MATLAB教程及实训 实验报告

1、MATLAB教程及实训 实验报告实验1 熟悉matlab的开发环境及矩阵操作一、实验的教学目标通过本次实验使学生熟悉MATLAB7.0的开发环境，熟悉MATLAB工作界面的多个常用窗口包括命令窗口、历史命令窗口、当前工作目录窗口、工作空间浏览器窗口等。掌握建立表达式书写规则及常用函数的使用，建立矩阵的几种方法。二、实验环境计算机、MATLAB7.0集成环境三、实验内容1、熟悉命令窗口的使用，工作空间窗口的使用，工作目录、搜索路径的设置。命令历史记录窗口的使用，帮助系统的使用。（P288-298页）2、在当前命令窗口中输入以下命令：x=0:2:10 y=sqrt(x) 要求用format命令将x

2、和y显示为指数的形式。 x=0:2:10 x = 0 2 4 6 8 10 format short e xx = 0 2 4 6 8 10 y=sqrt(x)y = 0 1.4142e+000 2.0000e+000 2.4495e+000 2.8284e+000 3.1623e+000 format short eyy = 0 1.4142e+000 2.0000e+000 2.4495e+000 2.8284e+000 3.1623e+0003、在当前命令窗口中输入以下命令：a=1 2;3 4 b=1 1;2 2要求将两个变量保存到exe1.mat文件中，并将两行命令保存为exe1.m文

3、件，使用which命令查看文件信息，将exe1.m文件设置到搜索路径后，在命令窗口中运行exe1文件。 aa = 1 2 3 4 bb = 1 1 2 2 save exel a b4、求下列表达式的值（1）w= w=sqrt(2)*(1+0.34245*10e-6)w = 1.4142（2）x=,其中a=3.5,b=5,c=-9.8 x=(2*pi*3.5+(5+(-9.8)/(pi+3.5*5*(-9.8)-eps*eps)/(tan(5-9.8)+3.5)x = 1.47935、A=7 1 5 2;2 5 6 9; 3 1 5 10, B=3 4 5;1 2 3; 8 7 6,在命令窗口

4、中执行下列表达式，掌握其含义。(1) A（2,3） A(:,2) A(2,:) A(:,1:2:3) A(4) A(1:2，2:3) A(end，：) A（4;5;6） A(2,1 2 3) A(1 3,:)(2) 如何将矩阵A和B合并成一个新的矩阵？如何删除矩阵B的最后一行元素，倒数第二列元素？ A=7 1 5 2;2 5 6 9;3 1 5 10A = 7 1 5 2 2 5 6 9 3 1 5 10 B=3 4 5;1 2 3;8 7 6B = 3 4 5 1 2 3 8 7 6 A(2,3)ans = 6 A(:,2)ans = 1 5 1 A(2,:)ans = 2 5 6 9 A(

5、:,1:2:3)ans = 7 5 2 6 3 5 A(4)ans = 1 A(1:2,2:3)ans = 1 5 5 6 A(end,:)ans = 3 1 5 10 A(4;5;6)ans = 1 5 1 A(2,1 2 3)ans = 2 5 6 A(1 3,:)ans = 7 1 5 2 3 1 5 10 C=A BC = 7 1 5 2 3 4 5 2 5 6 9 1 2 3 3 1 5 10 8 7 6 B(3,:)=B = 3 4 5 1 2 3 B(:,2)=B = 3 5 1 3四、实验总结1，熟悉了命令窗口的使用，工作空间窗口的使用。2, 了解了工作目录、搜索路径的设置方法

6、。实验2 MATLAB基本运算一、实验的教学目标通过本次实验使学生掌握向量和矩阵的创建方法；掌握矩阵和数组的算术运算、逻辑运算和关系运算；掌握字符数组的创建和运算；了解创建元胞数组和结构体的方法。二、实验环境计算机、MATLAB7.0集成环境三、实验内容1、创建3阶魔方矩阵a和3阶对角阵b，c=a(1:3,1:3)a=magic(3)a = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 b=eye(3)b = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 c=a(1:3,1:3)c = 8 1 6 3 5 7 4 9 2（1）计算矩阵a,b和c的行列式、逆矩阵并进行最大值的统计。 det(a)ans = -360

