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Matlab大作业专业：东凌经济管理学院班级：小组成员：2012年5月1成员分工：**（组长）：第一题模型一建立，文档编写***：第一题模型二建立，文档编写***：第二题模型建立2第一题某小型超市出售某一品牌八宝粥，其需求量与消费者平均收入和商品价格密切相关，根据近期几个月每一个月的消费记录以及消费者收入市场调查，统计如下表。
现在在一个地区新建一所同样的超市，出售同样一款八宝粥，该超市附近消费者平均收入为4000元，超市经理想知道八宝粥定价6元时，进多少货才会比较合适。
需求量100 75 80 70 50 65 90 100 110 60 收入4000 2400 4800 2000 1200 1600 5200 4400 5200 1200 价格 5 7 6 6 8 7 5 4 3 92.1 基本假设1）假设该品牌八宝粥的超市库存量与需求量一致，不存在多余库存。
2）假设超市每个月就进一次货。
3）假设超市之前调查的数据充分准确。
4）假设在新超市，人群收入以及商品价格对需求量的影响与之前规律类似。
5）假设该品牌八宝粥的需求量除了与消费者收入和商品价格有关，其他因素影响很小，可以忽略不计。
2.2 符号设定I(income)：消费者收入向量。
P(price)：商品价格向量。
Rrequiremen)：商品需求向量。
(t2.3 模型建立2.3.1 模型分析：因为有商品价格P 和消费者收入I 两个参数对商品需求量R 产生影响，所以我们选择采用回归模型解决这个问题。
模型一：多元二项式回归模型222211210P I P I R βββββ++++=Matlab 程序：I=[4000 2400 4800 2000 1200 1600 5200 4400 5200 1200]; P=[5 7 6 6 8 7 5 4 3 9];R=[100 75 80 70 50 65 90 100 110 60]; f=[I' P'];rstool(f,R','purequadratic')程序运行结果以及图像：预测结果beta =110.53130.0366-26.5709-4.7229*10^(-6)1.8475rmse =4.5362residuals =5.2724-0.7162-4.5158-1.9390-3.33153.45663.4843-3.4452-0.09761.8320结果分析：由实验可得回归模型为：228475.1)6(^10*7229.4-5709.260366.05313.110P I P I R +--+=，因为剩余标准差为4.5362，说明此回归模型的显著性较好。
matlab程序设计例题及答案1.编写程序：计算1/3+2/5+3/7+……+10/21法一： s=0;for i=1:10s=s+i/(2*i+1); end ss =法二：sum((1:10)./(3:2:21)) ans =2.编写程序：计算1~100中即能被3整除，又能被7整除的所有数之和。
s=0;for i=1:100if mod(i,3)==0&&mod(i,7)==0 s=s+i; end,end ss =2103.画出y=n！的图,阶乘的函数自己编写，禁用MATLAB 自带的阶乘函数。
x=1:10; for i=1:10try y(i)=y(i-1)*i; catch y(i)=1; end,end plot(x,y)106123456789104.一个数恰好等于它的因子之和，这个数就称为完数。
例如，6的因子为1，2,3，而6=1+2+3，因此6就是一个完数。
编程找出20XX以内的所有完数。
g=;for n=2:20XX s=0;for r=1:n-1if mod(n,r)==0 s=s+r; end endif s==ng=[g n]; end end gg =6 28 4965.编写一个函数，模拟numel函数的功能，函数中调用size函数。
function y=numelnumel(x) m=size(x); y=m(1)*m(2);numelnumel([1 2 3;4 5 6])ans =66. 编写一个函数，模拟length函数的功能，函数中调用size函数。
function y=lengthlength(x) m=size(x);y=max(m(1),m(2));lengthlength([1 2 3;4 5 6])ans =37.求矩阵rand的所有元素和及各行平均值，各列平均值。
s=rand(5);sum=sum(sum(s)) mean2=mean(s,2) mean1=mean(s)sum =mean2 =mean1 =8.编程判断1001,1003,1007，1009，1011为素数，若不是，输出其约数。
第二章 MATLAB 语言及应用实验项目实验一 MATLAB 数值计算三、实验内容与步骤1.创建矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321a（1（2）用（3）用（42.矩阵的运算（1）利用矩阵除法解线性方程组。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=-+-=+++=+-12224732258232432143214321421x x x x x x x x x x x x x x x 将方程表示为AX=B ，计算X=A\B 。
（2）利用矩阵的基本运算求解矩阵方程。
已知矩阵A 和B 满足关系式A -1BA=6A+BA ，计算矩阵B 。
其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=7/10004/10003/1A ，Ps: format rata=[1/3 0 0;0 1/4 0;0 0 1/7];b=inv(a)*inv(inv(a)-eye(3))*6*a（3）计算矩阵的特征值和特征向量。
已知矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1104152021X ，计算其特征值和特征向量。
（4）Page:322利用数学函数进行矩阵运算。
已知传递函数G(s)=1/(2s+1),计算幅频特性Lw=-20lg(1)2(2w )和相频特性Fw=-arctan(2w),w 的范围为[0.01，10]，按对数均匀分布。
3.多项式的运算（1）多项式的运算。
已知表达式G(x)=(x-4)(x+5)(x 2-6x+9),展开多项式形式，并计算当x 在[0，20]内变化时G(x)的值，计算出G(x)=0的根。
