matlab语言实验指导书

实验一 matlab 集成环境及数值运算一、实验目的1.熟悉启动和退出MATLAB 的方法；2.熟悉MATLAB 的集成环境；3.掌握建立矩阵的方法；4,掌握MATLAB 各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。

二、实验内容1.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）2185sin 21ez +=（2）)1ln(2122x x z ++=，其中⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=545.0212i x （3）0.3,9.2,8.2,,9.2,0.3,23.0ln )3.0sin(233.03.0 --=+++-=-a aa e e z a a 提示：利用冒号表达式生成a 向量，求各点的函数值时用点乘运算。

（4）⎪⎩⎪⎨⎧<≤<≤<≤+--=3221101214222t t t t t t t z ，其中t=0:0.5:2.5提示：用逻辑表达式求分段函数值。

2.已知：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=76538773443412A ， ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=723302131B 求如下表达式的值：（1）A+6*B 和A-B+I （其中I 为单位矩阵） （2）A*B 和A.*B（3）A^3和A.^3 （4）A/B 和B\A （5）[A,B]和[A([1,3],:);B^2] 3.设有矩阵A 和B⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 A , ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11 13 4 0 7 9 4- 23 0 9 6- 17 16 0 3 B（1） 求他们的乘积C （2）将矩阵C 的右下角3×2子矩阵赋给D （3） 查看MATLAB 工作空间的使用情况。

4.完成下列操作：（1）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find 和length 函数。

实验二 matlab 程序设计一、实验目的1.掌握建立和执行M 文件的方法；2.掌握利用if 和switch 语句实现选择结构的方法；3.掌握利用for 和while 语句实现循环结构的方法； 4,熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。

二、实验内容1.求分段函数的值。

⎪⎩⎪⎨⎧≠≠<≤-≠<--+--+=other 3&2&503&01656222 x x x x x x x x x x x y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。

2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩A 、B 、C 、D 、E 。

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：（1）分别用if 语句和switch 语句实现。

（2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理成绩应输出出错信息。

3.硅谷公司员工的工资计算方法方法如下：（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，扣除700元。

（3）其余按每小时84元计发。

试编程按输入的工号和该员工的工时数，计算应发工资。

4.根据2222121116n+++=π，求π的近似值。

当n 分别去100,1000,10000时，结果是多少？ 要求：分别用循环结构和向量运算来实现。

5.根据12151311-++++=n y ，求：（1）y<3时的最大n 值。

57 12.9944 （2）与（1）的n 值对应的y 值。

6.考虑以下迭代公式：nn x b ax +=+1 其中a 、b 为正的常数。

（1）编写程序求迭代的结果，迭代的终止条件为5110-+≤-n n x x ，迭代初值x0=1.0,迭代次数不超过500次。

（2）如果迭代过程收敛于r ，那么r 的准确值是242ab b +±-，当(a,b)的值取(1,1)、 (8,3)、(10,0.1)时，分别对迭代结果和准确值进行比较。

实验三 文件操作一、实验目的1.理解函数文件的概念；2.掌握定义和调用MATLAB 函数的方法；3.掌握函数的递归调用。

二、实验内容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。

2.一物理系统可用下列方程组来表示：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----g m g m N N a a m m m m 2121212111001cos 00sin 00cos 0sin 0sin cos θθθθθθ 从键盘输入m1、m2和θ的值，求a1、a2、N1和N2的值。

其中g 取9.8，输入θ时以角度为单位。

要求：定义一个求解线性方程组AX=B 的函数文件，然后在命令文件中调用该函数文件。

3.一个自然数是素数，且它的数字位置经过任意对换后仍为素数，则称是绝对素数。

例如13是绝对素数。

试求所有两位绝对素数。

要求：定义一个判断素数的函数文件。

4.编写一个函数文件，求小于任意自然数n 的Fibnacci 数列各项。

Fibnacci 数列定义如下：⎪⎩⎪⎨⎧>==+===--2n 21112121n n ff f f f n n n5.先用函数的递归调用定义一个函数文件求∑=ni mi1，然后，调用该函数文件求：∑=1001k k +∑=5012k k +∑=1011k k 。

