第五章MATLAB程序设计

MATLAB程序设计与应用第三版教学设计简介本教学设计旨在通过使用MATLAB软件，教导学生如何进行程序设计、编码和应用。

本文将对使用MATLAB进行程序设计和应用的基本理论和实践方法进行阐述，并提供适合初学者和高级用户的范例。

教材选择本教学设计使用MATLAB程序设计与应用第三版教材作为主要教材。

该教材全面介绍了MATLAB的基础知识，包括向量、矩阵、图形和文件输入输出等内容，同时具有特别的实际应用研究类技术实例，使学习过程更加具有挑战性。

教学方法课堂讲授在课堂上，我们将讲解有关MATLAB的基本理论、概念和语言规范。

我们的教学方式主要是基于问题解决的策略，即通过回答一些有关MATLAB的问题来让学生了解该软件的基本概念和功能。

实验课实验课是本教学设计的重要组成部分。

在实验课上，学生将会得到亲身体验MATLAB的机会，并掌握该软件的基本应用工具和技巧。

练习课练习课的主要目的是激发学生的主动性，帮助他们独立完成MATLAB的编程任务。

在练习课上，我们将给出一些有关基本MATLAB编程的问题，并鼓励学生独立解决问题。

课程安排下面是MATLAB程序设计与应用课程的章节安排：第一章：MATLAB软件入门在本章节中，我们将介绍MATLAB的安装和使用方法，学习如何创建变量、向量和矩阵。

第二章：MATLAB基本命令该章节主要介绍了MATLAB的基础命令，例如算术计算符、逻辑判断命令、循环和条件语句等。

第三章：MATLAB图形在第三章节中，我们将介绍如何使用MATLAB进行图形绘制和可视化分析。

第四章：MATLAB函数该章节将深入探讨MATLAB函数的编写和应用。

第五章：MATLAB数组运算该章节将讨论MATLAB的数组运算，如矩阵乘法、转置，以及向量操作。

第六章：MATLAB文件输入输出在第六章节中，我们将介绍MATLAB的文件输入和输出，这对于进行大量数据分析非常重要。

第七章：MATLAB工具箱该章节将介绍MATLAB的不同工具箱，这些工具箱能增强MATLAB的功能。

Matlab程序设计教程（第二版）刘卫国课后参考答案解析第二章1 求下列表达式的值。

（1）w=sqrt(2)*(1+0.34245*10^(-6))(2)a=3.5;b=5;c=-9.8;x=(2*pi*a+(b+c)/(pi+a*b*c)-exp(2))/tan(b+c)+a(3)a=3.32;b=-7.9;y=2*pi*a^(2)*[(1-pi/4)*b-(0.8333-pi/4)*a](4)t=[2,1-3*i;5,-0.65];z=1/2*exp(2*t)*log(t+sqrt(1+t^(2)))2 求下列表达式A=[-1,5,-4;0,7,8;3,61,7];B=[8,3,-1;2,5,3;-3,2,0];(1)A+6*B A^2-B+eye(2)A*B A.*B B.*A(3)A/B B\A(4)[A,B] [A([1,3],:);B^2]3 根据已知，完成下列操作（1）A=[23,10,-0.778,0;41,-45,65,5;32,5,0,32;6,-9.54,54,3.14];K=find(A>10&A<25);A(K)（2）A=[23,10,-0.778,0;41,-45,65,5;32,5,0,32;6,-9.54,54,3.14];B=A(1:3,:) C=A(:,1:2) D=A(2:4,3:4) E=B*C（3）E<="">第三章1 从键盘输入一个3位数，将它反向输出，如输入639，出数936。