Page 324（2）多项式的拟合与插值。
将多项式G(x)=x 4-5x 3-17x 2+129x-180，当x 在[0，20]多项式的值上下加上随机数的偏差构成y1，对y1进行拟合。
对G(x)和y1分别进行插值，计算在5.5处的值。
Page 325 四、思考练习题1.使用logspace 函数创建0～4π的行向量，有20个元素，查看其元素分布情况。
Ps: logspace(log10(0),log10(4*pi),20) (2) sort(c,2) %顺序排列 3.1多项式1）f(x)=2x 2+3x+5x+8用向量表示该多项式，并计算f(10)值. 2）根据多项式的根[-0.5 -3+4i -3-4i]创建多项式。
2016-2017 第一学期数值分析上机实验报告姓名： xxx学号： 20162…….学院：土木工程学院导师：………..联系电话：…………..指导老师：………..目录第一题 (1)1.1题目要求 (1)1.2程序编写 (1)1.3计算结果及分析 (2)第二题 (4)2.1题目要求 (4)2.2程序编写 (4)2.3计算结果及分析 (6)第三题 (7)3.1题目要求 (7)3.2程序编写 (7)3.3计算结果及分析 (8)第四题 (9)4.1题目要求 (9)4.2程序编写 (9)4.3计算结果及分析 (10)第五题 (11)5.1题目要求 (11)5.2程序编写 (12)5.3计算结果及分析 (13)第六题 (17)6.1题目要求 (17)6.2程序编写 (17)6.3计算结果及分析 (18)6.4程序改进 (18)第一题选做的是第（1）小问。
1.1题目要求编出不动点迭代法求根的程序；把x3+4x2−10=0写成至少四种x=g(x)的形式，取初值x0=1.5,进行不动点迭代求根，并比较收敛性及收敛速度。
1.2程序编写1.3计算结果及分析① 第一种迭代公式：x =x 3+4x 2+x −10； matlab 计算结果如下： （以下为命令行窗口的内容）② 第二种迭代公式：x =√(10−x 3)/42； matlab 计算结果如下： （以下为命令窗口内容）③ 第三种迭代公式：x =√10(x +4)⁄2； matlab 计算结果如下：（以下为命令窗口内容）⁄；matlab计算结果如下：④第四种迭代公式：x=10(x2+4x)（以下为命令窗口内容）上述4种迭代公式，1、4两种由于在x真实值附近|g`(x)|>1,不满足迭代局部收敛条件，所以迭代序列不收敛。
对于2、3两种式子，由于在x真实值附近|g`(x)|<=L<1,满足迭代局部收敛条件,所以迭代序列收敛。
对于2、3两迭代公式，由于L3<L2,所以第3个迭代公式比第2个迭代公式收敛更快。
例、用一个简单命令求解线性系统3x1+ x2 - x3 = 3.6x1+2x2+4x3 = 2.1-x1+4x2+5x3 = -1.4对于线性系统有Ax=bA=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5];b=[3.6;2.1;-1.4];x=A\bx =1.4818-0.46060.3848例、用简短命令计算并绘制在0≤x≤6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。
x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2;plot(x,y1,x, y2,x, y3)例1-1 绘制函数y=2sin(1+x)的图像，并计算当x=0.5 时的函数值。
x=(1:0.1:10); %给出自变量x 的定义域y=2*sin(1+x); %写出函数形式plot(x，y) %绘出函数图形y=2*sin(1+0.5) %求当x=0.5 时的y 值，其后不加分号，直接在窗口中给出结果y =1.9950 %输出y 的计算结果例1-2 绘制函数y=3x3-10x2+5x-8的图像for i=1:100x(i)=0.1*i;y(i)=3*x(i)^3-10*x(i)^2+5*x(i)-8;endplot(x,y)上机练习（1）（1）以两种方式打开MATLAB 工作窗口，进入MATLAB 6.0 的工作环境，并尝试用不同的方式退出。
（2）尝试、熟悉MATLAB 6.0 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。
（3）重新启动MATLAB 6.0，进入MATLAB 工作窗口，用who 命令查看当前工作空间内有无变量及其值。
（4）绘制函数y=cos(5x+2)/sin(3x+1) 的图像，并求解当x=2 时的函数值。
（5）此时再次用who 命令查看工作空间内的变量名及其值，与（3）比较，同时用whos 命令查看变量，比较与who 命令的不同。
（6）熟练掌握MA TLAB 的通用命令。
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填空题1、标点符号；％—用来表示该行为注释行。
可以使命令行不显示运算结果，2、x为0~4pi，步长为0。
1pi的向量，使用命令 x=0:0.1*pi：4＊pi创建。
3、输入矩阵A=，使用全下标方式用A（2，2）取出元素“-5”，使用单下标方式用A(5)取出元素“-5"。
4、符号表达式sin(2＊a+t）+m中独立的符号变量为t。
5、M脚本文件和M函数文件的主要区别是M脚本文件没有函数定义和M函数文件有函数定义_______。
6。
设x是一维数组,x的倒数第3个元素表示为x(_end-2_)设y为二维数组，要删除y的第34行和48列，可使用命令y(34，：)=[］；y(:,48)=［］;7. 将变量x以Ascii文本格式存储到文件fname。
txt,应使用命令 save _x ；8。
在while 表达式, 语句体, End 循环语句中，表达式的值非零时表示循环条件为真,语句体将被执行，否则跳出该循环语句；9。
要从键盘读入一个字符串并赋值给变量x,且给出提示“Who is she？”,应使用命令x=input(‘Who is she?'，’s’） ;10．设A=和B=和C=均为m＊n矩阵，且存在于WorkSpace中,要产生矩阵D=，可用命令D=(A-C）/B.^C,计算可用命令det(inv(A’＊B）11. 在MATLAB命令窗口中的“>>”标志为MATLAB的命令行提示符，“│”标志为输入提示符。
