Matlab实验及答案

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1 实验一、MATLAB基本操作

一、实验目的

2．学习使用图形函数计算器命令funtool及其环境。

3. 学习使用help命令进行帮助

4. 掌握向量与矩阵的创建以及矩阵的基本操作

5. 掌握数组与矩阵的概念

二、实验内容

熟悉Matlab操作环境，认识命令窗口、内存工作区窗口、历史命令窗口；学会使用format命令调整命令窗口的数据显示格式；学会使用变量和矩阵的输入，并进行简单的计算；掌握数组与矩阵的概念；学会使用help命令进行帮助；学会使用who和whos命令查看内存变量信息；学会使用图形函数计算器funtool；

1. 命令窗口的简单使用

（1）简单矩阵的输入（自由创建）

x=[1 3 5;2 4 6]

x =

1 3 5

2 4 6

（2）求[12+2×(7-4)]÷32的算术运算结果，总结算术运算符先级

[12+2*(7-4)]/3^2

ans =

2. 有关向量、矩阵或数组的一些运算

（1）设A=15；B=20；求C=A+B与c=a+b的区别

A=15;B=20;

>> C=A+B

C =

>> c=a+b

Undefined function or variable 'a'.

（2）设A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，B=[9 8 7;6 5 4;3 2 1]；求A*B与A.*B，分析原因？

(A*B是两个矩阵相乘，A.*B是对应元素相乘)

A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];

B=[9 8 7;6 5 4;3 2 1];

>> A*B

ans =

30 24 18

2 84 69 54

138 114 90

>> A.*B

ans =

9 16 21

24 25 24

21 16 9

（3）设a=10，b=20；求i=a/b与j=a\b

a=10;

>> b=20;

>> i=a/b

i =

0.5000

>> j=a\b

j =

（4）设a=[1 -2 3;4 5 -4;5 -6 7]

请设计出程序，分别找出小于0的矩阵元素的线性索引以及行列索引（sub2ind/ind2sub）。（find（））

并将其单下标转换成全下标。

clear,clc

a=[1 -2 3;4 5 -4;5 -6 7];

b=find(a<0)

[x,y]=ind2sub(size(a),find(a<0))

Y=sort(a, 1, ‘descend’)

2.对矩阵按列从大到小排列（sort()）

（5）在MATLAB命令行窗口运行A=[1,2;3,4]+i*[5,6;7,8]；看结果如何？如果改成运行A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]，结果又如何？

>> A=[1,2;3,4]+i*[5,6;7,8]

A =

3.5000 5.0000

6.5000 8.0000

>> A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]

A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]

Error: Unbalanced or misused parentheses or brackets.

3 前面那个是虚数矩阵，后面那个出错

（6）请写出完成下列计算的指令：

a=[1 2 3;3 4 2;5 2 3]，求a^2=？,a.^2=？

a^2= 22 16 16

25 26 23

26 24 28

a.^2=

1 4 9

9 16 4

25 4 9

（7）有一段指令如下，请思考并说明运行结果及其原因

clear

X=[1 2;8 9;3 6];

X( : ) 转化为列向量

>> clear

>> X=[1,2;8,9;3,6];

>> X(:)

ans =

（8）使用help命令，明白什么是稀疏矩阵sparse( )，并用采用两种方法创建下面的稀疏矩阵(其中一种方法采用help所提供的三元组方法创建稀疏矩阵

（S = SPARSE(i,j,s,m,n)）)

2 0 8 0

0 0 0 1

4 0 4 0 0

6 0 0 0

另：

1.B=该稀疏矩阵上下反转

2.该矩阵变维，C为2*8矩阵，D为3*8矩阵，C？D？

方法一：

clear,clc

data=[2 8 1 4 6];

ir=[1 1 2 3 4 ];

jc=[1 3 4 2 1];

s=sparse(ir,jc,data,4,4);

full(s)

方法二：不用三元组法

clear,clc

a=zeros(4,4);

a(1,[1,3])=[2,8];

a(2,4)=1;

a(3,2)=4;

a(4,1)=6;

B=flipud(a)

C=reshape(a,2,8)

（9）学会使用图形函数计算器（funtool 命令），并进行下列计算：

1．求函数的符号导数

y=sin(x);

2．求下列函数的符号积分

（1) y=1/sqrt(1-x^2);

3．求两个函数之间的操作

求和

(1) sin(x)+cos(x)

乘积

(1) exp(-x)*sin(x)