f=input('输入一个数：','s');f(end :-1:1)2 用if语句score=input('请输入成绩:');if score>=90&&score<=100disp('A');elseif score>=80&&score<=89disp('B');elseif score>=70&&score<=79disp('C');elseif score>=60&&score<=69;disp('D');elseif score<60&&score>=0;disp('E');elsedisp('出错');end用switch语句score=input('请输入成绩:');switch fix(score/10)case {9,10}disp('A');case {8}disp('B');case {7}disp('C');case {6}disp('D');case {0,1,2,3,4,5}disp('E');otherwisedisp('出错');end第四章1题1) X=0:10;Y=x-x.^3/6;P lot(x,y)2) t=0:0.01:2*pi;x=8.*cos(t);y=4*sqrt(2).*sin(t);plot(x,y)2题M文件：t=-pi:pi/10:pi;y=1./(1+exp(-t));subplot(2,2,1);bar(t,y,'b');title('bar(t,y,''b'')');axis([-5,5,-3,3]); subplot(2,2,2);stairs(t,y,'k');title('stairs (t,y,''k'')');axis([-5,5,-3,3]); subplot(2,2,3);stem(t,y,'m');title('stem (t,y,''m'')');axis([-5,5,-3,3]); subplot(2,2,4);loglog(t,y,'g');title('loglog(t,y,''g'')');axis([-5,5,-3,3]);3题1）t=0:pi/100:2*pi;y=5*cos(t)+4;polar(t,y,'-*')2）t=-pi/3:pi/100:pi/3;r=5*sin(t).^2./cos(t);polar(t,r,'-*')4题1)t=0:pi/100:2*pi;x=exp(-t/20).*cos(t);y=exp(-t/20).*sin(t);z=t;plot3(x,y,z)第五章：1题A=randn(10,5)1) X=mean(A)Y=std(A,0,1)2) max(max(A))min(min(A))3) B=sum(A,2)sum(B)4) sort(A);sort(A,2,'descend')2题1）t=0:15:90;x1=[0,0.2588,0.5000,0.7071,0.8660,0.9659,1.0000];a1=0:1:90;y1=interp1(t,x1,a1,'spline')x2=[0,0.2679,0.5774,1.0000,1.7320,3.7320,NaN]; a2=0:1:75; y2= interp1(t,x2,a2,'spline')p1=polyfit(t,x1,5);z1=polyval(p1,a1)p2=polyfit(t,x2,5);z2=polyval(p2,a2)4题P=[2,-3,5,13];Q=[1,5,8];p=polyder(P)p1=polyder(P,Q)[p,q]= polyder(P,Q)5题P1=[1,2,4,0,5];P2=[1,0];P3=[1,2,3];1) P4=conv(P2,P3)P4=[0,1,2,3,0];P=P1+P42) x=roots(P)3) A=[-1,1.2,-1.4;0.75,2,3.5;0,5,2.5];Y=polyval(P,A)4) Z=polyvalm(P,A)第8章1.分解因式. (2)factor(sym(‘5135’))(1)syms A x y;A=x^4-y^4;factor(A)2.求函数的极限（1）syms x; （2）syms x;limit((x-2)/(x^2-4),x,2)f=(sqrt(pi)-sqrt(acos(x)))/sqrt(x+1);limit(f,x,-1,'right')3.求函数的符号导数。

运用Matlab进行科学计算与数据可视化的基础知识第一章：Matlab的介绍与安装1.1 Matlab的概念与特点Matlab是一款高效的科学计算与数据可视化软件，常用于工程、数学、统计学等领域的数据处理和分析。

