matlab实验指导书电信

第页实验一运算基础及矩阵分析及处理一实验目的1．熟悉启动和退出的方法。2．熟悉命令窗口的组成。3．掌握建立矩阵的方法。4．掌握各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。5.掌握生成特殊矩阵的方法。6.掌握矩阵分析的方法。7.用矩阵求逆解线性方程组。二实验仪器和设备装有6.0以上计算机一台三实验原理是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算及操作，并有较强的绘图功能。1.1基本规则1.1.1一般命令格式为[输出参数1，输出参数2，……]=（命令名）（输入参数1，输入参数2，……）输出参数用方括号，输入参数用圆括号如果输出参数只有一个可不使用括号。1.1.2%后面的任意内容都将被忽略，而不作为命令执行，一般用于为代码加注释。1.1.3可用↑、↓键来重现已输入的数据或命令。用←、→键来移动光标进行修改。所有命令都用小写字母。大写字母和小写字母分别表示不同的变量。常用预定义变量，如、、、矩阵的输入要一行一行的进行，每行各元素用空格或“，”分开，每行用“；”分开。如书写格式为[123；456；789]在中运行如下程序可得到A矩阵[123;456;789]a=1234567891.1.7需要显示命令的计算结果时，则语句后面不加“；”号，否则要加“；”号。运行下面两种格式可以看出它们的区别：[123;456;789][123;456;789];123不显示结果4567891.1.8当输入语句过长需要换行时，应加上“…”后再回车，则可续行输入。1.2文件管理常用命令1.2.1帮助（）命令有很多命令，因此很不容易记忆。使用命令可以得到有关命令的屏幕帮助信息。如在环境下直接运行命令就会在屏幕上给出的基本命令以及相关的工具箱软件命令（请自行验证）。而下面的格式可以得到指定命令的帮助信息，和详细说明。命令名命令该命令存储定义的变量或演算结果，也可以用来存储指定的变量。命令格式为文件名[变量名表][][]1.2.3该命令可以在当目录下显示文件和数据文件1.2.4显示当前目录下的所有文件.命令如果输入abc，则表示清除工作空间中指定变量；如果仅仅输入命令，则清除整个工作空间。矩阵运算具有强大的矩阵运算功能,这里我们只作简单介绍.在中表示一个矢量要用方括号，而列矢量的输入只需在行矢量输入格式基础上加转置符“’”即可。如[123;456]x=123456而[123;456]'(加转置符)x=142536下面三条命令可以产生一个行矢量第一条命令可以在线性空间产生一个值在x至y之间间隔点数为n的行矢量(一组数据)。其行矢量的起始值是x,终值为y,点数为n。第二条命令可以在对数空间产生一个值在10x至10y之间等间隔的行矢量(一组数据)。第三条命令产生x至y步长为n的行矢量。但是,三个命令之间存在差别，下面的例子可以说明这一点。例1(0,5,6)x=110100100010000100000例2(0,10,11)x=012345678910例3[0:1:10]x=012345678910通过上面三个例子可以看出例一,例二中n代表选取的点数。而在例三中n则表示步长.注意它们的区别。矩阵的加,减,乘,除等,和其它语言书写一样。但要注意的是在运算符前面加有“.”则表示是数组运算，为对应元素的相应操作。例4请注意下面的不同情况.[12;34];[22;22];*b.*bc=c=6624141468c=c=1.0015*0.50001.0000-2.25182.25181.50002.0000-2.25182.25181.4常见数学函数函数名数学计算功能函数名数学计算功能（x）实数的绝对值或复数的幅值（x）对x朝-∞方向取整（x）反余弦（m，n）求正整数m和n的最大公约数（x）反双曲余弦（x）求复数x的虚部（x）在四象限内求复数x的相角（m，n）求正整数m和n的最小公倍数（x）反正弦（x）自然对数（以为底数）（x）反双曲正弦10（x）常用对数（以10为底数）（x）反正切（x）求复数x的实部2（）在四象限内求反正切（m，n）求正整数m和n的之余数（x）反双曲正切（x）对x四舍五入到最接近的整数（x）对x朝+∞方向取整（x）符号函数：求出x的符号（x）求复数x的共轭复数（x）正弦（x）余弦（x）反双曲正弦（x）双曲余弦（x）求实数x的平方根：（x）指数函数（x）正切（x）对x朝原点方向取整（x）双曲正切例5：输入[-4.85-2.3-0.21.34.566.75]，则：(x)=-4-20257(x)=-4-20146(x)=-5-3-1146(x)=-5-201571.5关系及逻辑运算1.5<小于,>大于,等于<=小于等于,>=大于等于,不等于对于复数””和””既比较实部也比较虚部,而其它运算仅比较实部。