商

(2) (1) sin(x)/cos(x);

6 求复合函数

(1) y=exp(u) u=sin(x)

（10）总结who，whos，clc，clear命令

三、设计提示

1．初次接触Matlab应该注意函数表达式的文本式描述。

2．在使用图形函数计算器funtool时，注意观察1号和2号窗口中函数的图形。

3. help帮助命令的使用

3. 向量与矩阵的创建

实验二：数组运算及线型方程组的求解

二、实验内容

1．“：”号的用法。用“：”号生成行向量a=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]、b=[5 3 1 -1 -3 -5]；用线性等分命令linspace重新生成上述的a和b向量。另，在100和10000之间用对数等分命令logspace生成10维的向量c。ak=logspace(2,4,10) linspace(1,10,10) linspace(5,-5,6)

2. 已知多项式a(x)=x2+2x+3，b(x)=4x2+5x+6，求a，b的积并微分。

>> a=[1,2,3];b=[4,5,6];polyder(a,b)

ans =

16 39 56 27

>> poly2str(ans,'x')

ans = 16 x^3 + 39 x^2 + 56 x + 27

7 3.生成下列矩阵，取出方框内的数组元素

a(2,2:3)

a(2:4,4)

a(4:5,1:3)

4. 生成一个9×9维的魔方矩阵，提取其中心的3×3维子矩阵M，利用sum函数检验其各行和各列的和是否相等。并且实现上述中心矩阵左旋90°或右旋90°，左右翻转，上下翻转

a=magic(9)

>> b=a(4:6,4:6)

b =

20 31 42

30 41 52

40 51 62

>> sum(b,1)

ans =

90 123 156

>> sum(b,2)

ans =

123

153 rot90(b)

8 rot90(b,-1)

fliplr(b)

flipud(b)

5.已知a=[1 2 3;4 5 6;7 8 0]，求其特征多项式并求其根、特征值和特征多项式

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 0]

a =

1 2 3

4 5 6

7 8 0

>> poly(a)

ans =

1.0000 -6.0000 -72.0000 -27.0000

>> poly2sym(ans)

ans =

x^3-6*x^2-72*x-/6710656

>> [d v]=eig(a)

d =

-0.2998 -0.7471 -0.2763

-0.7075 0.6582 -0.3884

-0.6400 -0.0931 0.8791

v =

12.1229 0 0

0 -0.3884 0

0 0 -5.7345

6. 计算二重不定积分 >> syms x y

9 >> f=int(int(x*exp(-x*y),x),y)

或

>> x=sym('x')

x =

>> y=sym('y')

y =

>> f=int(int(x*exp(-x*y),x),y)

f =

1/y*exp(-x*y)

8.求解微分方程。

y=dsolve('D2y+2*Dy+2*y=0','y(0)=1','Dy(0)=0')

9.求其解。

12345123451234512345691411568147156294271244161111913103xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

>> a=[6 9 14 -11 5;1 14 -7 -15 -6;-2 1 -7 12 -1;6 11 11 -9 -13]

a =

6 9 14 -11 5

1 14 -7 -15 -6

-2 1 -7 12 -1

6 11 11 -9 -13

>> b=[68 294 -441 103]' b =

MATLAB实验二

班级：14通信二班

学号：1412010006

姓名：张谷稳实验二

连续时间信号在MATLAB中的表示和运算

[实验目的]

1．掌握连续时间信号在MATLAB中的表示法。

2．掌握信号的时域运算和变换。

3．进一步掌握部分绘图函数的应用。

[实验内容]

1、已知f（t）=Sa（t）=sin（t）/t，绘出其时域波形。

2、已知f（t）=2u（t）-u（t-1）-u（t-2），试求f（-t），f（t-3），f（2t），并绘出其波形。

syms t

f=sym('2*(heaviside(t)-heaviside(t-1)-heaviside(t-2))')

subplot(2,2,1),ezplot(f,[-3,3])

title('f(t)')

y1=subs(f,t,-t)

subplot(2,2,2),ezplot(y1,[-5,1])

title('f(-t)')

y2=subs(f,t,t-3)

subplot(2,2,3),ezplot(y2,[-1,5])

title('f(t-3)')

y3=subs(f,t,2*t)

subplot(2,2,4),ezplot(y3,[-3,3])

title('f(2*t)')

f =2*heaviside(t) - 2*heaviside(t - 2) - 2*heaviside(t - 1)

y1 =2*heaviside(-t) - 2*heaviside(- t - 1) - 2*heaviside(- t - 2)

y2 =2*heaviside(t - 3) - 2*heaviside(t - 4) - 2*heaviside(t - 5)

y3 =2*heaviside(t) - 2*heaviside(t - 1/2) - 2*heaviside(t - 1)

matlab实验指导书

《通信工程专业科学计算与仿真》

实验指导书

董自健编

淮海工学院电子工程系

2013-12

实验一：Matlab入门与基本应用 ........................................................................................................ 1

