MATLAB实验报告一二三模板.docx

2023秋2023级MATLAB程序设计试验报告试验一班级：软件131姓名：付云雷学号：132872一、试验目的：1、了解MATLAB程序设计的开发环境，熟悉叮嘱窗口、工作区窗口、历史叮嘱等窗口的运用。2、驾驭MATLAB常用叮嘱的运用。3、驾驭MATLAB帮助系统的运用。4、熟悉利用MATLAB进行简洁数学计算以及绘图的操作方法。二、试验内容：1、启动MATLAB软件，熟悉MATLAB的基本工作桌面，了解各个窗口的功能与运用。图1 MATLAB工作桌面2、MATLAB的常用叮嘱与系统帮助：(1)系统帮助help：用来查询已知叮嘱的用法。例如已知inv是用来计算逆矩阵，键入helpinv即可得知有关inv叮嘱的用法。Iookfor:用来找寻未知的叮嘱。例如要找寻计算反矩阵的叮嘱，可键入Iookforinverse,MATLAB即会列出全部和关键字inverse相关的指令。找到所需的叮嘱彳发，即可用help进一步找出其用法。(2)数据显示格式：常用叮嘱：说明formatshort显示小数点后4位(缺省值)formatlong显示15位formatbank显示小数点后2位format+显不+,0formatshorte5位科学记数法formatlonge15位科学记数法formatrat最接近的有理数显示(3)叮嘱行编辑：键盘上的各种箭头和限制键供应了叮嘱的重调、编辑功能。具体用法如下：t-重调前一行(可重复运用调用更早的)I-重调后一行一一前移一字符-后移一字符home-前移到行首end-移动到行末esc清除一行del清除当前字符backspace清除前一字符(4)MATLAB工作区常用叮嘱：who显示当前工作区中全部用户变量名Whos显示当前工作区中全部用户变量名及大小、字节数和类型disp(x)显示变量X的内容clear-清除工作区中用户定义的全部变量save文件名-保存工作区中用户定义的全部变量到指定文件中load文件名-载入指定文件中的数据3、在叮嘱窗口执行叮嘱完成以下运算，视察WorkSPaCe的变更，记录运算结果。(1)计算(365-52x2-70)÷3已知户3,尸4,Z=-T在MATLAB中求z：(->,YCommandWindow»x=3,y=4,z=x2*y2/(x-y)a2144(4)利用who,whos叮嘱查看工作空间内的全部变量，并比较两种叮嘱区分。»whoYourvariablesare:ansareaXyz»whosNameSizeBytesClassAttributesansIxl8doubleareaIxl8doubleXIxl8doubleyIxl8doubleZIxl8double(5)运用clear叮嘱删除工作空间内的全部变量。提示：MATLAB有一些永久常数(PermanentCOnStantS)如表所示，虽然在工作空间中看不到，但运用者可干脆取用。表LlMATLAB中常用的变量，常量特殊的变量、常量取值ans用于结果的缺省变量名Pi圆周率JI的近似值(3.1416)eps数学中无穷小(epsilon)的近似值(2.22O4e-016)inf无穷大，如1/0=inf(infinity)NaN非数，如0/0=NaN(NotaNumber),inf/inf=NaN*j虚数单位：i=j=jn(6)将下面的矩阵赋值给变量ml,在workspace中察看ml在内存中占用的字节数。'162313-.511108ml=97612414151EVariableEditor-ml捻£Stack:BaseNovalidplots田ml<4x4double>112345I16231325111083976124414151567R执行以下叮嘱，视察结果:»m1(2,3)CommandWindow»ml(2:3,1:3)ans=51110976»m1(1,4)÷ml(2,3)+ml(3,2)+ml(4,l)CommandWindow»ml(l,4)+nl(2,3)+ml(3,2)+ml(%1)ans=34执行叮嘱>>helpabs,查看函数abs的用法及用途，计算abs(3÷4i)0»helpabsABSAbsolutevalue.ABS(X)istheabsolutevalueoftheelementsofX.WhenXiscomplex,ABS(X)isthecomplexmodulus(magnitude)oftheelementsofX.Seealsosign,angle,unwrap，hypt.Overloadedmethods:CodiStributed/absIddata/absReferencepageinHelpbrowserdocabs»abs(3+4i)ans=5(8)执行叮嘱：»x=0:0.1:6*pi;>>y=5*sin(x);>>plot(x,y)(9)在matlab的叮嘱窗口里完成如下计算，其中t的值分别取-1,0,1,表达式如下：3 Ty = -×e× sin(4 J57 + % / 3)CommandWindow»t=-l01t=-101»y=(sqrt(3)/2)*exp(-4*t).