t），每万件产品所需各种原料的数量及每万件产品的价格如表8-5所示：
原料
每万件产品所需原料（t）
每月原料供应量（t）
A1
A2
A3
甲
4
3
1
180
乙
2
6
3
200
价格（万元/万件）
12
5
4
试制定每月的最优生产计划，使得总收益最大。
解：
设生产A1，A2，A3的产量分别为变量
，则：
程序如下：
c=[-12,-5,-4];
A=[4,3,1;2,6,3];
b=[180;200];
vlb=[0;0;0];
vub=[];
[x,fval]=linprog（c,A,b,[],[],vlb,vub）
运行结果：
x=
34.0000
0.0000
44.0000
fval=
-584.0000
因此A1=34,A2=0,A3=44时受益最大，最大值为584.
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