实验二：Matlab基本运算 .................................................................................................................... 3

实验三：M文件编程 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

实验四：MASK系统性能仿真 ................................................................................................................ 4

实验五：simulink仿真 ........................................................................................................................ 6

实验六：matlab仿真应用 .................................................................................................................... 7

matlab实验二

实验二 MATLAB语言基础

一、实验目的

基本掌握MATLAB向量、矩阵、数组的生成及其基本运算（区分数组运算和矩阵运算）、常用的数学函数。了解字符串的操作。

二、实验内容

1．向量的生成与运算；

2．矩阵的创建、引用和运算；

3．多维数组的创建及运算；

4．字符串的操作。

三、实验步骤

1．向量的生成与运算

①向量的生成

向量的生成有三种方法：

直接输入法：生成行向量、列向量；

冒号表达式法：变量=初值：间隔（可正可负）：终值

函数法：使用linspace线性等分函数，logspace对数等分函数。

格式为：linspace(初值，终值，个数)

Logspace(初值，终值，个数), 初值及终值均为10的次幂。

②向量的运算

【分析】：g1和g2相等，g1采用的是matlab自带函数求解，而g2采用线性代数的方法求解，所以结果是一致的。g4与g1、g2的结果不一样，g4进行的是点乘运算，即将各个位的数字相乘，结果依旧是一个向量。 2．矩阵的创建、引用和运算

矩阵是由n×m元素构成的矩阵结构。行向量和列向量是矩阵的特殊形式。

①矩阵的创建

矩阵的创建可由以下方法进行操作：直接输入法、抽取法、函数法、拼接法。

直接输入法

抽取法：

抽取第一列：

抽取所有行、列

抽取存储的第五个元素：

函数法建立随即矩阵：

a 的第1到3行，第2到3列构成b；

【分析】：将a 的第1、3行，第2、4列元素构成c，因为a无第4列，所以出错。

将a所存储的第1、3、2、4 个元素构成d；

用函数方法构建全1矩阵a，全0矩阵b，单位矩阵c，魔方矩阵d 矩阵的拼接：

②矩阵的运算

矩阵的运算有基本运算（加、减、乘、左除、右除）等，还有矩阵函数运算（求逆inv、秩rank、矩阵的翻转、矩阵的转置）等。

已知，

求a+b，2*a，2*a-3*b，a*b，b/a，a\b，求a逆矩阵，求矩阵的秩，矩阵的翻转，矩阵的转置。

MATLAB实验指导书

MATLAB语言及应用

实验指导书

信息与机电工程学院

信息与控制工程系

姚菁编写

二0一0年九月一日

实验一 MATLAB基本知识及入门………………………………3

实验二数值数组及图形显示…………………………………5

实验三符号计算及程序设计…………………………………6

实验四动态仿真系统SIMULINK………………………………8 3

实验一 MATLAB基本知识及入门

实验目的：掌握MATLAB的启动，熟悉Desktop 操作桌面，掌握Command window 的操作及编写脚本文件的初步方法。

实验内容：

1．求23)]47(212[的算术运算结果。

2．简单矩阵987654321A的输入步骤。

3．复数ieziziz63212,21,43，表达及计算321zzzz。

4．指令窗中指令行操作练习。

（1）计算51)3.0sin(21y的值，依次键入以下字符

y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))

（3）通过反复按键盘的箭头键，实现指令回调和编辑，进行新的计算。

y2=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5))

5．编写例1的M脚本文件，并运行之。

【例1】画出2222)sin(yxyxz所表示的三维曲面。yx,的取值范围是]8,8[。以下是程序所用语句。 4 clear;x=-8:0.5:8; y=x';

X=ones(size(y))*x; Y=y*ones(size(x));

R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R;

mesh(X,Y,Z);

colormap(hot)

xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

实验报告要求：按实验报告形式，用notebook完成，包括实验内容的MATLAB脚本文件和运行结果。

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