*sin(4*sqrt(3*t)+pi3)y=1. 0e+004*0.00002. 0897+1.2065i0.0001IEVariableEditor-聒篇二IdJMStack:BaseNovalidplotsI田y<1x3double>11232.0897e+04+1.2065e+04i0.75+0.00i0.0157+0.00i2.(10)求方程组的根:x1+42-3x3=2<2xl+5x2-x3=11x1+6x2+x3=12CommandWindow»a=l4-3:25-1:161;»b=2:11:12;»x=abx=412(11)一个多项式的系数向量是P=U-6-72-27,求这个多项式的根并写出多项式。CommandWindow»p=1-6-72-27;»x=roots(p)12.1229-5.7345-0.3884x3-6x2-72x-27=04、思索题(1)以下变量名是否合法？为什么？a) x2合法b) 3col不合法c) _row不合法d) For不合法(2)求以下变量的值，并在MATLAB中验证。a)a=l:2:5;b) b=a, a' ,;c) c=a+b(29:)CommandWindow»a=1:2:5a=135»b=a*a'a'b=111333555»c=a÷b(2,:)2023秋2023级MATLAB程序设计试验报告试验二班级：软件131姓名：付云雷学号：132872一、试验目的1、驾驭矩阵和数组的表示与赋值方法2、了解字符串、结构和单元等数据类型在MATLAB中的运用3、驾驭MATLAB中基本的数值运算，了解基本统计函数的运用4、驾驭多项式基本运算以及线性方程组的求解方法二、试验内容1、利用“：”操作符和IinSPaCe函数生成数组a=0,6,12/8,24,30,36,42,并将数组a分别转化为4*2和2*4的矩阵。CommandWindow»a=Iinspace(0,42,8)06121824303642»a=0:6:42a=06121824303642»reshape(a,4,2)ans=02463012361842»reshape(a,2,4)ans三0122461830f×>>3642"3681"-5722172、在MATLAB中输入矩阵A=,并运用MATLAB回6916-121513-210答以下的问题:»A=3,6,8,1:-5,7,22,17:6,9,16,-12:15,13,-21,0A=3681-5I22176916-1215A»13-210(1)创建一个由A中第2列到第4列全部元素组成的4X3数组B;CommandWindow»B=A(:,2:4)B=681I2217916-1213-210fr»I创建一个由A中第3行到第4行全部元素组成的2X4数组C;CommandWindow»C=A(3:4,:)C=6916-121513-210f×>>(3)创建一个伪A中前两行和后三列全部元素组成的2X3数组DCommandWindow»D=A(1:2,2:4)D=6 817 2217f×>>(4)依据A利用单下标方法和双下标方法分别创建向量a=-5615和向量-56b=681,并利用向量。和生成矩阵E=68；Command Window» a=A(2, 3, 4)%单下标 a =-5615» b=A(5, 9, 13)%单下标 b =681» d=a;b;» E=transpose(d) E =-5668151Command Window » a=A(2:4, 1)%双下标 a =-5 615» b=A(l, 2:4)%双下标 b =681» c=transpose(b); » E= a, c E =-5668151(5)利用“口"删除矩阵A的其次行和第三列。Command Window» A(2, :)=%删除第二行36816916-121513-210» Ad,3)=%删除第三列619 -12130OOO1 1 03 1 01 1 00 0 03、利用OneS()函数和ZerO()函数生成如下矩阵:OOO1A=O1O1OO»A=ZeroS(5)：%生成全。矩胜»A(2:4,2:4)=l*ones(3):%矩独中的元素1»A(3,3)=3%第三行三列元素变为3A=0000001110013100111000000fx»-4-12-4、生成矩阵4=-303:-214CommandWindow»A=reshape(-4:4,3,3)%生成矩陈A=- 4-I2- 303- 214fr»(1)取出全部大于0的元素构成一个向量。