Matlab实验指导书含复习资料Word文件下载.docx

1、1针对图形函数计算器funtool，对每一类型计算记录其中一个图形的曲线。2书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。实验二：M文件和Mat文件操作1定制自己的工作环境。2编写简单的M文件。3保存内存工作区中的变量到.mat文件。4学会只用Matlab帮助。1使用format命令和File|Peferences菜单定制自己的工作环境。2编写如下M文件，试调整参数a的大小，观察并记录y1、y2的波形特征。%example1.mt=0:pi/100:4*pi;a=3;y2=exp（-t/a）;y1=y2.*sin（a*t）;plot（t,y1,-r,t,y2,:b,

2、t,-y2,）;3保存内存工作区变量a、t、y1、y2到example1.mat文件；关闭Matlab，再重新启动；观察内存工作区；重新根据.mat文件恢复原来的工作区变量。4在命令窗口中查看exp函数的帮助；运行helpwin查看超文本格式的帮助文件，试翻译并记录下信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）中的函数分类（Functions - Categorical List）。1可以用命令语句、菜单或按钮等多种方式执行命令。2用于编辑M文件的文本编辑器还可以执行和调试程序。3不同的工具箱可能包含同名的函数，查看帮助时应注意在左侧栏选择相应的工具箱类别。1对实验内容

3、2，说明参数a的大小对y1、y2波形特征的影响。2翻译命令窗口中的exp函数的帮助信息。3运行helpwin，试翻译并记录下信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）中的函数分类（Functions - Categorical List）。4书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。实验三：矩阵运算及元素群运算1掌握数组及矩阵的创建。2掌握矩阵运算及数组运算。3掌握基本元素群运算。4掌握向量及矩阵的特殊处理。1“：”号的用法。用“：”号生成行向量a=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10、b=5 3 1 -1 -3 -5；2用线性等分

4、命令linspace重新生成上述的a和b向量。3在100和10000之间用对数等分命令logspace生成10维的向量c。4生成范围在0，10、均值为5的35维的均匀分布随机数矩阵D。5利用magic函数生成55维的魔方矩阵，取其对角向量e，并根据向量e生成一个对角矩阵E。（所谓魔方矩阵就是各行、各列、各对角线元素之和相等。）6另AA是33维魔方矩阵，BB是由A旋转180得到。CC是一个复数矩阵，其实部为AA，虚部为BB。DD是CC的转置，EE是CC的共轭。分别计算CC和EE的模和幅角。7是一个首项为20，公比为0.5的10维等比数列；g是一个首项为1，公差为3的10维等差数列。试计算向量f和

5、g的内积s。8生成一个99维的魔方矩阵，提取其中心的33维子矩阵M，利用sum函数检验其各行和各列的和是否相等。9已知，利用函数生成左上三角矩阵。1等比数列可利用首项和公比的元素群的幂乘积生成。2提取子矩阵，可灵活应用“：”号或空阵 。3尽量用Matlab函数生成上述矩阵或向量，不要用手工逐个输入。1编写实现第二节实验内容中所使用的函数命令，并记录相应的生成结果。2思考题：是否存在22维的魔方矩阵？3书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。五，参考答案1.代码：a=1:10 b=5:-2:-5 a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10b = 5 3 1

6、 -1 -3 -51. 代码:linspace（1,10,10）linspace（5,-5,6）ans =2. 代码： logspace（2,4,10） 1.0e+004 *0.0100 0.0167 0.0278 0.0464 0.0774 0.1292 0.2154 0.3594 0.5995 1.00003. 代码: D=10*rand（3,5）结果: D = 0.1527 9.3181 8.4622 6.7214 6.8128 7.4679 4.6599 5.2515 8.3812 3.7948 4.4510 4.1865 2.0265 0.1964 8.31805.代码:A=magi

7、c（5）;e=diag（A）;E=diag（e）结果；E = 17 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 13 0 0 0 0 0 21 0 0 0 0 0 96.代码: AA=magic（3）; BB=rot90（AA,2）; CC=AA+j*BB; DD=CC.; EE=conj（CC）; A=abs（CC） B=angle（CC） C=abs（EE） D=angle（EE）A = 8.2462 9.0554 7.2111 7.6158 7.0711 7.6158 7.2111 9.0554 8.2462B = 0.2450 1.4601 0.5880 1.1659 0.7854 0

8、.4049 0.9828 0.1107 1.3258C =D = -0.2450 -1.4601 -0.5880 -1.1659 -0.7854 -0.4049 -0.9828 -0.1107 -1.32587.代码:f=20*0.5.（0:9）;g=1:3:28;s=dot（f,g）s = 158.6719 8.代码：A=magic（9）;M=A（4:6,4:6）;sum（A,1）sum（A,2）结果： 369 369 369 369 369 369 369 369 369 3699代码：T=1,2,3,4;2,3,4,5;3,4,5,6;4,5,6,7A=rot90（T）;B=tril（A

