Matlab 第三章 习题 答案

《MATLAB 原理及应用》实验报告9.课后练习题答案1.提取符号表达式222m z u ar +++的自由变量（当符号表达式中含有多余一个符号变量时，只有一个变量是独立变量，其余的符号当作常量。

如果不指定那一个变量当作是自由变量，matlab 将基于一定原则选择一个自由变量。

） 提示：findsym （s ，n ）程序如下：>> syms a r u z mh=sym('a*r^2+u^2+z+m^2');>> findsym (h)ans =a, m, r, u, z 2.在MATLAB 中计算多项式2352212-+++-x x x x 的父母和分子 （提示：使用[n ，d]=numden （A ））程序如下：>> s=sym('(x^2-1)/(x+2)+(2*x+5)/(3*x-2)');[n,d]=numden(s)n =3*x^3+6*x+12d =(x+2)*(3*x-2)2.1、建立符号函数5332232-+x x （1）提取该表达式的分子和分母，并分别付给两个变量（2）对这两个变量分别进行代数运算（加减乘除及乘方）程序如下：>> s=sym('3/2*x^2+2/3*x-3/5');>> [n,d]=numden(s)n =45*x^2+20*x-18d =30>> s1=n-d;>> s2=n+d;>> s3=n*d;>> s4=n/d;>> s5=n^d;>> s=[s1;s2;s3;s4;s5]s =45*x^2+20*x-4845*x^2+20*x+121350*x^2+600*x-5403/2*x^2+2/3*x-3/5(45*x^2+20*x-18)^303.在MA TLAB 中，按照不同的方式合并表达式)()(23x e y x y x e x y y --+*-+的参数类项。

第三章习题答案1．代码：a=[1 -1 -1]; roots(a)结果：ans =-0.61801.6180２．代码：x=0:10;y=sin(x);xi=0:0.15:10; %选取了67个插值点，要增加n，只需减小步长即可y0=sin(xi); %算精确值y1=interp1(x,y,xi); %分段线性插值y2=interp1(x,y,xi,'spline'); %三次样条插值plot(xi,y0,'o',xi,y1,xi,y2,'-.')legend('精确值','分段线性插值','三次样条插值')结果：３．理论公式为：p=1.0332*exp(-(x+500)/7756)，所以拟合模型可写为：p=a*exp(-k*x+b) 式中，a, k, b为常数，两边同时取自然对数，得：log(p)=-k*x+b+log(a)问题转化为线性模型。

注意：自然对数是log(x), 以10为底的对数是log10(x)代码：clear;x=[0 300 600 1000 1500 2000];p=[0.9689 0.9322 0.8969 0.8519 0.7989 0.7491];lnp=log(p); %转化为 p 的自然对数值,模型转化为线性模型pk=polyfit(x,lnp,1); % 线性拟合,得到模型的斜率pk(1)和常数pk(2) 模型为: p=exp(pk(1)*x)*exp(pk(2))xi=0:50:2000;p0=1.0332*exp(-(xi+500)/7756); %理论值p1=exp(pk(1)*xi+pk(2)); %拟合模型值p2=interp1(x,p,xi,'spline'); %三次样条插值plot(x,p,'p',xi,p0,xi,p1,'--',xi,p2,'-.');legend('测量值','理论值','拟合值','三次样条值');format long % 数据显示格式为15位有效数字x2=0:200:2000 % 取10个点，比较差异pp1=1.0332*exp(-(x2+500)/7756) %理论值pp2=exp(pk(1)*x2+pk(2)) % 拟合值pp3=interp1(x,p,x2,'spline') % 样条插值err1=sum(abs(pp2-pp1).^2) % 拟合值的误差绝对值总和err2=sum(abs(pp3-pp1).^2) % 样条值的误差绝对值总和结果：0200400600800100012001400160018002000从图像上，都符合得很好，但很难看出差异。

matlab第三章答案第1题:从键盘输入一个3位数,将它反向输出。

如输入639输出936、n1=fix(n/100);n2=rem(fix(n/10),10);n3=rem(n,10);m=n3*100+n2*10+n1;disp(m)请输入一个三位数:489984第2题:输入一个百分制成绩,要求输出成绩等级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语句与switch语句实现。