一.对以下数据分别作二次,三次多项式拟合,并画出图形.x=1:16;y=[4,6.4,8,8.4,9.28,9.5,9.7,9.86,10,10.2,10.32,10.42,10.5, 10.55,10.58,10.6];答：程序如下（1）x=(1:16);y=erf(x);p=polyfit(x,y,2);f=polyval(p,x);plot(x,y,x,f);结果p=-0.00100.02020.9096（2）y=[4,6.4,8,8.4,9.28,9.5,9.7,9.86,10,10.2,10.32,10.42,10.5, 10.55,10.58,10.6];y=erf(x);p=polyfit(x,y,3)f=polyval(p,x);plot(x,y,x,f)结果P=0.0002-0.00710.06280.8404二.在[0,4pi]画sin(x),cos(x)(在同一个图象中);其中cos(x)图象用红色小圆圈画.并在函数图上标注“y=sin(x)”,“y=cos(x)”,x轴,y轴,标题为“正弦余弦函数图象”.答：程序如下x=[0:720]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x),'ro');x=[2.5;7];y=[0;0];s=['y=sin(x)';'y=cos(x)'];text(x,y,s);xlabel('正弦余弦函数图象'),ylabel('正弦余弦函数图象')图形如下三.选择一个单自由度线性振动系统模型，自定质量、弹簧刚度、阻尼、激振力等一组参数，分别编程（m 文件）计算自由和强迫振动时的响应，并画出振动曲线图。
（要求画出该单自由度线性振动系统模型图）其中质量为m=1000kg,弹性刚度k=48020N/m,阻尼c=1960N.s/m,激振力f(t)=0.阻尼比ζ的程序p=1960/(2*sqrt(48020*1000))求得p=0.1414而p为阻尼比ζ强迫振动时的响应程序g =tf([-101],[48020048020*1.9848020]);bode(g)图形g =tf([001],[0001]);bode(g)振动曲线图程序：函数文件function dx =rigid(t,x)dx =zeros(2,1);dx(1)=x(2);dx(2)=(-48020*x(1)-1960*x(2))/1000;命令文件options =odeset('RelTol',1e-4,'AbsTol',[1e-41e-4]);[T,X]=ode45(@rigid,[012],[11],options);plot(T,X(:,1),'-')其图形如下024681012-6-5-4-3-2-11234单自由度线性强迫振动系统模型图其中质量为m=1000kg,弹性刚度k=48020N/m,阻尼c=1960N.s/m，f(t)=cos(3*pi*t)振动曲线图程序：函数文件function dx=rigid(t,x)dx=zeros(2,1);dx(1)=x(2);dx(2)=(-48020*x(1)-1960*x(2))/1000+cos(3*pi*t);命令文件options=odeset('RelTol',1e-4,'AbsTol',[1e-41e-4]);[T,X]=ode45(@rigid,[020],[11],options);plot(T,X(:,1),'-')力等一组参数，建立Simulink仿真模型框图进行仿真分析。
Matlab试题及答案讲课稿《Matlab 软件实训》⼀、训练⽬的1、熟悉Matlab ⼯具软件的开发环境2、掌握Matlab 的⼀些常⽤命令3、掌握Matlab/Simulink 建模仿真的⽅法⼆、训练内容1、利⽤命令进⾏各种相关数学计算；2、编写M ⽂件实现各种相关数学计算；3、利⽤Simulink 建模并仿真；三、训练任务1、解⽅程：Ax=B ，其中，A=------5407395012818053，B=-6120 本题解决思路：这是⼀个简单的数组运算，核⼼点在于数组的输⼊⽅法和⼀些基本的数组运算基础，本题中需要注意的是左除与右除的区别。
命令如下>> A=[-3 5 0 8;1 -8 2 -1;0 -5 9 3;-7 0 -4 5] A =-3 5 0 8 1 -8 2 -1 0 -5 9 3 -7 0 -4 5>> B=[0;2;-1;6] B =0 2 -1 6>> X=A\BX =-0.6386-0.4210-0.35290.02372、数值运算已知某班的5名学⽣的三门成绩如下：序号 1 2 3 4 5⾼数78 89 64 73 68外语83 77 80 78 70电路82 91 78 82 68试写出有关命令，先分别找出三门课的最⾼分及其学⽣序号，然后找出三门课总分的最⾼分及其学⽣序号。
本题解决思路：详细的分析题⽬，可以发现本题就是⼀个多组求最⼤值并输出的问题。
有三个核⼼点，第⼀点是求最⼤值问题。
第⼆点是如何将多组最⼤值问题合并在⼀个程序中解出，第三点是输⼊和输出的⽅法。
最⼤值我采⽤了MA TLAB中的max命令，其实也可以采⽤⾃⼰编写M⽂件的⽅法，但是程序越精简运⾏越快，我选择了⾃带命令。
第⼆个问题我采⽤了⼀个for和if配合的循环判断的语句。
第三个问题我采⽤disp输出，并⽤num2str将字符串转换输出。
程序如下a=input('⾼数成绩');b=input('英语成绩');c=input('电⼯成绩');for i=1:3if i==1[y1,t1]=max(a,[],2);else if i==2[y2,t2]=max(b,[],2);else[y3,t3]=max(c,[],2);endendends=a+b+c;[y4,t4]=max(s,[],2);disp(['⾼数最⾼分是',num2str(t1),'号',num2str(y1),'分'])disp(['英语最⾼分是',num2str(t2),'号',num2str(y2),'分'])disp(['电⼯最⾼分是',num2str(t3),'号',num2str(y3),'分'])disp(['总分最⾼分是',num2str(t4),'号',num2str(y4),'分'])⾼数成绩[78 89 64 73 68]英语成绩[83 77 80 78 70]电⼯成绩[82 91 78 82 68]⾼数最⾼分是2号89分英语最⾼分是1号83分电⼯最⾼分是2号91分总分最⾼分是2号257分 >>3、建⽴M ⽂件，计算积分y=20sin πxdx ；M ⽂件如下function [ y ] = J( a,b ) syms xy=int(sin(x),x,a,b) end在命令⾏中输⼊J(0,pi/2) 运算得出结果 >> J(0,pi/2) y = 1ans = 14、建⽴M ⽂件，在[0 2π]范围内绘制⼆维曲线图y=)5cos(*)sin(x x本题解决思路：在M ⽂件中要有输⼊变量和输出量，分析本题得知，本题的x 并不是输⼊⽂件，他是⼀个中间变量，真正的输⼊变量其实是x 的输⼊范围，定义变量为(a,b),确定这个以后直接调⽤MATLAB 中的内置命令求解。