9、）;T1=rot90（B,-1）T = 1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 7T1 = 2 3 4 0 3 4 0 0 4 0 0 0实验四：线性方程组的求解1掌握恰定方程组的解法。2了解欠定方程组、超定方程组的解法。3掌握左除法求解线性方程组。4学会测试程序的运行时间。1用两种方法求下列方程组的解，并比较两种方法执行的时间。2判定下列方程是恰定方程组、欠定方程组还是超定方程组，并求其解。3用网孔电流法求如下电路的各支路电流。4用结点电压法求如下电路的结点电压un1、un2。1在计算程序的执行时间之前，应注意用clear命令将内存变量清空。2求得线性方程组的解之后，代入

10、原方程验证是否正确。2对于电路的求解，应列出相应的网孔方程和结点方程，并注意方向。五、参考答案第一题：A=7,14,-9,-2,5;3,-15,-13,-6,-4;-11,-9,-2,5,7;5,7,14,16,-2;-2,5,12,-11,-4;B=100;200;300;400;500;X=ABX = 370.9455 -224.7276 238.3333 -138.1891 503.6378第二题：A=6,9,14,-11,5;1,14,-7,-15,-6;-2,1,-7,12,-1;6,11,11,-9,-13;B=68;294;-441;103; 0 -26.3759 -5.4126

11、 -38.3960 -8.2392第三题： A=1,1,-1,1;0,20,40,0;60,0,40,0;0,0,40,40; B=0;10;50;-40; X=AB 0.7857 0.3571 0.0714 -1.0714实验五：函数编写及程序设计1掌握函数的编写规则。2掌握函数的调用。3会用Matlab程序设计实现一些工程算法问题。1编写一个y,y1,y2=mwave（f1,m1,f2,m2）函数，实现以下功能，并绘出y1、y2、y在t0，2区间500个样点的图形。（其中调用参数2 f1、f2 20 Hz；0.5 m1、m2 2）2程序设计：相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔（

12、国际象棋发明者），问他要什么？达依尔回答：“陛下只要在国际象棋棋盘的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放二粒麦子，以后每个格子的麦子数都按前一格的两倍计算。如果陛下按此法给我64格的麦子，就感激不尽，其他什么也不要了。”国王想：“这还不容易！”让人扛了一袋麦子，但很快用光了，再扛出一袋还不够，请你为国王算一下共要给达依尔多少小麦？（1袋小麦约1.4108粒）。3程序设计：公元前五世纪我国古代数学家张丘建在算经一书中提出了“百鸡问题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？1函数名和函数文件名应相同；对调用参数的取值范围要检验是否符合要求，如不符合要求，应

13、给出出错信息（用if和error函数实现）。2程序设计“百鸡问题”答案不唯一。提示：设x：鸡翁数，则x的范围：019；y：鸡母数，则y的范围：033；z：鸡雏数，则z的范围：0100。1编写实现第二节实验内容（1）所使用的函数文件。2程序设计用M文件编写，并记录执行结果。“百鸡问题”答案不唯一，要给出所有答案。第1题：function y,y1,y2=mwave（f1,m1,f2,m2）% 根据给定的频率和幅值计算标准正弦函数y1、y2及其叠加y的波形。if （f120） error（f1超出范围！）, return, endif （f2f2超出范围！if （m12） error（m1超出范围

14、！if （m2m2超出范围！% -2*pi/（500-1）:2*pi;y1=m1*sin（2*pi*f1*t）;y2=m2*sin（2*pi*f2*t）;y=y1+y2;figuresubplot（311）; plot（t,y1）; title（y1波形subplot（312）; plot（t,y2）;y2波形subplot（313）; plot（t,y）;y=y1+y2波形% =第2题：a=1;s=0for i=1:64 s=s+a; a=2*a;endn=s/1.4/108运行后得：n=1.3176e+011第3题：解 设 x:019 y:033 z:0100则： x+y+z=100 5x

15、+3y+z/3=100这是一个欠定方程。for x=0:19 for y=0:33 for z=0:100 if （x+y+z=100）&（5*x+3*y+z/3=100） d=x,y,z end运行后得结果：d = 0 25 75d = 4 18 78d = 8 11 81d = 12 4 84实验六：二维图形和三维图形的创建1掌握二维图形的绘制。2掌握图形的标注3了解三维曲线和曲面图形的绘制。1生成110维的随机数向量a，分别用红、黄、蓝、绿色绘出其连线图、脉冲图、阶梯图和条形图，并分别标出标题“连线图”、“脉冲图”、“阶梯图”、“条形图”。2在同一个图形窗口中，绘制两条曲线；并分别在靠近

