《MATLAB与工程计算》课程实验指导书

《MATLAB与工程计算》课堂实验指导书课程中文名称：MATLAB与工程计算课程英文名称：MATLABandCalculationforEngineers课程编号：021070030适用专业：交通工程学时数：总学时：24，其中理论学时：12，实验学时：12学分数：1.5分课程类别：专业课程应开课学期：第四学期实验一：MATLAB系统环境与运算基础实验类型：上机实验学时：4学时实验要求：无一、实验目的1．掌握启动和退出MATLAB的方法；2．掌握MATLAB操作界面的组成及基本用法；3．掌握MATLAB建立矩阵的方法；4．掌握MATLAB表达式的书写规则及常用函数的使用方法。二、实验内容1．MATLAB概貌；2．MATLAB系统环境的准备；3．MATLAB操作界面；4．MATLAB基本操作；5．MATLAB数值数据；6．MATLAB矩阵的表示；7．变量及其操作；8．MATLAB常用内部函数；9．MATLAB运算；10．字符串三、仪器设备微型计算机、MATLAB软件四、实验原理、方法、手段和步骤实验原理：MATLAB软件基本原理。实验方法：通过MATLAB软件输入命令，查阅返回结果。实验步骤：1．练习MATLAB软件启动方式、退出方式；2．熟悉MATLAB软件的操作界面组成；3．练习MATLAB设置搜索路径的方式；4．练习命令行、续行符号、注释符号的使用；5．练习MATLAB软件帮助系统的使用；6．练习定义不同数据类型的数据；7．练习科学记数法的表示方式；8．练习矩阵的建立方式；9．练习冒号表达式；10．练习矩阵元素的引用；11．练习变量和赋值语句；12．练习常用数学函数；13．练习算术运算、关系运算、逻辑运算；14．练习字符串输入。五、实验结果处理根据MATLAB软件界面返回的结果综合判断输入的程序命令是否正确，依据错误提示命令修改编制的程序。六、实验注意事项1．注意实验室（机房）用电安全；2．注意正确操作微型计算机；3．注意命令行符号“，”、“；”、“空格”的异同；4．注意续行符号的正确书写；5．注意help和lookfor命令的异同。6．注意冒号表达式的写法；7．注意区分下标和序号引用方式的异同；8．注意预定义变量设定的符号选取；9．注意区分数学函数中角度和弧度的差异。七、预习与思考题1．启动MATLAB系统环境，完成下列操作。（1）在MATLAB命令行窗口输入以下命令后，观察工作区窗口的内容。x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);（2）在工作区窗口右击变量x、y，再在快捷菜单中选择“删除”命令将它们删除。2．先建立自己的工作文件夹，再将自己的工作文件夹设置到MATLAB搜索路径下，再试验用help命令能否查到自己的工作文件夹。3．先求下列表达式的值，然后显示MATLAB工作空间的使用情况并保存全部变量。（1）（2），其中，。（3），其中（4），当a取-3.0，-2.9，-2.8，…，2.8，2.9，3.0时，求各点的函数值。4．已知，求下列表达式的值。（1）A*B、B*A和A.*B。（2）A^3和A^.3。（3）A/B和B\A。（4）[A,B]和[A([1,3],:);B^2]

实验二：MATLAB矩阵处理实验类型：上机实验学时：2学时实验要求：无一、实验目的1．掌握生成特殊矩阵的方法；2．掌握矩阵处理的方法；3．掌握用矩阵求逆法解线性方程组的方法。二、实验内容1．特殊矩阵；2．矩阵变换；3．矩阵求值；4．矩阵的特征值与特征向量三、仪器设备微型计算机、MATLAB软件四、实验原理、方法、手段和步骤实验原理：MATLAB软件基本原理。实验方法：通过MATLAB软件输入命令，查阅返回结果。实验步骤：1．练习通用的特殊矩阵；2．练习专门学科的特殊矩阵；3．练习对角阵与三角阵；4．练习矩阵的转置与旋转；5．练习矩阵的逆；6．练习矩阵求值；7．练习矩阵的特征值与特征向量。五、实验结果处理根据MATLAB软件界面返回的结果综合判断输入的程序命令是否正确，依据错误提示命令修改编制的程序。六、实验注意事项1．注意实验室（机房）用电安全；2．注意正确操作微型计算机；3．注意均匀分布和标准正态分布函数的异同；4．注意建立对角阵和三角阵函数的异同；5．注意求解矩阵特征值和特征向量3种形式的异同。七、预习与思考题1．建立一个5×5矩阵，求它的行列式值、迹、秩和范数。2．已知求A的特征值及特征向量，并分析其数学意义。

实验三：MATLAB程序流程控制实验类型：上机实验学时：4学时实验要求：无一、实验目的1．掌握顺序结构程序设计方法；2．掌握选择结构程序设计方法；3．掌握循环结构程序设计方法。二、实验内容1．M文件；2．程序控制结构；3．函数文件三、仪器设备微型计算机、MATLAB软件四、实验原理、方法、手段和步骤实验原理：MATLAB软件基本原理。实验方法：通过MATLAB软件输入命令，查阅返回结果。实验步骤：1．练习M文件的建立与打开；2．练习数据的输入与输出；3．练习if语句结构；4．练习switch语句结构；5．练习for语句结构；6．练习while语句结构。五、实验结果处理根据MATLAB软件界面返回的结果综合判断输入的程序命令是否正确，依据错误提示命令修改编制的程序。六、实验注意事项1．注意实验室（机房）用电安全；2．注意正确操作微型计算机；3．注意区分脚本文件和函数文件的异同；4．注意区分多分支if语句结构；5．注意区分for语句的循环方式。七、预习与思考题1．已知，其中，求y的值。2．求分段函数的值。用if语句实现，分别输出x=5.0，-3.0，1.0，2.0，2.5，3.0，5.0时的y值。3．已知利用循环结构求y的近似值。当n分别取100、1000、10000时，结果是多少？

实验四：MATLAB数据分析与多项式计算实验类型：上机实验学时：2学时实验要求：无一、实验目的1．掌握数据统计和分析的方法；2．掌握多项式的常用运算；3．掌握数据插值与曲线拟合的方法及应用。二、实验内容1．数据统计分析；2．多项式计算三、仪器设备微型计算机、MATLAB软件四、实验原理、方法、手段和步骤实验原理：MATLAB软件基本原理。实验方法：通过MATLAB软件输入命令，查阅返回结果。实验步骤：1．练习数据统计分析功能，包括最大值与最小值、求和与求积、平均值和中值、累加和与类乘积、标准差与相关系数、排序；2．练习多项式计算功能，包括多项式的四则运算、导函数、求值、求根；3．练习数据插值，包括一维数据插值、二维数据插值；4．练习曲线拟合。五、实验结果处理根据MATLAB软件界面返回的结果综合判断输入的程序命令是否正确，依据错误提示命令修改编制的程序。六、实验注意事项1．注意实验室（机房）用电安全；2．注意正确操作微型计算机；3．注意数据统计分析函数中dim取值1和2的异同；4．注意区分累加和与累乘积的概念；5．注意多项式加减运算中将多项式次数补充相同。七、预习与思考题1．利用MATLAB提供的rand函数生成3