一元函数微分学实验1 一元函数的图形（基础实验）实验目的 通过图形加深对函数及其性质的认识与理解, 掌握运用函数的图形来观察和分析 函数的有关特性与变化趋势的方法,建立数形结合的思想; 掌握用Matlab 作平面曲线图性的方法与技巧.初等函数的图形2 作出函数x y tan =和x y cot =的图形观察其周期性和变化趋势. 解：程序代码：>> x=linspace(0,2*pi,600); t=sin(x)./(cos(x)+eps);plot(x,t);title('tan(x)');axis ([0,2*pi,-50,50]); 图象：程序代码：>> x=linspace(0,2*pi,100); ct=cos(x)./(sin(x)+eps);plot(x,ct);title('cot(x)');axis ([0,2*pi,-50,50]); 图象：4在区间]1,1[-画出函数xy 1sin =的图形. 解：程序代码：>> x=linspace(-1,1,10000);y=sin(1./x); plot(x,y);axis([-1,1,-2,2]) 图象：二维参数方程作图6画出参数方程⎩⎨⎧==t t t y tt t x 3cos sin )(5cos cos )(的图形：解：程序代码：>> t=linspace(0,2*pi,100);plot(cos(t).*cos(5*t),sin(t).*cos(3*t)); 图象：极坐标方程作图8 作出极坐标方程为10/t e r =的对数螺线的图形. 解：程序代码：>> t=0:0.01:2*pi; r=exp(t/10);polar(log(t+eps),log(r+eps)); 图象：90270分段函数作图10 作出符号函数x y sgn =的图形. 解：程序代码：>> x=linspace(-100,100,10000); y=sign(x); plot(x,y);axis([-100 100 -2 2]);函数性质的研究12研究函数)3(log 3)(35x e x x f x -++=在区间]2,2[-上图形的特征. 解：程序代码：>> x=linspace(-2,2,10000);y=x.^5+3*exp(x)+log(3-x)/log(3); plot(x,y); 图象：实验2 极限与连续（基础实验）实验目的 通过计算与作图, 从直观上揭示极限的本质,加深对极限概念的理解. 掌握用 Matlab 画散点图, 以及计算极限的方法. 深入理解函数连续的概念,熟悉几种间断点的图形 特征,理解闭区间上连续函数的几个重要性质.作散点图14分别画出坐标为)10,,2,1(),4,(),,(3222 =+i i i i i i 的散点图, 并画出折线图. 解：散点图程序代码： >> i=1:10; plot(i,i.^2,'.')或：>> x=1:10;y=x.^2;for i=1:10;plot(x(i),y(i),'r')hold onend折线图程序代码：>> i=1:10;plot(i,i.^2,'-x')程序代码：>> i=1:10;plot(i.^2,4*(i.^2)+i.^3,'.')>> i=1:10;plot(i.^2,4*(i.^2)+i.^3,'-x')数列极限的概念16通过动画观察当∞→n 时数列21n a n =的变化趋势.解：程序代码： >> n=1:100; an=(n.^2); n=1:100; an=1./(n.^2); n=1:100; an=1./(n.^2); for i=1:100plot(n(1:i),an(1:i)),axis([0,100,0,1])pause(0.1) %在这个for 循环内每画一个点就暂停0.1s 因此有动画效果 end 图象：函数的极限18在区间]4,4[-上作出函数xx xx x f --=339)(的图形, 并研究 )(lim x f x ∞→ 和 ).(lim 1x f x →解：作出函数x x x x x f --=339)(在区间]4,4[-上的图形 >> x=-4:0.01:4;y=(x.^3-9*x)./(x.^3-x+eps); plot(x,y)从图上看，()f x 在x →1与x →∞时极限为0两个重要极限 20计算极限⎪⎭⎫⎝⎛+→x x x x x sin 11sin lim )1(0 x x e x 2lim )2(+∞→30sin tan lim )3(xx x x -→ x x x 0lim )4(+→ x xx ln cot ln lim )5(0+→ x x x ln lim )6(20+→ xx x x x x sin cos sin lim)7(20-→ 125523lim)8(323+++-∞→x x x x x x x x e e x x x sin 2lim )9(0----→ xx x x cos 110sin lim )10(-→⎪⎭⎫ ⎝⎛ 解：（1）>> limit(x*sin(1/x)+1/x*sin(x))ans =1(2) >> limit(x^2/exp(x),inf) ans = 0(3) >> limit((tan(x)-sin(8))/x^3) ans =NaN(4) >> limit(x^x,x,0,'right') ans =1(5) >> limit(log(cot(x))/log(x),x,0,'right') ans =-1(6) >> limit(x^2*log(x),x,0,'right') ans =016(7) >> limit((sin(x)-x.*cos(x))./(x.^2.*sin(x)),x,0) ans =1/3(8) >> limit((3*x.^3-2*x.^2+5)/(5*x.^3+2*+1),x,inf) ans =3/5(9) >> limit((exp(x)-exp(-x)-2*x)./(x-sin(x))) ans =2(10) >> limit((sin(x)/x).^(1/(1-cos(x)))) ans =exp(-1/3)实验3 导数（基础实验）实验目的 深入理解导数与微分的概念, 导数的几何意义. 掌握用Matlab 求导数与高 阶导数的方法. 