16、相应的曲线处标注其函数表达式。3编写一个mcircle（r）函数，调用该函数时，根据给定的半径r，以原点为圆心画一个如图所示的红色空心圆。（图例半径r=5）4（1）绘一个圆柱螺旋线（形似弹簧）图。圆柱截面直径为10，高度为5，每圈上升高度为1。如左图所示。（2）利用（1）的结果，对程序做少许修改，得到如右图所示图形。1Matlab允许在一个图形中画多条曲线：plot（x1，y1，x2，y2，）指令绘制等多条曲线。Matlab自动给这些曲线以不同颜色。标注可用text函数。2绘图时可以考虑极坐标和直角坐标的转换。3三维曲线绘图函数为plot3。1编写实现第二节实验内容中所使用的函数命令，并对二-

17、2记录相应的生成结果。第一题 t=rand（1,10）;figure（1）subplot（221）;plot（t,rtitle（连线图subplot（222）;stem（t,y脉冲图subplot（223）;stairs（t,阶梯图subplot（224）;bar（t,g条形图x=1:1:y1=2.x;y2=（1/2）.x;plot（x,y1,x,y2,gtext（y1=2.xy2=（1/2）.xfunction y,t=mcircle（r）% 根据给定的半径r，以原点为圆心画一个红色空心圆。2*pi/64:y=r*ones（size（t）;subplot（121）, polar（t,y,*r

18、X,Y=pol2cart（t,y）;% 或者采用如下方法转换% X=r*cos（t）;% Y=r*sin（t）;subplot（122）, plot（X,Y,axis equal;axis square;第4题：pi/180:2*pi*5;r1=10/2;x1=r1*cos（t）;y1=r1*sin（t）;z=t/（2*pi）;subplot（121）, plot3（x1,y1,z）grid on%-r2=linspace（5,0,length（t）;x2=r2.*cos（t）;y2=r2.*sin（t）;subplot（122）, plot3（x2,y2,z）实验七：Matlab多项式和符号

19、运算1掌握Matlab多项式的运算。2了解符号运算。二、实验内容（边做实验，边将生成结果和图形拷贝到Word文档中）1将多项式化为x的降幂排列。2求一元高次方程的根。3求一元高次方程的根，并画出左边多项式函数在区间内的曲线。4求多项式和的乘积并求的商和余式。5求的符号导数。6用符号运算求实验内容4中的的表达式。1关于多项式运算的函数有poly、roots等。2多项式做加减运算时要注意等长度。3符号表达式的输入可以用字符串方式，也可以用sym函数。1编写实现第二节实验内容中所使用的函数文件，并记录相应的生成结果和图形。2对于多项式的结果应以多项式向量和多项式表达式两种方式记录。P=poly（2,

20、-3,7,-1）P = 1 -5 -19 29 42即：P1=1 -5 -30 150 273 -1365 -820 4100 576 -2880;x1=roots（P1）x1 = 5.0000 -4.0000 4.0000 -3.0000 3.0000 -2.0000 -1.0000 2.0000 1.0000P2=1 0 -2 0 1;x2=roots（P2）n=1;for x=-2:0.01:2 y（n）=sum（P2.*（x.（length（P2）-1）:-1:0）; % 或者 y（n）=x4-2*x2+1; n=n+1;x=-2:2;plot（x,y）（有重根！x2 = 1.0000

21、 + 0.0000i 1.0000 - 0.0000i -1.0000 + 0.0000i -1.0000 - 0.0000if1=1 3 5 7;f2=8 -6 4 -2;f=conv（f1,f2）f11=zeros（1,length（f）-length（f1）,f1 % 补0，及f同维q,r=deconv（f-f11,f2）f = 8 18 26 36 -28 18 -14f11 = 0 0 0 1 3 5 7q = 1.0000 3.0000 5.0000 6.8750r = 0 0 0 0 -3.7500 -4.5000 -7.2500第5题：y=x5+tan（4*x2）+3diff（

22、y）5*x4+8*（1+tan（4*x2）2）*x第6题：f1=sym（x3+3*x2+5*x+7f2=sym（8*x3-6*x2+4*x-2f=f1*f2collect（f）（f-f1）/f2collect（ans）（x3+3*x2+5*x+7）*（8*x3-6*x2+4*x-2）8*x6+18*x5+26*x4+36*x3-28*x2+18*x-14h =（-21+8*x6+18*x5+26*x4+35*x3-31*x2+13*x）/（8*x3-6*x2+4*x-2）实验八：线性时不变系统的时域响应1掌握线性时不变系统的三种描述形式传递函数描述法、零极点增益描述法、状态空间描述法。2掌握三种描述形式之间的转换。3掌握连续和离散系统频率响应的求解。二、实验内容（边