(2)输入百分制成绩后要判断成绩得合理性,对不合理得成绩应输出错信息。

If语句:>> s=input('请输入成绩分数:');if s>=90&s<=100disp('A');elseif s>=80&s<=89disp('B');elseif s>=70&s<=79disp('C');elseif s>=60&s<=69disp('D');elseif s>=0&s<60disp('E');elsedisp('false');end请输入成绩分数:89BSwitch语句:>> s=input('请输入成绩分数:');switch fix(s/10)case {9,10}disp('A');case {8}disp('B');case {7}disp('C');case {6}disp('D');case {5,4,3,2,1,0}disp('E');otherwisedisp('false');end请输入成绩分数:88B第3题输入20个数,求其中最大数与最小数。

第3章数值数组及其运算习题3及解答1 要求在闭区间]2,0[ 上产生具有10个等距采样点的一维数组。

试用两种不同的指令实现。

〖目的〗●数值计算中产生自变量采样点的两个常用指令的异同。

〖解答〗%方法一t1=linspace(0,2*pi,10)%方法二t2=0:2*pi/9:2*pi %要注意采样间距的选择，如这里的2*pi/9.t1 =Columns 1 through 70 0.6981 1.3963 2.0944 2.7925 3.4907 4.1888 Columns 8 through 104.88695.58516.2832t2 =Columns 1 through 70 0.6981 1.3963 2.0944 2.7925 3.4907 4.1888 Columns 8 through 104.88695.58516.28322 由指令rng('default'),A=rand(3,5)生成二维数组A，试求该数组中所有大于0.5的元素的位置，分别求出它们的“全下标”和“单下标”。

〖目的〗●数组下标的不同描述：全下标和单下标。

●sub2ind, int2str, disp的使用。

●随机发生器的状态控制：保证随机数的可复现性。

〖解答〗rng('default')A=rand(3,5)[ri,cj]=find(A>0.5);id=sub2ind(size(A),ri,cj);ri=ri';cj=cj';disp(' ')disp('大于0.5的元素的全下标')disp(['行号 ',int2str(ri)])disp(['列号 ',int2str(cj)])disp(' ')disp('大于0.5的元素的单下标')disp(id')A =0.8147 0.9134 0.2785 0.9649 0.95720.9058 0.6324 0.5469 0.1576 0.48540.1270 0.0975 0.9575 0.9706 0.8003大于0.5的元素的全下标行号 1 2 1 2 2 3 1 3 1 3列号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5大于0.5的元素的单下标1 2 4 5 8 9 10 12 13 153 采用默认全局随机流，写出产生长度为1000的“等概率双位（即取-1，+1）取值的随机码”程序指令，并给出 -1码的数目。

3.5 MATLAB 绘图实训3.5.1 实训目的1.学会MATLAB 绘图的基本知识；2.掌握MATLAB 子图绘制、图形注释、图形编辑等基本方法；3.学会通过MATLAB 绘图解决一些实际问题；4.练习二维、三维绘图的多种绘图方式,了解图形的修饰方法；5.学会制作简单的MATLAB 动画。

图3-46 炮弹发射示意图3.5.2 实训内容1. 炮弹发射问题〔1炮弹发射的基础知识炮弹以角度α射出的行程是时间的函数,可以分解为水平距离)(t x 和垂直距离)(t y 。

)cos()(0αtv t x = %水平方向的行程； 205.0)sin()(gt tv t y -=α %垂直方向的行程；其中,0v 是初速度；g 是重力加速度,为9.82m/s ；t 是时间。