7、 det(b)ans = 1 det(c)ans = -360 inv(a)ans = 0.1472 -0.1444 0.0639 -0.0611 0.0222 0.1056 -0.0194 0.1889 -0.1028 inv(b)ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 inv(c)ans = 0.1472 -0.1444 0.0639 -0.0611 0.0222 0.1056 -0.0194 0.1889 -0.1028 max(a)ans = 8 9 7 max(b)ans = 1 1 1 max(c)ans = 8 9 7（2）比较矩阵和数组的算术运算：b和c的*、/、和.*

8、、./、.，以及exp和expm函数。 b*cans = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 b/cans = 0.1472 -0.1444 0.0639 -0.0611 0.0222 0.1056 -0.0194 0.1889 -0.1028 bc? Error using = At least one operand must be scalar. （当b为方阵时：c为矩阵时不能运算，会出错。） b.*cans = 8 0 0 0 5 0 0 0 2 b./cans = 0.1250 0 0 0 0.2000 0 0 0 0.5000 b.cans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1

9、exp(b)ans = 2.7183 1.0000 1.0000 1.0000 2.7183 1.0000 1.0000 1.0000 2.7183 exp(c)ans = 1.0e+003 * 2.9810 0.0027 0.4034 0.0201 0.1484 1.0966 0.0546 8.1031 0.0074 expm(b)ans = 2.7183 0 0 0 2.7183 0 0 0 2.7183 expm(c)ans = 1.0e+006 * 1.0898 1.0896 1.0897 1.0896 1.0897 1.0897 1.0896 1.0897 1.08972 、已知字符

10、串s=hello（1）将s逆序排列输出 s=hellos =hello n=length(s)n = 5 ss=s(n),s(n-1),s(n-2),s(n-3),s(n-4)ss =olleh（2）使用str2num函数转换字符串s,查看结果。 str2num(hello)ans = str2num(s)ans = 3、已知A=zeros(2,2,2),hello;17.35,int16(1:10),比较B=A(1,2) 和C=A1,2的区别。 A=zeros(2,2,2),hello;17.35,int16(1:10)A = 2x2x2 double hello 17.3500 1x10

11、int16 B=A(1,2)B = hello C=A1,2C =Hello四、实验总结1，掌握了向量和矩阵的创建方法。2，掌握矩阵和数组的算术运算、逻辑运算和关系运算。实验三 数据的可视化一、实验的教学目标通过本次实验使学生掌握基本二维绘图函数plot；掌握在图形中添加文字等修饰；掌握绘制三维曲线图、三维网线图和三维表面图的方法。 二、实验环境计算机、MATLAB7.0集成环境三、实验内容1、绘制0,2区间内的一条正弦曲线，采用线条宽度为2的蓝色点画线，标记为边缘红色，填充绿色，大小为12像素的五角星。图如下所示：x=0:0.1:2*piy=sin(x)plot(x,y,b-.p) 2、在三

12、个子坐标轴中分别显示三条曲线：上面两个坐标轴显示正弦曲线，且第一个无网格，第二个有网格，第三个坐标轴显示余弦曲线，且显示网格。图如下 x=0:0.2:2*pi; subplot(2,2,1) plot(x,sin(x) subplot(2,2,2) plot(x,sin(x) grid on subplot(2,2,3,4) plot(x,cos(x) grid on3、格式化绘图，要求标注图形标题，文本注释，轴标签和图例。在一个图形窗体中绘制正弦函数sin(x)和指数函数 , 图如下所示。第3题 第4题 x=0:0.1:2*pi; y=exp(-x); plot(x,y,rp,markerf

13、acecolor,r) hold on z=sin(x); plot(x,z,b-) hold on x=0:0.1:2*pi; y=exp(-x); plot(x,y,rp,markerfacecolor,r) hold on z=sin(x); plot(x,z,b-) gtext(2-D plots) gtext(sin(t) gtext(sin(pi/3)4、用三维表面图绘制，利用surfc命令来绘制三维表面图并加等高线，图如下所示。 x=-4:4; x,y=meshgrid(x); z=5*x.2-y.2; surfc(x,y,z)四、实验总结1，掌握基本二维绘图函数plot。2，掌