实验四 MATLAB 绘图一、实验目的1.掌握绘制二维和三维图形的常用函数；2.掌握绘制图形的辅助操作；3.掌握图形对象属性的基本操作；4.掌握利用图形对象进行绘图操作的方法。

二、实验内容1.设x x x y cos 1sin 35.02⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=，在x=0~2π区间取101点，绘制函数的曲线。

2.已知,12x y =),2cos(2x y =,213y y y ⨯=完成下列操作： （1）在同一坐标下用不同的颜色和线型绘制三条曲线； （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⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>++≤+=01ln(21022x x x x e x y π在-5≤x ≤5区间上绘制函数曲线。

4.建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项，而且在按下鼠标器的左键之后显示出Left Button Pressed 字样。

5.先利用默认属性绘制曲线x e x y 22=，然后通过图形句柄操作来改变曲线的颜色、线型和线宽，并利用文字对象给曲线添加文字标注。

6.利用曲面对象绘制曲面)2.02000sin(10),(01.0ππ+-=-x t e t x v x ，要求与上题相同。

实验五 MATLAB 符号运算一、实验目的1.掌握定义符号对象的方法；2.掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算；3.掌握求符号函数极限及导数的方法；4.掌握求符号函数定积分和不定积分的方法。

二、实验内容1.已知x=6,y=5,利用符号表达式求yx x z -++=31。

提示：定义符号常数x=sym(‘6’),y=sym(‘5’)。

2．分解因式。

（1）44y x - （2）5135 3.化简表达式。

（1）2121sin cos cos sin ββββ-（2）123842+++x x x4.已知⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1000010101P ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1010100012P ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hgf e d c b aA 完成下列运算：(1)A P P B ∙∙=21 （2）B 的逆矩阵并验证结果 （3）包括B 矩阵主对角线的下三角阵 （4）B 的行列式值 5.用符号方法求下列极限或导数。

（1）x e e x x x x 3tan sin 0sin )1(2)1(lim --+→ （2）1arccos lim 1+-+-→x xx π （3）x x y )2cos(1-=，求y ’、y ” （4）已知⎥⎦⎤⎢⎣⎡=x x t t a A x ln cos 3，分别求、22dt A d 、dxdt A d 2。

（5）已知xyy x e x x y x f ----=22)2(),(2，求x y ∂∂、1,02==∂∂∂y x yx f6.用符号方法求下列积分。

（1）⎰++841x x dx （2）⎰-221)(arcsin x x dx（3）dx x x ⎰+∞++04211（4）dx e e x x ⎰+2ln 02)1(实验六 Simulink 仿真一、实验目的1.熟悉Simulink 的操作环境；2.掌握绘制系统模型的方法；3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。

二、实验内容1.利用Simulink 仿真下列曲线，去ω=2π。

t t t t t t x ωωωωωω9sin 917sin 715sin 513sin 31sin )(++++=2. 建立图1示的系统模型并进行仿真。

改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。

图13.将图1所示的Scope 模块换成Output 模块。

在Configuration Parameters 对话框中把时间和输出作为返回变量，分别设置变量名t 和y 。

运行仿真并用绘图命令画出曲线t-y 。

4建立图2示的系统模型并进行仿真。

改变Slider Gain 模型的增益，观察x-y 波形的变化。

用两个Output 模块取代图2 所示的XY Graph 模块，在Configuration Parameters 对话框中，把时间和输出作为返回变量，分别设置变量名t 和[y1,y2]。

运行仿真并用绘图命令画出曲线t-y1,t-y2和y1-y2。

图25.建立3图所示的系统模型并进行仿真。

图36.系统的微分方程为：X ’(t)=-4X(t)+2u(t)。