福州大学MATLAB基础实验指导书.docx

1、福州大学MATLAB基础实验指导书实验一 MATLAB基础知识一、实验目的1.熟练掌握Matlab的启动与退出；2.熟悉Matalb的命令窗口，常用命令和帮助系统；3.熟悉Matalb的数据类型；4.熟悉Matlab的基本矩阵操作，运算符和字符串处理、实验设备1.方正电脑2.MATLAB件三、实验内容1.已知矩阵A=3 4 -1 1-9 10;6 5 0 7 4 -16;1 -4 7 -1 6 -8;2 -4 5 -6 12 -8;-3 6 -7 8 -1 1;8 -4 9 1 3 0写出完成下列操作的命令：(1)将矩阵A的第2-5行中第1 , 3, 5列元素赋给矩阵 B;(2)删除矩阵A的第

2、7号元素；(3)将矩阵A的每个元素加上30 ；(4)求矩阵A的大小和维数；(5)将矩阵A的右下角3*2矩阵构成矩阵C；(6)输出-5,5范围内的所有元素；2.设 x=-74 o,y=27 o,求sin (x2 y2)ta n x y的值。3.当a取，,，时，求 e 0.3asin(a0.3)在各点的函数值。4. 已知35421267A34457 ,B2874求下列表达式的值：(1)A*B 和 A.*B(2)AA3 和 A.A3(3)A/B 和 BA(4)A,B和A(1,3);BA2879015930i ab5.设 a=1+2i,b=-3+4i, c e6 ,求 c 的值。a b实验二MATLA

3、B程序设计、实验目的1学会编写简单函数 m文件，调用及调试函数 m文件；2.学会MATLA啲简单程序编写。二、 实验设备1.方正电脑2.MATLAB件三、 实验内容1. 从键盘输入一个 4位整数，按如下规则加密后输出。加密规则：每位数字都加上 7 然后用和除以10的余数取代该数字；然后将第 1位数与第3位数交换，第2位数与第4位 数交换。2.硅谷公司员工的工资计算方法如下：(1)工作时数超过120h者，超过部分加发 15%(2)工作时数低于 60h者，扣发700元；(3)其余按每小时84元计发。试编程按输入的工号和该员工的工时数，计算应发工资。1 1 1 13. 根据 2 2 2 L 2，求

4、的近似值。当n分别取100, 1000, 10000时，6 12 22 32 n2结果是多少？(要求：分别用循环结构和向量运算(使用 sum函数)来实现)1 1 14 .根据y 1 L ，求3 5 2n 1(1)y3 时的最大n值；(2)与(1)的n值对应的y值。考虑a5.考虑一下迭代公式 xn 1 ，其中，a,b为常数。b Xn(1)编写程序求迭代结果，迭代的终止条件为 Xn 1 Xn 10 5，迭代初值X0 1.0，迭代次数不超过500次。(2)如果迭代过程收敛于 r，那么r的准确值是 b b 4a，当卩的值取“、2(8,3)、(10,时，分别对迭代结果和准确值进行比较。实验三图形绘制一、

5、实验目的1.加深认识二维、三维绘图函数 plot, plot3, mesh, surf ;2.要求熟练掌握以上绘图函数的用法、简单图形标注、简单颜色设定等。二、 实验设备1.方正电脑2.MATLAB件三、 实验内容1 .绘制下列曲线(1)y x3 x(2)y1嗖 2e 2 (3) x22y 64 (4)x tsint y t cost3!22.已知y2x0.5和xsin(3t)cos(t) 0 t，完成下列操作：ysin(3t)sin(t)(1)在同一坐标系下用不同的颜色和线形绘制两条曲线，给曲线添加文字说明；(2)以子图形式，分别用条形图和散点图绘制两条曲线，并为各子图添加函数标题。13设y

6、 J, t ，在同一窗口采用子图的形式绘制条形图、阶梯图、杆图1 et和对数坐标图。4.绘制下列极坐标图(1) 5cos 4 (2) r a(1 cos ), a 1, 0,25.应用MATLABE维曲线和图形绘制语句，绘制下列函数的图形：(1)x e t/20 cost, y e t/20 sin t, z t,t 0, 2 。2 x2 (y 1)2 X 3 5、 x2 y2 1 (x 1)2 y2 -(2)3,z 3(1 x) e 10( x y )e e , 3 x, y5 3实验四 线性代数中的数值运算一、实验目的1通过实验能让学生加深认识冒号、逗号、分号及字母大小写在2.能够对数值矩

