Matlab实验指导书(含答案)详解
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《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 实验一：Matlab操作环境熟悉
一、实验目的
1．初步了解Matlab操作环境。
2．学习使用图形函数计算器命令funtool及其环境。
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;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，并进行下列计算:
1．单函数运算操作。
➢ 求下列函数的符号导数
(1) y=sin（x);
（2） y=（1+x）^3＊（2-x）；
➢ 求下列函数的符号积分
(1) y=cos(x)；
（2) y=1/（1+x^2）；
（3） y=1/sqrt(1—x^2）；
（4) y=（x-1）/(x+1)/（x+2)；
➢ 求反函数
(1) y=(x—1)/（2＊x+3)；
(2) y=exp(x）;
（3） y=log（x+sqrt（1+x^2）);
➢ 代数式的化简
（1) （x+1)*（x—1)＊（x—2）/(x—3)/（x-4)；
（2) sin（x）^2+cos(x)^2;
（3） x+sin(x)+2＊x—3＊cos（x)+4＊x*sin(x）;
2．函数与参数的运算操作。
➢ 从y=x^2通过参数的选择去观察下列函数的图形变化
（1） y1=（x+1)^2
（2） y2=（x+2)^2
（3) y3=2＊x^2
（4） y4=x^2+2
(5） y5=x^4
（6） y6=x^2/2
3．两个函数之间的操作
➢ 求和
(1) sin（x）+cos(x)
（2) 1+x+x^2+x^3+x^4+x^5
➢ 乘积
(1) exp（—x）＊sin(x） 2
《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 （2） sin(x)＊x
➢ 商
(1） sin（x）/cos(x）;
（2） x/(1+x^2)；
(3） 1/(x-1）/(x-2）;
➢ 求复合函数
(1) y=exp（u） u=sin（x)
（2） y=sqrt（u) u=1+exp（x^2)
(3） y=sin（u） u=asin（x）
（4) y=sinh(u） u=—x
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。
四、实验报告要求
1．针对图形函数计算器funtool，对每一类型计算记录其中一个图形的曲线。
2．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。
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《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 实验二：M文件和Mat文件操作
一、实验目的
1．定制自己的工作环境。
2．编写简单的M文件.
3．保存内存工作区中的变量到.mat文件。
4．学会只用Matlab帮助.
二、实验内容
1．使用format命令和File|Peferences菜单定制自己的工作环境。
2．编写如下M文件，试调整参数a的大小,观察并记录y1、y2的波形特征.
%example1.m
t=0：pi/100:4*pi;
a=3；
y2=exp（-t/a）；
y1=y2。＊sin（a*t);
plot（t，y1,’-r',t，y2，’:b'，t,-y2,’：b'）;
3．保存内存工作区变量a、t、y1、y2到example1.mat文件；关闭Matlab，再重新启动;观察内存工作区；重新根据。mat文件恢复原来的工作区变量.
4．在命令窗口中查看exp函数的帮助；运行helpwin查看超文本格式的帮助文件，试翻译并记录下信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）中的函数分类（Functions -- Categorical List）。
三、设计提示
1．可以用命令语句、菜单或按钮等多种方式执行命令。
2．用于编辑M文件的文本编辑器还可以执行和调试程序。
3．不同的工具箱可能包含同名的函数，查看帮助时应注意在左侧栏选择相应的工具箱类别。
四、实验报告要求
1．对实验内容2，说明参数a的大小对y1、y2波形特征的影响。
2．翻译命令窗口中的exp函数的帮助信息.
3．运行helpwin，试翻译并记录下信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）中的函数分类（Functions —- Categorical List）。
4．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候,需要注意语言的流畅.
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《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 实验三：矩阵运算与元素群运算
一、实验目的
1．掌握数组与矩阵的创建。
2．掌握矩阵运算与数组运算.
3．掌握基本元素群运算。
4．掌握向量与矩阵的特殊处理。
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］;
2．用线性等分命令linspace重新生成上述的a和b向量。
3．在100和10000之间用对数等分命令logspace生成10维的向量c。
4．生成范围在［0，10］、均值为5的3×5维的均匀分布随机数矩阵D。
5．利用magic函数生成5×5维的魔方矩阵，取其对角向量e,并根据向量e生成一个对角矩阵E。(所谓魔方矩阵就是各行、各列、各对角线元素之和相等。）
6．另AA是3×3维魔方矩阵，BB是由A旋转180°得到。CC是一个复数矩阵,其实部为AA，虚部为BB.DD是CC的转置，EE是CC的共轭。分别计算CC和EE的模和幅角.
7．ｆ是一个首项为20，公比为0。5的10维等比数列；g是一个首项为1，公差为3的10维等差数列.试计算向量f和g的内积s。
8．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。
9．已知1234234534564567T，利用函数生成左上三角矩阵12342340134004000T。
三、设计提示
1．等比数列可利用首项和公比的元素群的幂乘积生成。
2．提取子矩阵，可灵活应用“：”号或空阵[ ].
3．尽量用Matlab函数生成上述矩阵或向量，不要用手工逐个输入。
四、实验报告要求
1．编写实现第二节实验内容中所使用的函数命令，并记录相应的生成结果.
2．思考题：是否存在2×2维的魔方矩阵？.
3．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候,需要注意语言的流畅。
五，参考答案
1。代码：
a=1：10 5
《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 b=5:—2：—5
a =
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
b =
5 3 1 —1 -3 —5
1. 代码:
linspace(1,10,10)
linspace（5,—5,6）
ans =
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ans =
5 3 1 -1 -3 —5
2. 代码：
logspace（2，4，10）
ans =
1。0e+004 *
0。0100 0.0167 0.0278 0。0464 0.0774 0.1292 0.2154 0.3594
0.5995 1.0000
3. 代码:
D=10*rand（3,5）
结果：
D =
0。1527 9。3181 8.4622 6。7214 6.8128
7.4679 4.6599 5。2515 8.3812 3.7948
4.4510 4。1865 2.0265 0.1964 8.3180
5.代码：
A=magic(5）;
e=diag（A）; 6
《Matlab语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书 E=diag(e）
结果；
E =
17 0 0 0 0
0 5 0 0 0
0 0 13 0 0
0 0 0 21 0
0 0 0 0 9
6.代码：
AA=magic(3）；
BB=rot90(AA,2)；
CC=AA+j*BB;
DD=CC。'；
EE=conj（CC）；
A=abs(CC)
B=angle（CC）
C=abs(EE）
D=angle（EE）
结果:
A =
8.2462 9.0554 7.2111
7.6158 7.0711 7.6158
7.2111 9。0554 8。2462
B =
0.2450 1.4601 0。5880
1。1659 0.7854 0。4049
0。9828 0.1107 1.3258
C =
8。2462 9。0554 7.2111
7。6158 7。0711 7.6158
7.2111 9.0554 8。2462