〔2炮弹发射程序举例：分析以下程序以及图3-47各个图形的实际意义。

a=pi/4; v0=300; g=9.8;t=0:0.01:50; x=t*v0*cos<a>;y=t*v0*sin<a>-0.5*g*t.^2;subplot<221>;plot<t,x>;grid;title<‘时间-水平位移曲线'>; subplot<222>;plot<t,y>;grid;title<‘时间-垂直位移曲线'>; subplot<223>;plot<x,y>;grid;title<‘水平位移-垂直位移曲线'>; subplot<224>;plot<y,x>;grid;title<‘垂直位移-水平位移曲线'>; 图3-4745角发射曲线 〔3编程解决炮弹发射问题①假设在水平地面上以垂直于水平面的角度向上发射炮弹,即发射角90=α,假设初速度分别为[310,290,270]m/s,试绘制时间-垂直位移曲线,编程求取最高射程；绘图要求：◆ 标题设为"炮弹垂直发射问题"；◆ 在图上通过添加文本的方式表明初速度； ◆ 在x 轴标注"时间"；◆ 在y 轴上标注"垂直距离"； ◆ 添加网格线；◆ 将310m/s 的曲线改为线粗为2的红色实线； ◆ 将290m/s 的曲线改为线粗为3的绿色点划线；◆ 将270m/s 的曲线改为线粗为2的蓝色长点划线；a=pi/2; v1=310; g=9.8;t=0:0.01:50; x1=t*v1*cos<a>;y1=t*v1*sin<a>-0.5*g*t.^2;plot<t,y1>;grid; title<'炮弹垂直发射问题'>; xlabel<'时间'>; ylabel<'垂直距离'>; hold on; v2=290;x2=t*v2*cos<a>;y2=t*v2*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y2>; v3=270;x3=t*v3*cos<a>;y3=t*v3*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y3>;zgsc=[max<y1>; max<y2>; max<y3>] %三次发射的最高射程 运行结果如下： zgsc =1.0e+003 * 4.9031 4.29083.7194最高射程分别为:4903.1米,4290.8米,3719.4米。

m a t l a b程序设计第三章课后习题答案1. p138 第6题在同一坐标轴中绘制下列两条曲线并标注两曲线交叉点。

>> t=0:0.01:pi;>> x1=t;>> y1=2*x1-0.5;>> x2=sin(3*t).*cos(t);>> y2=sin(3*t).*sin(t);>> plot(x1,y1,'r-',x2,y2,'g-')>> axis([-1,2,-1.5,1])>> hold on>> s=solve('y=2*x-0.5','x=sin(3*t)*cos(t)','y=sin(3*t)*sin(t)');>> plot(double(s.x),double(s.y),'*');截图：p366 第4题绘制极坐标曲线，并分析对曲线形状的影响。

function [ output_args ] = Untitled2( input_args )%UNTITLED2 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes heretheta=0:0.01:2*pi;a=input('请输入a的值：');b=input('请输入b的值：');n=input('请输入n的值：');rho=a*sin(b+n*theta);polar(theta,rho,'k');end下面以a=1，b=1，n=1的极坐标图形为基础来分析a、b、n的影响。

对a的值进行改变：对比发现a只影响半径值的整倍变化对b的值进行改变：对比发现b的值使这个圆转换了一定的角度对n的值进行改变：对比发现当n>=2时有如下规律1、当n为整数时，图形变为2n个花瓣状的图形2、当n为奇数时，图形变为n个花瓣状的图形分别让n为2、3、4、5同时改变b和n的值，对比发现图形变为2n个花瓣状，并且还旋转了一定角度1 绘制sin(x)曲线，通过句柄修改曲线的颜色，要求：a）生成曲线的同时，获取句柄，再修改颜色；>> x=0:pi/50:2*pi;>> y=sin(x);>> h=plot(x,y)h =174.0101>> set(h,'color','r');截图如下：b）先生成曲线，然后再获取句柄，再完成颜色修改。