其特点包括交互式操作、可编程性强、功能丰富、图形界面友好等。

1.2 Matlab的安装与配置在安装Matlab之前，需要先下载安装包，并按照指示完成安装过程。

安装完成后，可以根据需要进行一些配置，如设置工作路径、添加附加功能包等。

第二章：Matlab基础语法与操作2.1 Matlab的命令行窗口与脚本文件Matlab提供了交互式的命令行窗口，用户可以直接在窗口中输入命令并执行。

此外，还可以创建脚本文件，将多个命令按顺序写入，并一次性执行。

2.2 Matlab的基本数据类型与变量Matlab支持多种基本数据类型，包括数值型、字符型、逻辑型等。

使用变量可以保存数据，进行计算和操作。

2.3 Matlab的基本运算与函数调用Matlab提供了丰富的数学运算符和函数，可以进行各种数值计算，并支持自定义函数的调用。

第三章：科学计算与数据处理3.1 数学计算与矩阵运算Matlab内置了许多数学函数和运算符，可以进行数值计算，并支持矩阵的创建和运算。

3.2 统计分析与数据拟合Matlab提供了多种统计函数和工具箱，可以进行统计分析、概率分布拟合、回归等操作，适用于数据处理和建模。

3.3 信号处理与滤波器设计Matlab中的信号处理工具箱提供了丰富的函数和工具，可用于信号滤波、频谱分析、系统建模等。

第四章：数据可视化与图形绘制4.1 二维图形绘制Matlab支持各种二维图形的绘制，包括折线图、散点图、柱状图、饼图、曲线图等。

可以设置图形属性、添加标题、坐标轴标签等。

4.2 三维图形绘制Matlab提供了三维图形绘制的功能，包括曲面图、散点图、等高线图等。

可以设置视角、颜色、透明度等属性。

4.3 数据可视化与交互式操作Matlab还支持交互式的数据可视化操作，如动态图形、数据标注、交互式控制等，方便用户对数据进行直观展示和分析。

《MATLAB程序设计》MATLAB程序设计MATLAB是一种用于数学计算、科学数据可视化以及算法开发的高级技术计算环境。

它集成了数学、图形、编程和应用工具，可以用来解决许多工程和科学问题。

本文将介绍MATLAB程序设计的基本概念、语法、数据类型、函数编写和调用、以及库函数使用等方面。

一、MATLAB程序设计的基本概念MATLAB程序设计的基本概念包括变量、表达式、语句和函数。

变量是存储数值或字符的内存单元，用于存储程序中的数据。

表达式是由变量、常量、运算符和函数组成的数学表达式。

语句是指MATLAB程序中的行语句，可以包含一个或多个表达式。

函数是一个独立的程序单元，可以接受输入、进行计算，然后返回输出到调用程序。

二、MATLAB程序设计的语法MATLAB程序设计的语法包括变量命名规则、注释、控制流结构和程序文件。

变量命名规则包括变量名称的长度、格式和特殊字符的使用方式等。

注释是指程序中用于解释代码的文本，可以通过使用“%”或“%{”和“%}”进行注释。

控制流结构是指程序中用于控制程序执行流程的结构，包括if、for、while等结构。

程序文件是指包含MATLAB代码的文本文件，以“.m”为后缀名，可以存储程序代码并可以通过调用函数进行执行。

三、MATLAB程序设计的数据类型MATLAB程序设计使用的数据类型包括数值型、字符型、逻辑型、结构体、单元和函数句柄等类型。

数值型数据包括整数、实数和复数等，可以用于数值计算和数据分析。

字符型数据由一个或多个字符组成，可以用于存储文本和字符数据。

逻辑型变量只有两个值：true和false，可以用于布尔运算和逻辑判断。

结构体是一种复合数据类型，可以将不同的数据类型组合成一个整体。

单元是一种可以存储任何类型数据的容器，可以通过花括号来声明和操作。

函数句柄是指将函数作为输入参数传递的方式，可以用于函数的嵌套调用和程序的扩展。

四、MATLAB程序设计的函数编写和调用MATLAB程序设计的函数编写包括函数声明、函数体、输入参数和输出参数等。

MATLAB程序设计教程第一章：MATLAB简介1.1 MATLAB的定义和特点1.2 MATLAB的应用领域1.3 MATLAB的优势和劣势第二章：MATLAB基础知识2.1 MATLAB的安装和启动2.2 MATLAB界面介绍和常用功能2.3 MATLAB的数据类型和变量2.4 MATLAB的基本运算符和表达式2.5 MATLAB的控制流程语句第三章：MATLAB函数与脚本文件3.1 MATLAB函数的定义和调用3.2 MATLAB脚本文件的创建和运行3.3 MATLAB函数和脚本文件的参数传递3.4 MATLAB函数和脚本文件的调试技巧第四章：MATLAB图形绘制4.1 MATLAB图形绘制的基本函数4.2 MATLAB图形绘制的详细参数设置4.3 MATLAB图形的保存和导出第五章：MATLAB矩阵运算5.1 MATLAB中矩阵的创建和索引5.2 MATLAB中矩阵的运算和操作5.3 MATLAB中常用的矩阵函数第六章：MATLAB数值计算6.1 MATLAB中数值计算的基本函数6.2 MATLAB中数值计算的高级功能6.3 MATLAB中数值计算的常见问题和解决方法第七章：MATLAB符号计算7.1 MATLAB中符号计算的基本概念7.2 MATLAB中符号计算的基本函数7.3 MATLAB中符号计算的应用领域第八章：MATLAB应用案例8.1 MATLAB在工程学科中的应用案例8.2 MATLAB在科学研究中的应用案例8.3 MATLAB在数据分析中的应用案例第九章：MATLAB拓展与应用9.1 MATLAB与其他编程语言的结合9.2 MATLAB的工具箱和函数库9.3 MATLAB的二次开发和应用扩展结语：MATLAB作为一种强大的科学计算软件，具备广泛的应用领域和丰富的功能模块，通过本教程的学习，读者可以系统地掌握MATLAB的基本知识和应用技巧，并能够利用MATLAB解决实际问题。