例6比较[5:1:15]及[12887101211131415]中的对应元素是否相同,则运行下面程序[5:1:15];[12887101211131415];y=00010100111有三个逻辑运算符.&逻辑及|逻辑或~逻辑非在矩阵运算中,以上命令是将两个矩阵中的对应元素进行运算,得到的结果是具有同样元素的矩阵。例7分别对下面两个矩阵进行逻辑运算.[01;10];[00;10];001001101001在进行混合运算时,其顺序为:算术运算→关系比较→逻辑运算例8计算>y时,程序首先执行运算,然后将相加结果及y比较,最后将比较结果和x作及运算，运行结果如下。[01;10];[00;10];>y0110四实验内容和步骤熟悉语言编程环境。在这一环境中，系统提供了许多编写，调试和执行程序的便利工具。熟悉变量、基本数学函数使用，矩阵操作练习，主要包括矩阵的建立，算数运算，逻辑运算和关系运算。先求下列表达式的值，然后显示工作空间的使用情况并保存全部变量。（1）（2），其中（3）2，已知，求下列表达式的值：6*B和A—(其中I为单位矩阵)A*B和A.*BA^3和A.^3和B\A[]和[A([1,3],:)^2]3,设有矩阵A和B，，（1）求它们的乘积C。（2）将矩阵C的右下角3×2子矩阵赋给D。（3）查看工作空间的使用情况。4.求[100,999]之间能被21整除的数的个数。提示：先利用冒号表达式，再利用和函数。5.下面是一个线性方程组：[1/21/31/4;1/31/41/5;1/41/51/6][x1x2x3]’=[0.950.670.52]’。（1）求方程的解。（2）将方程右边向量元素b3改为0.53，再求解，并比较b3的变化和解的相对变化。[1/21/31/4;1/31/41/5;1/41/51/6];>>[0.950.670.52]';>>(A)*bx=1.20000.60000.6000>>b2=[0.950.670.53]';>>x2(A)*b2x2=3.0000-6.60006.6000五写出实验总结报告实验二选择结构程序设计一、实验目的掌握建立和执行M文件的方法。掌握利用语句实现选择结构的方法。掌握利用语句实现多分支选择结构的方法。二、实验环境1．计算机2．装有6.0以上计算机一台三实验原理1)语句语句的常使用三种形式为：(1)逻辑表达式(3)逻辑表达式1语句体语句体1逻辑表达式2语句体2(2)逻辑表达式1逻辑表达式3语句体1…语句体2语句体n2)分支语句：表达式（标量或字符串）值1语句体1值2语句体2语句体n说明：当表达式不是“”所列值时，执行语句体。四、实验内容1.求下列分段函数的值。要求：用语句实现，分别输出-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。提示：x的值从键盘输入，可以是向量。2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级。其中90～100分为A，80～89分为B，70～79分为C，60～69分为D，60分以下为E。要求：分别用语句和语句实现。3.硅谷公司员工的工资计算方法如下：（1）工作时数超过120小时者，超过部分加发15%。（2）工作时数低于60小时者，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号员工的工时数，计算应发工资。五写出实验总结报告实验三循环结构程序设计一、实验目的掌握利用语句实现循环结构的方法。掌握利用语句实现循环结构的方法。熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。二、实验环境1．计算机2．装有6.0以上计算机一台三实验原理1).无条件循环当需要无条件重复执行某些命令时，可以使用循环：循环变量表达式1:达式2:表达式3语句体说明：表达式1为循环初值，表达式2为步长，表达式3为循环终值；当表达式2省略时则默认步长为1；语句允许嵌套。例1：例2：矩阵输入程序生成3×4阶的矩阵。(‘矩阵行数：’);1:3(‘矩阵列数：’);1:41H（i，j）=1/（1）；1([‘输入第’2(i),’行，第’2(j),’列元素’])A(i,j)=(‘’)2)循环语句循环的一般使用形式为：表达式语句体例3：用迭代法计算多项式方程=0的一个实根。解：x0=310;r>15x10;x0=3+51.^2;(x01);1;0运行结果为：x0=3.4260n=9四实验内容和步骤（一）验证例题中的操作。（二）完成以下各题，将答案写入实验报告，并在机器上运行结果验证。1．编写程序，计算1+3+5+7+…+(21)的值（用语句输入n值）。2.根据，求的近似值。当n分别取100、1000、10000时，结果是多少？