14、握MATLAB图形窗口的功能。 实验四 符号运算一、实验的教学目标 通过本次实验，要求学生熟练掌握符号对象的创建，符号表达式的化简，符号表达式的微分、积分和极限，符号方程的求解。二、实验环境计算机、MATLAB7.0集成环境三、实验内容1、要求用两种方法创建符号表达式：。 syms a b x y t f=a*(2*x-t)3+b*sin(4*y)f =a*(2*x-t)3+b*sin(4*y) f2=sym(a*(2*x-t)3+b*sin(4*y)f2 =a*(2*x-t)3+b*sin(4*y)2、创建符号表达式 ：，将符号表达式化简成合并同类项、因式分解和嵌套的形式。 f=sym(x3

15、+5*x2+7*x+3)f = x3+5*x2+7*x+3 g1=collect(f)g1 = x3+5*x2+7*x+3 g12=factor(f)g12 = (x+3)*(x+1)2 g2=horner(f) g2 =3+(7+(5+x)*x)*x3、创建两个符号表达式 ： ，（1）计算符号表达式f当x-1、 y-1的极限； syms x y f=(x2+y2)(x*y) f =(x2+y2)(x*y) fxy=limit(limit(f,y,1),x,1) fxy =2（2）计算符号表达式g的一阶微分和一重不定积分。 g=(1+sin(x)/1+cos(x)g =1+sin(x)+cos

16、(x) gdf1=diff(g)gdf1 =cos(x)-sin(x) gint=int(g)gint =x-cos(x)+sin(x)4、分别求符号方程的解：（3）（1） syms x eqn=33.6*x4-22.12*x+101.3=0eqn =33.6*x4-22.12*x+101.3=0 x=solve(eqn)x = -.93414589926892917083301037789686-1.0241164280845785484550700020173*i -.93414589926892917083301037789686+1.02411642808457854845507000

17、20173*i .93414589926892917083301037789686-.83453140382444385548175136291714*i .93414589926892917083301037789686+.83453140382444385548175136291714*i（2） syms x y eqn1=x+y=p; eqn2=x*y=q; x,y=solve(eqn1,eqn2)x = 1/2*p-1/2*(p2-4*q)(1/2) 1/2*p+1/2*(p2-4*q)(1/2) y = 1/2*p+1/2*(p2-4*q)(1/2) 1/2*p-1/2*(p2-4*

18、q)(1/2)（3） x,y=dsolve(2*Dx-4*x+Dy-y=exp(t),Dx+3*x+y=0,x(0)=3/2,y(0)=0) x =2*cos(t)-4*sin(t)-1/2*exp(t) y = 14*sin(t)-2*cos(t)+2*exp(t)四、实验总结1， 通过本次实验，熟练掌握了符号对象的创建，多项式符号表达式的化简。2， 符号表达式的微分、积分和极限，符号方程的求解。实验五 程序设计和M文件一、实验的教学目标1、熟练运用M文件编辑/调试窗口中调试程序的方法2、熟悉与函数相关的知识3、熟练掌握分支结构、循环结构。二、实验环境计算机、MATLAB7.0集成环境三、实

19、验内容1、编写程序，计算 2+4+6+8+(2n)的值（用 input 语句输入 n 的值， 用for语句实现）。sum=0;n=input(input n:);for i=2:2:2*n sum=sum+i; end sum运行结果input n:5sum = 302、利用格里高利公式求的近似值，要求精确到最后一项的绝对值小于(用while语句来实现)sum=1;i=1;j=1;while 1 sum=sum+(1/(2*j+1)*(-i); i=-i; j=j+1; if abs(1/(2*j+1)*(-i)abs(10(-4) break; end endpi=sum*4;pi运行结果pi = 3.14143、费波那契（fibonacci）数列：1 、1、2、 3、 5、 8、 13、 21、其递推公式为： 编程实现求n项的费波那契数列的函数。（要求：在命令行窗体中，调用求解n项的费波那契数列得函数）function y=fibonacci(n) a1=1; a2=1;if (nc&a