7、阵进行简单操作；3.熟悉Matlab的矩阵元素运算；4 .能够熟练掌握MATLAB勺数值运算功能。MATLAB的区另、实验设备1.方正电脑2.MATLAB件三、实验内容1.试产生5阶帕斯卡矩阵P和5阶希尔伯特矩阵H,且求其行列式 Dp,Dh以及它们的2.求卜列矩阵的主对角兀素、上三角阵、卜F三角阵、秩、范数、条件数和迹1 122 33/2450 93 3(2):327637A7 50 25724.5 10 423 68 32 e0973.求矩阵A的特征值和对应的特征向量，并验证其数学意义。31 10A4 104 824.分别用矩阵求逆、左除运算符、矩阵分解等方法求解下列三对角方程组析程序的执行

8、时间。其中210 001121 000A012 10,b 0001 210000 120Kp, Kh,判断哪个矩阵的性能更好些？为什么?条件数运用稀疏矩阵的方式,Ax=b，并分5.将上面第4题的方程组Ax=b,矩阵分解等方法求解，并对运算过程和执行结果进行比较。分别用矩阵求逆、左除运算符、实验五 数据处理与多项式计算、实验目的1通过实验能让学生加深认识数据处理与多项式计算方法;2能够对数值矩阵进行简单数理统计和多项式计算操作；3.能够熟练掌握MATLAB的统计运算功能。、实验设备1.方正电脑2.MATLAB软件三、实验内容1.利用MATLAB提供的rand函数生成30000个符合均匀分布的随机

9、数，然后检验随机 数的性质。(1)均值和标准方差；(2 )最大元素和最小元素；(3 )大于的随机数个数占总数的百分比。2.在某处测得海洋不同深度处水温数据表所示。 用插值法求出水深 500m 900m和1500m处的水温(o C)。表海洋水温观测值水深(m46671595014221635水温(o C)3.用5次多项式p(x)在区间1,101区间内逼近函数 lg(x)，并绘制lg(x)和p(x)在1,101区间的函数曲线。4.有 3 个多项式 R(x) x3 2x2 7 , P2(x) x 2 , P3(x) x3 5x 1，试进行下列操作。(1)求 P(x) R(x)P2(x) P3(x)。

10、(2)求P(x)的根。1 4 3(3) 设A 2 1 5，当以矩阵A的每一元素为自变量时，求 Rx)的值；当以矩0 5 6阵A为自变量时，求Rx)的值。5.求非线性方程的数值解 (1 )求 3x-sin x+1=0在 Xo=0 附近的根。实验六数值微分与常微分方程求解、实验目的1通过实验能让学生加深认识数值微积分计算方法;2能够对常微分方程求数值解；3.能够熟练掌握MATLAB的数值微积分运算功能。、实验设备1.方正电脑2.MATLAB软件三、实验内容1 求函数在指定点的数值导数。x2 xx312x3x2,x 1,2,3026xf(x)2.求下列函数的导数(1) y x10 10x logx1

11、0，求 y(2) y=ln(1+ x)，求 y|x13.用数值方法求定积分(1) x2 2x2 3dx (2) 3 dx(3) q o cos(x y)dxdy (4)y 22 xydxdy1 4 sin x1.54.已知y=f(x)在已知点的值如表所示，求 03 f(X)dx。表6.2 f(x) 的值xy5.求微分方程的数值解。(1) y(1.2 sin 10t)y0,t0 0,tf5,y(t0) 1(2)(1t2)y2ty 3y2,t。0,tf5,y(t。)0,y(t。)1cos2t1y5 -卅yycost,(3)(t1)23 si ntt。0,tf5,y(t。)1,y(t。) 0,y建0

12、)26.求微分方程的数值解，并绘制解的曲线。y1 y2 y3y2 y1y3y3 0.51y1 y3y1(0) 0, y2(0) 1,y3(0) 1实验七数值微分与常微分方程求解一、实验目的1让学生了解符号运算和数值运算的区别；2.熟悉Matlab符号对象定义方法2 通过实验掌握如何创建、修改符号矩阵及加深认识符号运算功能;4.初步认识MATLAB符号运算功能在高等数学中的应用。、实验设备1.方正电脑2.MATLAB件三、实验内容1.已知1 2 3A x y z3 2 1求矩阵的秩、逆矩阵和行列式的值。2.求函数的符号导数 (1) y x . x x，求 y和y3.求积分5.求函数在x X。的泰

13、勒级数展开式x xe e(1) y , x0 0, n 52(2) y e5x sin(3x ), x0 a36.(2)X2 y2 100 03x 5y 8 0求非线性方程的符号解3(1) x ax 1 07.求微分方程的初值问题的符号解，并与数值解进行比较t2y y 1 ,y( 2) 5,y( 2)5,t 2,78.求一阶微分方程组的特解x 3x 4y./ : ,x(0) 0,y(0) 1y 4x 3y实验八Simulink 仿真环境一、 实验目的1.熟悉Simulink仿真的概念；2.熟悉Simulink仿真模型的建立；3.学会在SIMULINK动态仿真环境下对系统进行仿真;4学会设计PID调节器参数；