深入理解和掌握求隐函数的导数, 以及求由参数方程定义的函数的导数的方法. 导数概念与导数的几何意义22作函数71232)(23+-+=x x x x f 的图形和在1-=x 处的切线. 解：作函数71232)(23+-+=x x x x f 的图形程序代码： >> syms x;>> y=2*x^3+3*x^2-12*x+7; >> diff(y) ans =6*x^2+6*x-12 >> syms x;y=2*x^3+3*x^2-12*x+7; >> f=diff(y) f =6*x^2+6*x-12 >> x=-1;f1=6*x^2+6*x-12 f1 = -12>> f2=2*x^3+3*x^2-12*x+7 f2 = 20>> x=linspace(-10,10,1000);y1=2*x.^3+3*x.^2-12*x+7; y2=-12*(x+1)+20; plot(x,y1,'r',x,y2,'g')求函数的导数与微分24求函数bx ax x f cos sin )(=的一阶导数. 并求.1⎪⎭⎫⎝⎛+'b a f解：求函数bx ax x f cos sin )(=的一阶导数程序代码： >> syms a b x y;y= sin(a*x)*cos(b*x); D1=diff(y,x,1) 答案：D1 =cos(a*x)*a*cos(b*x)-sin(a*x)*sin(b*x)*b求.1⎪⎭⎫ ⎝⎛+'b a f程序代码：>> x=1/(a+b); %直接输入表达式直接带入 >> cos(a*x)*a*cos(b*x)-sin(a*x)*sin(b*x)*b 答案：ans =cos(a/(a+b))*a*cos(b/(a+b))-sin(a/(a+b))*sin(b/(a+b))*b 拉格朗日中值定理26对函数),2)(1()(--=x x x x f 观察罗尔定理的几何意义. (1) 画出)(x f y =与)(x f '的图形, 并求出1x 与.2x 解：程序代码：>> syms x;f=x*(x-1)*(x-2); f1=diff(f) f1 =(x-1)*(x-2)+x*(x-2)+x*(x-1) >> solve(f1) ans =1+1/3*3^(1/2) 1-1/3*3^(1/2)>> x=linspace(-10,10,1000); y1=x.*(x-1).*(x-2);y2 =(x-1).*(x-2)+x.*(x-2)+x.*(x-1); plot(x,y1,x,y2)(2)画出)(x f y =及其在点))(,(11x f x 与))(,(22x f x 处的切线.程序代码：>> syms x; >> f=x*(x-1)*(x-2); >> f1=diff(f) f1 =(x-1)*(x-2)+x*(x-2)+x*(x-1) %本题意在讨论罗尔定理首先回忆一下罗尔定理 >> solve(f1) %（a,b ）连续；[a,b]可导；f(a)=f(b)=0;存在ƞ ans = %使得f ’(ƞ)=01+1/3*3^(1/2) %程序就要先求出f （x ）的零点 1-1/3*3^(1/2) %再画出f ’(a)f ’(b)的切线 >> x=linspace(-3,3,1000); >> y1=x.*(x-1).*(x-2);>> y2 =(x-1).*(x-2)+x.*(x-2)+x.*(x-1); >> plot(x,y1,x,y2) >> hold on>> x=1+1/3*3^(1/2); >> yx1=x*(x-1)*(x-2) yx1 =-0.3849>> x=1-1/3*3^(1/2);>> yx2=x*(x-1)*(x-2) yx2 =0.3849x=linspace(-3,3,1000); yx1 =-0.3849*x.^0; yx2 =0.3849*x.^0; plot(x,yx1,x,yx2)28求下列函数的导数: (1) 31+=x e y ; 解：程序代码：>> syms x y; y=exp((x+1)^3); D1=diff(y,1) 答案：D1 =3*(x+1)^2*exp((x+1)^3)(2) )]42ln[tan(π+=x y ;解：程序代码：>> syms x;y=log(tan(x/2+pi/4)); D1=diff(y,1) 答案：D1 =(1/2+1/2*tan(1/2*x+1/4*pi)^2)/tan(1/2*x+1/4*pi)(3) x x y sin ln cot 212+=;解：程序代码：>> syms x;y=1/2*(cot(x))^2+log(sin(x)); D1=diff(y,1) 答案：D1 =cot(x)*(-1-cot(x)^2)+cos(x)/sin(x) (4) xy 2arctan21=. 解：程序代码：>> syms x;>> y=sqrt(2)*atan(sqrt(2)/x); >> D1=diff(y,1) 答案：D1 =-2/x^2/(1+2/x^2)一元函数积分学与空间图形的画法实验4 一元函数积分学(基础实验)实验目的 掌握用Matlab 计算不定积分与定积分的方法. 通过作图和观察, 深入理解定积分的概念和思想方法. 初步了解定积分的近似计算方法. 理解变上限积分的概念. 提高应用 定积分解决各种问题的能力.不定积分计算30求.)1(532⎰-dx x x解：程序代码：>> syms x y;>> y=x^2*(1-x^3)^5; >> R=int(y,x) 答案：R =-1/18*x^18+1/3*x^15-5/6*x^12+10/9*x^9-5/6*x^6+1/3*x^332求.arctan 2⎰xdx x 解：程序代码：>> syms x y;>> y=x^2*atan(x); >> R=int(y,x) 答案：R =1/3*x^3*atan(x)-1/6*x^2+1/6*log(x^2+1)定积分计算34 求.)(102⎰-dx x x解：程序代码：>> syms x y; >> y=x-x^2;>> R=int(y,x,0,1) 答案： R =1/6变上限积分 36 画出变上限函数⎰x dt t t 02sin 及其导函数的图形.解：程序代码：>> syms x y t; >> y=t*sin(t^2); >> R=int(y,x,0,x) 答案：R =t*sin(t^2)*x 再求导函数 程序代码：>> DR=diff(R,x,1) 答案：DR =t*sin(t^2)实验5 空间图形的画法(基础实验)实验目的 掌握用Matlab 绘制空间曲面和曲线的方法. 熟悉常用空间曲线和空间曲面 的图形特征,通过作图和观察, 提高空间想像能力. 