(可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量)。CommandWindow»p。s=(A>O)%取出大于O元素的位置pos=001001011»A(POS)%从A的对应位置取值ans=1234 f×»I(2)将原矩阵中大于0的元素正常显示，而小于等于0的元素全部用0来表示(可推广到将原矩阵中不符合条件的全用0来表示，符合条件的值不变)。»POS=(A>0)%取出大于。元素的位置OO1OO1O11»A.*pos%将小于O元素置Oans=0020030144 -13 51c - 0-21d= 8372下列运0算是否合法，为什么？如合法，写出计算结果？(1) result 1=%合法，将矩阵转置(2) result2=(7*Z?Command Window » result l=a, result 1 -142536f、%不合法，a和b矩阵不能相乘(3) result3=t÷Z?。%合法,将a和b矩阵对应元素相加(4) result4=Z?*J(5) resuk5=也c'*dCommandWindow»result3=a+bresult3=3625811f×>>。%合法,将b和d矩阵相乘CommandWindow»result4=b*dresult4=312222404913fx»。%合法CommandWindow»result5=b;c,*dresult5=312222404913-5-8I(6) result6=.*Z?%合法,将a和b对应兀素相乘CommandWindow»result6=a.*bresult6=28-341530result7=.b%合法，用a除以b中对应元素CommandWindow»result7=a./bresult?-0.50000.5000-3.00004.00001.66671.2000(8)result8=tz.*c不合法,a和C不能进行.*运算result9="b合法,用b除以a中对应元素CommandWindow»result9=a.bresult9=2.00002.0000-0.33330.25000.60000.8333¢一、(10) result10=6/2%合法，将a中全部元素平方CommandWindow»result10=a.2result10=149162536O(11) result11=672%不合法，a必需为方阵(12) result11=2.%合法,将2MQ,j)构成新矩阵的第(Ij)个元素»result11=2.aresult11=248163264f×»16、己知= 573128438,c=U,0,8,3,6,2,-4,23,46,63»a/bans=0.09660.09450.0080-3.61251.5838-0.5778-1.99170.9414-0.2682»a./bans=-0.14290.37501.00000.41670.50001.15790.1029L*、-1.60009.0000CommandWindow»a-2ans=447124437351117362363331109»a.2ans三191625144193649、64729(2)求C中全部元素的平均值、最大值、中值，并将C中元素按从小到大依次排列。CommandWindow»mean(c)%平均值ans=9.1000»max(c)%最大值ans=46»median(c)%中值ans=4.5000»SOrt(C)%从小到大排序ans=-401236682346(3)说明伙2:3,1,3)的含义，并将生成的数组赋值给d。得到其次行到第三行中第一列和第三列的元素并构成矩阵。»d=b(2:3,1,3)d=1238683Ar、关系运算与逻辑运算7、已知。=20力=-2,C=O,d=l,计算下列表达式:(1)r=a>br2=a>b&cd(3) r3=«=Z?