要求：分别用循环结构和向量运算（使用函数）来实现。3.根据.，求：（1）y<3时的最大n值。（2）于（1）的n值对应的y值。五写出实验总结报告实验四函数及文件一、实验目的掌握文件的建立、打开及关闭和文件的读写操作掌握定义和调用函数的方法。掌握文件的基本操作。二、实验环境1．计算机2．装有6.0以上计算机一台三实验原理1.建立M文件将多个可执行的系统命令，用文本编辑器编辑后并存放在后缀为的文件中，若在命令窗口中输入该文件的文件名（不跟后缀!），即可依次执行该文件中的多个命令。这个后缀为的文件，也称为的脚本文件()。注意：文件存放路径必须在能搜索的范围内。2.建立函数文件对于一些特殊用户函数，系统提供了一个用于创建用户函数的命令，以备用户随时调用。1．格式：[输出变量列表](输入变量列表)用户自定义的函数体2．函数文件名为：，注意：保存时文件名及函数名最好相同；3．存储路径：最好在系统的搜索路径上。4.调用方法：输出参量(输入变量)例：计算s=n!，在文本编辑器中输入：(n);1;1*i;s;在命令窗口中输入：(5)结果为:s=120四实验内容和步骤1.定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在命令文件中调用该函数文件。2、一个物理系统可用下列方程组来表示：从键盘输入m1、m2和的值，求a1、a2、N1、N2的值。其中g取9.8,输入时以角度为单位。要求：定义一个求解线性方程组的函数文件，然后在命令文件中调用该函数文件。3、设，编写一个函数文件,使得调用f(x)时，x可用矩阵代入，得出的f(x)为同阶矩阵。五写出实验总结报告实验五图形系统一实验目的学会用语言绘图二实验仪器和设备装有6.0以上计算机一台三实验原理1、该命令在线性坐标系下绘制y对应于x的轨迹。若其中之一为矩阵则该命令将对应于矩阵的行或者列绘制一簇曲线。该命令也可以在同一坐标轴下绘制多条曲线。例1运行程序[0:1:10];x1;(x1)可在图形窗口得到下面图形:例2[0:0.5:7];(x);y1=2*x;y2=3*x;(12)从上面的例子可以看出,如果要在同一坐标轴下绘制多条曲线,可用如下格式：(x1122……)%对应于不同矢量时其中x11………是对应的关系。在两个对数（标准对数）坐标间绘制图形。3、或在x轴或y轴为对数坐标,而另一轴为线性轴的空间绘制图形。4、在极坐标空间绘制图形。在图形中加栅格。该命令将屏幕分成r*c个窗口表示在第几个窗口.同时绘制多个图形窗口时,绘图语句间应用逗号分开。例3下面的程序产生四个窗口,且分别绘制相应图形.[0:0.01:2*];(t);(t);(221)()(222)(),(223)()(224)()从上面的程序可以看出语句中的可以不用逗号分开。上面程序执行后得到如下图形：该命令用于鼠标定位的文字注释.执行完绘图命令后再执行(‘说明文字’)命令,就可在屏幕上得到一个光标,然后,用鼠标选择说明文字的位置。例4[0:1:10];x1=2*t;x2=0.5*t;(x12);('2t');('0.5t')8、如果需要同时在不同窗口绘制图形,可用语句来完成。例5[0:1:10];x1=2*t;x2=3*t;(x1)(x2)9、有关绘图方面的还有：给当前图像加标题。或给x或y轴加标注。在当前图像上指定位置加注释。等。10、在同一座标系中绘制多个曲线时,曲线的颜色可以自动确定，也可以自己选择。其使用格式如下:(x11,选项122,选项2,…,选项n)b蓝色m紫红色c青色r红色g绿色w白色k黑色y黄色-实线（默认）:点连线-.点画线虚线.点s正方形+十字号d菱形o圆圈h六角形*星号p五角星x叉号>右三角11、三维图形绘制函数3函数及函数的用法类似。还可以用函数绘制三维网格图；用函数绘制三维曲面图。提供了丰富的三维绘图函数，可以通过命令查看。例6绘制三维曲线：0100:20*;(t)

;(t);.*(t).*(t);3()

;(‘3’)

;(‘X’)(‘Y’)(‘z’);运行结果如下：四实验内容和步骤1.设,在2π区间取101点,绘制函数的曲线.2.已知,完成下列操作：（1）在同一坐标系下用不同的颜色和线性绘制三条曲线。（2）以子图形式绘制三条曲线。（3）分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。3已知在-5区间绘制函数曲线。4.绘制曲面图形，并进行插值着色处理。五写出实验总结报告实验六基本操作一实验目的学会仿真基本操作二实验仪器和设备装有6.0以上计算机一台三实验原理在命令窗口中输入结果是在桌面上出现一个称为的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。也可以通过主窗口的快捷按钮来打开窗口。2.模块库按功能进行分为以