深入理解二次曲面方程及其图形.一般二元函数作图38作出函数2214y x z ++=的图形.解：程序代码：>> x=linspace(-5,5,500);[x,y]=meshgrid( %mesh 和meshgrid 是生成网格的命令 z=4./(1+x.^2+y.^2); %先命令出一个x 向量组，再生二位网格 mesh(x,y,z); %用meshgrid 再用mesh 命令出各个点的高 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');title('function')40作出函数)94cos(22y x z +=的图形. 解：程序代码：>> x=-10:0.1:10;[x,y]=meshgrid(x);z=cos(4*x.^2+9*y.^2); mesh(x,y,z);xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');title('function')讨论：坐标轴选取范围不同时，图形差异很大，对本题尤为明显，如右图为坐标轴[-1，1]二次曲面42作出单叶双曲面1941222=-+z y x 的图形.(曲面的参数方程为 ,tan 3,cos sec 2,sin sec u z v u y v u x === (.20,2/2/πππ≤≤<<-v u ))解：程序代码：>> v=0:pi/100:2*pi; >> u=-pi/2:pi/100:pi/2; >> [U,V]=meshgrid(u,v); >> x=sec(U).*sin(V); >> y=2*sec(U).*cos(V); >> z=3*tan(U); >> surf(x,y,z)44 可以证明: 函数xy z =的图形是双曲抛物面. 在区域22,22≤≤-≤≤-y x 上作出它的图形.解：程序代码：>> x=-2:0.01:2;[x,y]=meshgrid(x); >> z=x.*y;>> mesh(x,y,z);46 画出参数曲面]2,001.0[],4,0[)5/2/ln(tan cos sin sin sin cos ∈∈⎪⎩⎪⎨⎧++===v u u v v z vu y v u x π 的图形.解：程序代码：>> v=0.001:0.001:2;>> u=0:pi/100:4*pi;>> [U,V]=meshgrid(u,v); >> x=cos(U).*sin(V); >> y=sin(U).*sin(V);>> z=cos(V)+log(tan(V/2)+U/5); >> mesh(x,y,z);空间曲线48 作出空间曲线)60(2,sin ,cos π≤≤===t t z t t y t t x 的图形. 解：程序代码：>> syms t;ezplot3(t*cos(t),t*sin(t),2*t,[0,6*pi])-1010-100100xx = t cos(t), y = t sin(t), z = 2 tz50绘制参数曲线 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+==t z t y t x arctan 211cos 2的图形.解：程序代码：>> t=-2*pi:pi/100:2*pi;x=cos(t).*cos(t);y=1./(1+2*t);z=atan(t); plot3(x,y,z);grid;xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')xyz多元函数微积分实验6 多元函数微分学（基础实验）实验目的 掌握利用Matlab 计算多元函数偏导数和全微分的方法, 掌握计算二元函数极值和条件极值的方法. 理解和掌握曲面的切平面的作法. 通过作图和观察, 理解二元 函数的性质、方向导数、梯度和等高线的概念.求多元函数的偏导数与全微分52设),(cos )sin(2xy xy z +=求.,,,222yx z x z y z x z ∂∂∂∂∂∂∂∂∂ 解：程序代码：>> syms x y;S=sin(x*y)+(cos(x*y))^2; D1=diff(S,'x',1); D2=diff(S,'y',1); D3=diff(S,'x',2);D4=diff(S,'y',2); %这是错误的！ D1,D2,D3,D4答案： D1 = cos(x*y)*y-2*cos(x*y)*sin(x*y)*yD2 = cos(x*y)*x-2*cos(x*y)*sin(x*y)*xD3 =-sin(x*y)*y^2+2*sin(x*y)^2*y^2-2*cos(x*y)^2*y^2 D4 = -sin(x*y)*x^2+2*sin(x*y)^2*x^2-2*cos(x*y)^2*x^2实验7 多元函数积分学（基础实验）实验目的掌握用Matlab 计算二重积分与三重积分的方法; 深入理解曲线积分、曲面积分的 概念和计算方法. 提高应用重积分和曲线、曲面积分解决各种问题的能力.计算重积分54计算,2dxdy xy D⎰⎰ 其中D 为由,,2y x y x ==+ 2=y 所围成的有界区域.解：程序代码：>> syms x y;int(int(x*y^2,x,2-y,sqrt(y)),y,1,2) 答案：ans =193/120 重积分的应用56求旋转抛物面224y x z --=在Oxy 平面上部的面积.S 解：程序代码：>> int(2*pi*r,r,0,2) 答案： ans =4*pi无穷级数与微分方程实验8 无穷级数（基础实验） 实验目的观察无穷级数部分和的变化趋势,进一步理解级数的审敛法以及幂级数部分和对函数的 逼近. 掌握用Matlab 求无穷级数的和, 求幂级数的收敛域, 展开函数为幂级数以及展 开周期函数为傅里叶级数的方法.数项级数58(1) 观察级数∑∞=121n n的部分和序列的变化趋势.解：程序代码：for i=1:100 s=0; for n=1:i s=s+1/n^2; endplot(i,s,'.');hold on; end(2) 观察级数∑∞=11n n 的部分和序列的变化趋势.>> for i=1:100 s=0; for n=1:i s=s+1/n; endplot(i,s,'.'); hold on; end60 求∑∞=++123841n n n 的值. 