*(-10)(4) r4=-bcCommandWindow»a=20;b=-2：c=0;d=l;»rl=a>brl=1»r2=a>bAc>dr2=0»r3=a=b*(-10)r3=1»r4=-bcr4=08、已知A =79-2121-2153-2-21153213CommandWindow»A=721-2;9153-2：-2-2115:13213;»rank（八）ans=4J八I求矩阵A的行列式(determinant)；»det（八）ans=1.2568e+004f×»(3)求矩阵A的逆(inverse)；CommandWindow»inv（八）ans=0.1744-0.0303-0.01250.0270-0.10500.0789-0.01210.00060.00830.01730.0911-0.03110.0095-0.0185-0.01030.0795f×»I(4)求矩阵A的特征值及特征向量(eigenvalueandeigenvector)oCommandWindow»c,d=eig（八）c=-0.76290.0919+0.0640i0.0919-0.0640i-0.02990.62230.6087+0.0276i0.6087-0.0276i0.26370.0807-0.7474-0.74740.6434-0.15540.0342-0.2374i0.0342+0.2374i0.7180d=4.8554000012.6460+1.8333i000012.6460-1.8333i000015.85269、已知多项式力(X)=24-f+3+2,力(x)=3x+2,利用MATLAB进行如下计算:(1)计算两多项式的乘法和除法；CommandWindow»fl=2,0j-l,3,2;»f2=3,2;»conv(f1,f2)ans=64-37124»q,r=deconv(f1,f2)q=0.6667-0.4444-0.03701.024700(2)求多项式力(x)的根；00-0.0494»roots(fl)ans=0.8214+0.9387i0.8214-0.9387i-1.0000-0.6427£13'(3)分别计算多项式当x=3以刚好1=的值。24CommandWindow»PoIyVal(fl,3)%x=3时fl的值ans=164»PoIyVal(f2,3)%x=3时f2的值ans=11»x=13;24:»polyvalm(fl,x)%f1ans=3968645761260»polyvalj(f2,x)%f2ans=5 96 1410、用两种方法求下列方程组的解，并比较两种方法执行的时间。7x1+14x2-9x3-2x4+5x5=1003x1-15x2-133-6x4-4x5=2004-1Ix1-9%-2工3+5冗4+7毛=3005x1+7x2+14x3+16x4-2x5=400-2x+52+12Xj1Ix44Xj=500»A=7j14,-9,-2,5;3,-15,-13j-6,-4:-11,-9,-2,5,7:5,7,14,16,-2:-2,5,12,-11,-4:»b=100:200:300;400;500;»x=inv（八）*b%第一种方法x=370.9455-224.7276238.3333-138.1891503.6378»x=Ab%第二种方法X=370.9455-224.7276238.3333-138.1891503.637811、建立一个元胞数组，要求第一个元素为4X4的魔术矩阵，其次个元素为18.66,第三个元素为natlab第四个元素为等差数列7,9,11,1399。计算第一个元胞第4行第2列加上其次个元胞+第三个元胞里的其次个元素+最终一个元胞的第10个元素。CommandWindow»a=magic(4),18.66,matlab,7:2:99;»b=al(4,2)+a2+a3(2)+a4(10)b=154.660012、建立一个结构体的数组，包括3个人，字段有姓名，年龄，分数，其中分数由随机函数产生一个3行10列的数据表示了有10门课程，每门课程有三个阶段的分数。问题是：CommandWindow»Student=Struct('name',A','B','C','age',17,18,19,score'f.int16(rand(3,10)*100),int16(rand(3,10)*100),int16(rand(3,10)*100)student=1x3structarraywithfields:name(1)如何找到第2个人的分数并显示出来;CommandWindow»student(2).scoreans=212323444398262622323084173118444160124247fr»I192392901159713051(2)如何找到第2个人的每门课程3个阶段的平均分数并显示出来；CommandWindowja»Mean(student(2).score)ans=Columns1through932.666742.000021.000055.666；50.333351.000042.000052.333321.3333Column1041.6667f×>>(3)全部同学的10门课程的每门课程的平均分如何计算出来？