第三章1.写出完成下列操作的命令。

（1）建立3阶单位矩阵A 。

（2）建立5x6随机矩阵A ，其元素为[100，200]范围内的随机整数。

（3）产生均值为1，方差为0.2的500个正态分布的随机数。

（4）产生和A 同样大小的幺矩阵。

（5）将矩阵A 对角线的元素加30。

答：(1)A=eye(3)(2) A=100+100*rand(5,6)(3)A=1+sqrt(0.2)*randn(10,50) (4)B=ones(size(A)) (5)A+30*eye(size(A))2.建立一个方阵A ，求A 的逆矩阵和A的行列式的值，并验证A 与A -1是互逆的。

答：B=inv(A) ;A 的逆矩阵 C=det(A) ;A 的行列式的值 D=A*B E=B*AD=E=同阶单位矩阵 因此A 与A -1是互逆的。

3.求下面线性方程组的解。

⎪⎩⎪⎨⎧=+=+-=-+8312102322421321321x x x x x x x x 答：A=[4 2 -1;3 -1 2;12 3 0]; b=[2;10;8]; x=inv(A)*b x =-6.0000 26.6667 27.33334.求下列矩阵的秩、迹、条件数。

（1）⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=901511250324153211A （2） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=2149.824343.0B 答： (1)rank(A) ；秩 ans =4cond(A) ；条件数 ans =11.1739trace(A) ；迹 ans =16 （2）略5.求矩阵A 的特征值和相应的特征向量。

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=225.05.025.0115.011A 答：A=[1 1 0.5;1 1 0.25;0.5 0.25 2] A =1.0000 1.0000 0.5000 1.0000 1.0000 0.2500 0.5000 0.25002.0000 [V,D]=eig(A) V =0.7212 0.4443 0.5315 -0.6863 0.5621 0.4615 -0.0937 -0.6976 0.7103 D =-0.0166 0 0 0 1.4801 0 0 0 2.5365。

Matlab第三章习题答案第三章3.5计算多项式乘法()()222254x x x x ++++>> a=[1 2 2];>> b=[1 5 4];>> c=conv(a,b)c =1 7 16 18 8poly2sym(c)ans =x^4 + 7*x^3 + 16*x^2 + 18*x + 83.6计算多项式的除法()()3231368/4x x x x ++++ >> a=[3 13 6 8];>> b=[1 4];>> [q r]=deconv(a,b)q =3 1 2r =0 0 0 0>> poly2sym(q)ans =3*x^2 + x + 23.8求多项式4324121459x x x x --++的微分和积分（1）微分：>> a=[4 -12 -14 5 9];>> b=polyder(a)b =16 -36 -28 5>> poly2sym(b)ans =16*x^3 - 36*x^2 - 28*x + 5（2）积分：polyint(a)ans =0.8000 -3.0000 -4.6667 2.5000 9.00000 >> poly2sym(ans)ans =(4*x^5)/5 - 3*x^4 - (14*x^3)/3 + (5*x^2)/2 + 9*x3.9求代数⽅程32349x x x +-+=0的解。

>> [x]=solve('x^3+3*x^2-4*x+9')x =- 7/(3*(15/2 - (108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)) - (15/2 -1/108*108^(1/2)*4703^(1/2))^(1/3) - 17/(6*(15/2 - (108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)) + (15/2 -(108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)/2 - (3^(1/2)*i*(7/(3*(15/2 -(108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)) - (15/2 - 1/108*108^(1/2)*4703^(1/2))^(1/3)))/2 - 1 7/(6*(15/2 - (108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)) + (15/2 -(108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)/2 + (3^(1/2)*i*(7/(3*(15/2 -(108^(1/2)*4703^(1/2))/108)^(1/3)) - (15/2 - 1/108*108^(1/2)*4703^(1/2))^(1/3)))/2 – 1 3.10求线性⽅程组223430x xy y x x ?++=??-+=??的解 eqn1='x^2+x*y+y=3';>> eqn2='x^2-4*x+3=0';[x,y]=solve(eqn1,eqn2)x =13y =1-3/23.11求微分⽅程64dy y x dx=+的通解。