解：程序代码：>> syms n;score=symsum(1/(4*n^2+8*n+3),1,inf) %这个用法我比较不熟悉，记一下 答案： score =1/6函数的幂级数展开62求x arctan 的5阶泰勒展开式. >> syms x;>> T5=taylor(atan(x),6) 答案：T5 =x-1/3*x^3+1/5*x^5实验9 微分方程（基础实验）实验目的 理解常微分方程解的概念以及积分曲线和方向场的概念,掌握利用 Matlab 求微分方程及方程组解的常用命令和方法.求解微分方程64求微分方程 22x xe xy y -=+'的通解. 解：程序代码：>> y=dsolve('Dy+2*x*y=x*exp(-x^2)','x') %还记得solve 命令吗？格式solve （‘’） 答案：y = %将可以解一元多次方程而且不用写出等号(1/2*x^2+C1)*exp(-x^2) %本例用于解微分方程，需要声明什么是变量66求微分方程x e y y y x 2cos 52=+'-''的通解. 解：程序代码：>> y=dsolve('D2y-2*Dy+5*y=exp(x)*cos(2*x)','x') %二次倒数‘D2y ’ 答案： y =exp(x)*sin(2*x)*C2+exp(x)*cos(2*x)*C1+1/4*exp(x)*sin(2*x)*x68求微分方程组⎪⎪⎩⎪⎨⎧=--=++02y x dtdy ey x dt dx t 在初始条件0,100====t t y x 下的特解.解：程序代码： %你还别说我真不会接微分方程组>> [x,y]=dsolve('Dx+x+2*y-exp(t)','Dy-x-y','x(0)=1','y(0)=0','t') 答案： x = cos(t)y = 1/2*sin(t)-1/2*cos(t)+1/2*exp(t)70求解微分方程,)1(122/5+=+-x x y dx dy 并作出积分曲线. 解：程序代码：>> syms x yy=dsolve('Dy-2*y/(x+1)-(x+1)^(5/2)','x') 答案：y =(2/3*(x+1)^(3/2)+C1)*(x+1)^2 做积分曲线 由>> syms x yx=linspace(-5,5,100); C=input('请输入C 的值:'); y=(2/3*(x+1).^(3/2)+C).*(x+1).^2; plot(x,y)例如对应有： 请输入C 的值:2 请输入C 的值:20矩阵运算与方程组求解实验10 行列式与矩阵实验目的掌握矩阵的输入方法. 掌握利用Matlab 对矩阵进行转置、加、减、数乘、相乘、乘方等运算, 并能求矩阵的逆矩阵和计算方阵的行列式.矩阵A 的转置函数Transpose[A]72 求矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛411365243271的转置. 解：程序代码：>> A=[1,7,2;3,4,2;5,6,3;1,1,4]; >> Sove=A' 答案：Sove =1 3 5 1 7 4 6 12 234 矩阵线性运算 73设,291724,624543⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=B A 求.24,A B B A -+ 解：程序代码：>> A=[3,4,5;4,2,6]; B=[4,2,7;1,9,2]; S1=A+B S2=4*B-2*A 答案：S1 =7 6 12 5 11 8 S2 =10 0 18 -4 32 -474设,148530291724,36242543⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mb ma 求矩阵ma 与mb 的乘积. 解：程序代码：>> ma=[3,4,5,2;4,2,6,3];>> mb=[4,2,7;1,9,2;0,3,5;8,4,1];>> Sove=ma*mb答案：Sove =32 65 5642 56 65矩阵的乘法运算 75设,101,530291724⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=B A 求AB 与,A B T 并求.3A解：程序代码：>> A=[4 2 7;1 9 2;0 3 5];B=[1;0;1];>> AB=A*BAB =1135>> BTA=B'*ABTA =4 5 12>> A3=A^3A3 =119 660 555141 932 44454 477 260求方阵的逆76 设,5123641033252312⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=A 求.1-A解：程序代码：>> A=[2,1,3,2;5,2,3,3;0,1,4,6;3,2,1,5];Y=inv(A)答案：Y =-1.7500 1.3125 0.5000 -0.68755.5000 -3.6250 -2.0000 2.37500.5000 -0.1250 0.0000 -0.1250-1.2500 0.6875 0.5000 -0.312577 设,221331317230,5121435133124403⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=B A 求.1B A -解：程序代码：>> A=[3 0 4 4 ;2 1 3 3 ;1 5 3 4;1 2 1 5]; B=[0 3 2 ;7 1 3;1 3 3 ;1 2 2];Solve=A'*B %这一步和题目要求不符，应是Solve=inv(A)*B答案：Solve =16 16 1714 20 2225 26 2830 37 3978 解方程组⎪⎩⎪⎨⎧-=-+=+-=++.2442,63,723z y x z y x z y x解：程序代码：>> A=[3 2 1;1 -1 3;2 4 -4]; b=[7 6 -2];>> A\b' %也可以用inv （A ）*b ’表达答案：ans =1.00001.00002.0000求方阵的行列式79 求行列式 .3351110243152113------=D 解：程序代码：>> A=[3,1,-1,2;-5,1,3,-4;2,0,1,-1;1,-5,3,-3];D=det(A)答案：D =4080求.11111111111122222222d d d d c cc c b bb b a a a a D ++++= 解：程序代码：>> syms a b c d;D=[a^2+1/a^2 a 1/a 1;b^2+1/b^2 b 1/b 1;c^2+1/c^2 c 1/c 1;d^2+1/d^2 d 1/d 1];det(D)答案：ans =-(-c*d^2*b^3+c^2*d*b^3-c^3*d^2*a+c^3*d*a^2*b^4+c*d^2*a^3-c^3*d^2*a*b^4-c^2*d*a^3-c*d^2*b^3*a^4+c^2*d*b^3*a^4+c^3*d^2*b*a^4-c^3*d*b^2*a^4-c^2*d^3*b*a^4+c*d^3*b^2*a^4+c*d ^2*a^3*b^4-c^2*d*a^3*b^4+c^3*d^2*b-c^3*d*b^2-c^2*d^3*b+c*d^3*b^2+c^3*d*a^2+c^2*d^3*a-c *d^3*a^2-b*d^2*a^3+b^2*d*a^3+b^3*d^2*a-b^3*d*a^2-b^2*d^3*a+b*d^3*a^2+b*c^2*a^3-b^2*c*a ^3-b^3*c^2*a+b^3*c*a^2+b^2*c^3*a-b*c^3*a^2+c^2*d^3*a*b^4-c*d^3*a^2*b^4-b*d^2*a^3*c^4+b ^2*d*a^3*c^4+b^3*d^2*a*c^4-b^3*d*a^2*c^4-b^2*d^3*a*c^4+b*d^3*a^2*c^4+b*c^2*a^3*d^4-b^2*c*a^3*d^4-b^3*c^2*a*d^4+b^3*c*a^2*d^4+b^2*c^3*a*d^4-b*c^3*a^2*d^4)/a^2/c^2/d^2/b^281 计算范德蒙行列式.1111145444342413534333231252423222154321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x解：程序代码：>> syms x1 x2 x3 x4 x5;>> A=[1,1,1,1,1;x1,x2,x3,x4,x5;x1^2,x2^2,x3^2,x4^2,x5^2;x1^3,x2^3,x3^3,x4^3,x5^3;x1^4,x2^4,x3^4,x4^4,x5^4];>> DC=det(A);>> DS=simple(DC)答案：DS =(-x5+x4)*(x3-x5)*(x3-x4)*(-x5+x2)*(x2-x4)*(x2-x3)*(-x5+x1)*(x1-x4)*(x1-x3)*(x1-x2)82 设矩阵 ,60975738723965110249746273⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=A 求.),(|,|3A A tr A解：程序代码：>> A=[3,7,2,6,-4;7,9,4,2,0;11,5,-6,9,3;2,7,-8,3,7;5,7,9,0,-6];>> D=det(A),T=trace(A),A3=A^3答案：D =11592T =3A3=726 2062 944 294 -3581848 3150 26 1516 2281713 2218 31 1006 4041743 984 -451 1222 384801 2666 477 745 -125向量的内积83 求向量}3,2,1{=u 与}0,1,1{-=v 的内积.解：程序代码：>> u=[1 2 3];v=[1 -1 0];solve=dot(u,v)答案：solve =-184设,001001⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λλλA 求.10A 一般地?=k A (k 是正整数).解：程序代码：>> syms r;>> A=[r,1,0;0,r,1;0,0,r];>> A^10答案：ans =[ r^10, 10*r^9, 45*r^8][ 0, r^10, 10*r^9][ 0, 0, r^10]85.求⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++a a a aa 1111111111111111111111111的逆. 解：程序代码：>> syms aA=[1+a,1,1,1,1;1,1+a,1,1,1;1,1,1+a,1,1;1,1,1,1+a,1;1,1,1,1,1+a];solve=inv(A)答案：solve =[ 1/a*(a+4)/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5)][ -1/a/(a+5), 1/a*(a+4)/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5)][ -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), 1/a*(a+4)/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5)][ -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), 1/a*(a+4)/(a+5), -1/a/(a+5)][ -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), -1/a/(a+5), 1/a*(a+4)/(a+5)] 实验11 矩阵的秩与向量组的极大无关组实验目的 学习利用Matlab 求矩阵的秩,作矩阵的初等行变换; 求向量组的秩与极大无关组. 求矩阵的秩86 设,815073*********⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-------=M 求矩阵M 的秩.解：程序代码：>> M=[3,2,-1,-3,-2;2,-1,3,1,-3;7,0,5,-1,-8];R=rank(M)答案：R=2向量组的秩87求向量组)0,3,0,2(),2,5,4,0(),1,1,2,1(231=--=-=ααα的秩.解：程序代码：>> A=[1,2,-1,1;0,-4,5,-2;2,0,3,0];R=rank(A)答案：R =288向量组)7,5,1,3(),5,4,3,1(),1,1,1,1(),3,2,1,1(4321==-==αααα是否线性相关?解：由>> A=[1 1 2 3;1 -1 1 1;1 3 4 5;3 1 5 7];rank(A)ans = 3即rank(A)=3 小于阶数489向量组)3,1,1(),2,1,3(),7,2,2(321=-==ααα是否线性相关?解：由>> A3=[2,2,7;3,-1,2;1,1,3];R=rank(A3)得 R = 3即rank(A3)=3 等于阶数3故向量组线性无关。