要求放到一个数组里；CommandWindow»Jneanscore=(MeanCstudent(1).score)+三ean(student(2).score)-ean(student(3).score)./3aeanscore=Colwnns1through941.333344.555641.333360.333345.888950.666754.555665.444439.0000Column1050.5556、(4)找到这个班全部同学的姓名放到一个元胞数组里;CommandWindow»Cname=student(1).name,student(2).name,student(3).nameCnaJne=，A',B,tCf×>>13、完成以下操作：(1)已有str="decision20madeon10/20/10,查找字符串中20出现的位置。CommandWindow»str三,decision20madeon102010,：»findstr(str,20,)ans=1024fx»有字符串SI=*matlabexpress,s2=*matlabexcellent,比较两个字符串的前8个字符是否相同，相同输出1,否则输出0。CommandWindow»s1三,matlabexpress,:»s2三,matIabexcellent,;»ifsl(l:8)=s2(l:8)dispC)Ielsedisp('0')end1JI(3)统计字符串sl=4matlabexpress,中ex出现的次数，并替换为EXoCommandWindow»sl三,matlabexpress*：»k=findstr(si,ex,)：sl(k)三,E,：sl(k+D=：length(k)ans=1»sisi=JnatlabEXpressss2023秋2023级MATLAB程序设计试验报告试验三班级：软件131姓名：付云雷学号：132872一、试验目的1、驾驭建立和执行M文件的方法。2、驾驭选择结构、多分支选择结构程序的编程方法。3、驾驭多种循环结构程序的编程方法。4、驾驭定义函数文件和调用函数文件的方法。二、试验内容1、MATLABM文件的创建与运用。建立自己工作书目，如D:MATLAB。在FiIe菜单中，单击SetPath菜单项，在弹出对话框中建立目标文件夹,：单击AddFOIder按钮，将自己的工作书目D:MATLAB添加到搜寻书目之中，按SaVe按钮保存，如图Io图1工作书目设置在M文件编辑器中编制叮嘱行文件。在File菜单中，单击New>M-File,弹出M文件编辑器，如图2：，e0r)0Mt;A田(D日JCTl*1ioHrfmwosi31图2编辑器在编辑器中输入如下叮嘱程序：%求小于2000且为2的整数次塞的正整数。f(D=2;k=l;whilef(k)<1000f(k+l)=f(k)*2;k=k+l;endf,k调试后，将其以testLm形式保存在D:MATLAB中。(3)叮嘱行程序运行。进入叮嘱窗口，键入testl,视察运行结果：»testlf=CoIU>ns1through8248163264128256Columns9through105121024k=10(4)按上述步骤，在在编辑器中输入如下函数文件：functionf=tt(n)%求小于任何正整数且为2的整数次累的正整数。%c=n(n)%n可取随意正整数。%2023年8月。f(l)=2;k=l;whilef(k)<ceil(n2)%ceil函数取最近的正整数f(k+l)=f(k)*2;k=k+l;end调试后，将其以test2.m形式保存在D:MATLAB中。(5)进入叮嘱窗口，键入test2(9),视察程序运行结果。CommandWindow»test2(9)24ans=24f»I2、编写一个函数M文件，计算下面函数的值，给出标量X的值，调用该函数后，返回y的值。sinx,y()=，%,X + 6,x00<x3 x>31234 -5 .6 -7 -8 一9 -10 -11 -选择一些数据测试编写的函数。!functiony=test3(x)力编写一个函数M文件，计算下面函数的值，%给出标量X的值，调用该函数后，返回y的值ifx<=0y=sin(x):elseifx>04x<=3y=x;elsey=6-x;endendCommandWindow»y=test3(-l)y=-0.8415»y=test3(2)y=2»y=test3(4)y=2fx»最小3、编写一个函数M文件，返回向量X中元素的和、平均值、最大值、值、均方根值。