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1、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(development Environment)：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(Math Function Library)：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

2、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：(MATLAB Language)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：(Handle Graphics) 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

3、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：(Applied Function Interface) 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：(Opening the file edi

4、tor) 最简单的方法是在操作桌面的工具栏上选择新建文件键（New M- File）或打开已有文件键(Open File),也可以在命令窗口输入命令edit建立新文件或输入edit filename, 打开名为filename 的M文件；（2）编写程序内容：(Compose the program content) 编写新的文件或修改已有文件；（3）保存文件：(save file) 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：(running file) 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save and run

5、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.

6、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MATLAB Help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

7、：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11阶矩阵，一维数组当作一行或一列的矢量（即1n阶或 n1阶的矩阵），二维数组当作mn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ab(左除)和b/a（右除）都可以实现。ab等效于a矩阵的逆左乘b矩阵，即ab=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=ab 是a*x=b 的解，x=b/a

8、 是x*a=b的解。一般a bb/a,右除与左除的关系为：(b/a)=(ab)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(Layout Edtor)-在图形窗口中加入及安排对象。（2）几何排列工具(A

9、lignment Tool)-调整各对象相互之间的几何关系和位置（3）属性编辑器(Property Inspector)-查询并设置属性值（4）对象浏览器（Object Browser)-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(Menu Editor)-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

10、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 end9. 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

11、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(procedure of Simulink)：1、模型创建与定义、( Model creating and definition)2、模型的分析、(Model analyzing)3、模型的修正。(Model modifying) 13. 计算与

12、的数组乘积。解：a=6,9,3;2,7,5;b=2,4;4,6;1,8;a*b ans = 51 10237 9014. 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.syms xsolve(x3-7*x2+2*x+4=0)15.求解多项式x3-7x2+2x+40的根。解：syms xsolve(x3-7*x2+2*x+40=0) ans =-2 4 516.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)*

13、(x-4)y = 84017.计算多项式除法(3x3+13x2+6x+8)/(x+4)。解：syms xy=3*x3+13*x2+6*x+8;A=factor(y);B=A/(x+4) B = 3*x2 + x + 218.18.计算多项式的微分和积分。解：syms xy=sqrt(4*x4-12*x3-14*x2+5*x+9);df=diff(y) df = -(- 16*x3 + 36*x2 + 28*x - 5)/(2*(4*x4 - 12*x3 - 14*x2 + 5*x + 9)(1/2)syms xf=4*x4-12*x3-14*x2+5*x+9;nf=int(f) nf = (4

14、*x5)/5 - 3*x4 - (14*x3)/3 + (5*x2)/2 + 9*x19. 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 = Columns 1 through 9 0 0.5520 0.8387 0.7877 0.4572 0.0000 -0.4032 -0.6126 -0.5753 Columns 10 through 18 -0

15、.3339 -0.0000 0.2945 0.4475 0.4202 0.2439 0.0000 -0.2151 -0.3268 Columns 19 through 21 -0.3069 -0.1781 -0.000020.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=0.1:0.15*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010，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

16、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(Sine and Cosine Curve)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

17、：t=-2:0.13:2;y1=2*sin(t*pi);y2=2*sin(t*pi)+0.1*sin(t*pi);plot(t,y1,r,t,y2,k)title(Sine and Cosine Curve)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=%.0fn ,a);t=1;while t=1 if mod(a,2)=0; a=a/2; fprintf(a=

18、%.0fn ,a); else a=a*3+1; fprintf(a=%.0fn ,a); end if a=1 t=0; fprintf(a=%.0fn ,a); else t=1; endend24. 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 = -64ans = -0.4531 0.6562 -0.5937 0.7969 -0.8437 0.9062 -0.2031 0.1562 -0.093725.用符号函数法求解方程at2+b*t+c=0。解：syms tsolve(a*t2+b*t+c=0)ans = -(b + (

19、b2 - 4*a*c)(1/2)/(2*a) -(b - (b2 - 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。x11.522.533.544.55y-1.42.735.98.412.216.618.826.2答： x=1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5; % 实验数据y=-1.4 2.7 3 5.9 8.4 12.2 16.6 18.8 26.2;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

20、多项式结果plot(x,y,o,x2,y2)p =0.9195 0.8898 -2.21052， 用符号微分求df/dx。解：syms xf=a,x2,1/x;exp(a*x),log(x),sin(x);diff(f,x) ans = 0, 2*x, -1/x2 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(-x2-y2);plot3(x,y,z)su

21、bplot(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

22、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：function varargout = 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

23、)set(handles.radiobutton5,value,0)colormap(jet)% -function varargout = 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(h

24、sv)% -function varargout = 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)% -function varargout = radiobutton4_Call

25、back(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)% -function varargout = radiobutton5_Callback(h, eventdata, handles, varargin)set(ha

26、ndles.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（15），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;bc = 0.8147 0.9058 0.1270 0.9134 0.6324 4.073

27、6 4.5290 0.6349 4.5669 3.16187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）A1A2A3甲431180乙263200价格（万元/万件）1254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 44.0000fval =-584.0000因此A1=34,A2=0,A3=44时受益最大，最大值为584.