其中方均根值(ROotMeanSqUare)的计算公式为：并用下面数据测试你写的函数:12 -3 -4 -5 -6 functiony=test4(x)disp(sprintfC和:d',SuJn(X);disp(sprintfC平均值：d',mean(x);disp(sprintfC最大值:%d',max(x)：disp(sprintfC最小值;disp(sprintfC均方根值:%d',sqrt(jnean(x."2)(1)x=sin(0:0.01:6*pi)CommandWindow»x=sin(0:0.01:6*pi);»test4(x)和:-2.121790e-004平均值:T.125618e-007最大值：9.999997e-001最小值:-9.999992e-001均方根值：7.070985e-001x=rand(l,200),得到的X为200个(0,1)之间匀整分布的随机数。CommandWindow»x=rand(l,200):»test4(x)和：9.95448le+001平均值：4.97724Ie-Ool最大值：9.961347e-001最小值小634224e-003均方根值：5.777968e-0014、编写一个函数M文件，若给出一个向量R=X,，工，函数返回如下范德蒙矩阵。例如在叮嘱窗口输入>>v=myvander(2 3 4 5),得V =1248139271 14516 2564 125同时生成一些数据测函数。1functionv=myvander(x)2%生成范德蒙矩陈3-n=length(x):4-v=ones(n):5-fori=2:n6v(i,:)=x.a(i-l);7endCommandWindow»V=Jnyvander(2345)Illl234549162582764125f»I5、分别运用While和for编写叮嘱文件，用循环语句编程计算S值:10=£(/-/)n=2同时对编写的文件设置断点，视察变量取值的变更状况。1 Xwhile2 -n=2;3 -s=0;4 -whilen<=105 -s= s+ (n3-n2):6 -n=n+l;7 -end8 -s1 %for2 -s=0;3 -for n=2:104 -s=s+(n3-n2):5 -end6 -sCommandWindow»test5whiles=2640»test5fors三2640fx»6、数论中一个好玩的题目：随意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。重复此过程，最终得到的结果为1。如:21310516842163105168421建立叮嘱M文件，完成上述功能，要求显示数字处理过程。1%任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，2%则与3相乘再加上1。重复此过程，最终得到的结果为1|3-Ewhile14-n=input（'请输入一个正整数：）：5-ifn<=06一break7一end8一a=n;9-Ewhilen>l10-ifrem(n,2)011-n=n2;12-else13-n=3*n+l;14-end15-a=a,n;16end17-a18-endCommandWindow请输入一个正整数：2a=21请输入一个正整数：3a=3105168421请输入一个正整数：6a=63105168421f×清输入一个正整数：I7、设计一个学生身高的管理系统，输出身高的基本分为5等：很高、较高、中等、较矮、矮,其中190Cm以上为“很高”，180cm,190cm）区间为“较高”，170cm,180cm）为“中等”，1160cm,170cm）为“较矮”，160Cm以下为“矮”，要求分别用if语句和switch语句实现1%实蛉三：7:ifclear:n=-l;|whilen=0n=input（'请输入身高，单位为CM（输入数字O退出）：）：ifn>190disp（'很高）;elseifn<190ftftn>=180dispC较高）：elseifn<180&&n>=170dispC中等）：elseifn<170An>=160dispC较矮）:elseifn<160;dispC矮'）：endend1 %实蛉三；7»switch2 -clear;4 -5 -6 -7 8 9 .IO -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -whilen=0XinPUt（'请输入身高，单位为CM（输入数字。退出）：）；X=（n-100）/10;switchfloor（x）case10,9disp（'很高）：case8dispC较高'）：case7disp（中等）：case6disp（"较矮）：case5,4,3,2,1,0dispC矮）：endend»test7if清输入身高，单位为CM(输入数字O退出)：198很高清输入身高，单位为CM(输入数字0退出)：182较高请输入身高，单位为CM(输入数字0退出)：173中等请输入身高，单位为CM(输入