Matlab程序设计(2016大作业)

五邑大学《MATLAB程序设计》选修课大作业学生姓名：学生学号：学院年级专业：学院级专业指导老师：刘战（副教授）成绩：2010年12月1、求下列联立方程的解⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+-+-=-+-=++-=--+81025695832475412743w z y x w z x w z y x w z y x 求系数矩阵的秩；求出方程组的解。

解：在MATLAB 中输入以下指令：>> a=[3 4 -7 -12;5 -7 4 2;1 0 8 -5;-6 5 -2 10]a =3 4 -7 -125 -7 4 21 0 8 -5-6 5 -2 10>> rank(a)ans =4>> b=[4;-3;9;-8]b =4-39-8>> k=a\bk =-1.4841-0.68160.5337-1.2429故系数矩阵的秩为4 方程组的解为x=-1.4841 y=-0.6816 z=0.5337 w=-1.24292、设))]1/()sin 3((5.0cos[2x x y ++=把x=0~2π间分为101点，画出以x 为横坐标，y 为纵坐标的曲线；解：在MATLAB 中输入以下指令：x=linspace(0,2*pi,101);y=cos(0.5+3.*sin(x)./(1+x.^2));plot(x,y,'g-') //这里可以把‘g-’改成其它的，具体请对表基本线型和颜色(见附录) title('函数曲线')xlabel('自变量 x')ylabel('因变量y')text(2,0.5,'y=cos[0.5+3sin(x)/(1+x^2)]')grid //这里可以不用grid 也就是没有栅格 用就有 下图就没用输入结果为：3、设6234)(245+-+-=x x x x x f（1）取x=[-2,8]之间函数的值（取100个点），画出曲线，看它有几个零点。

1.设计一个程序，要求用户用键盘输入10次，输入内容可以是数字、英文、汉字、或者
其他文字或者符号。

如果输入的是数字，则把存入一个数字数组当中；如果输入的是英文的字符，则存入一个英文字符数组当中；如果是其他字符，则存入一个字符串数组中。

当10次内容都输入完毕后，先输出英文数组中的内容，然后输出字符串数组中的内容。

如果数字数组中元素数量大于3个，则由数字数组中的数字组成一个a0 X n+a1X n-1+………an=f（X），其中a0…an是数组中第一到最后一个元素，n为元素的个数，并且画出这个函数在区间[0,20]之间的曲线。

如果数字数组中的元素数量小于等于3个，则由数字数组中的数字组成一个a0 X n+a1Y n-1+anZ=0的方程，并且画出这个函数在[0,10]之间的曲线。

具体要求：
（1）画出程序的结构图
（2）画出程序的流程图
（3）每一行或者每一小段都需要标注
（4）附上完整的程序
2.按如下条件，设计一个完整的程序。

（1）有一片草原，草原上有人、狼、羊、鸡和蝗虫生活；
（2）被吃过的草，三年之后可以修复；
（3）一个人一年吃一只羊，10个人一年杀一只狼，一个人一年吃一只鸡；
（4）一头狼一年吃一只羊，一头狼三年成活一个幼崽；
（5）一只羊一年吃掉100平方米的草原；
（6）一只鸡一年吃掉1000只蝗虫；
（7）一只蝗虫一年吃掉一平方米的草原。

按如上条件，模拟出草原及其上述的生物从现在起500年间的状态。

具体要求：
（1）写出具体的解题思路
（2）列出详细的变量表，写出每一个变量的含义
（3）写出完整的程序，最好有图。

Matlab的基本操作一、使用函数实现对下列矩阵的左旋和右旋以及反转已知答案：如图：矩阵如图矩阵的左旋如图一矩阵的右旋如图二矩阵的左右反转如图三矩阵的上下反转如图四二、已知A=[8 9 5 ] B=[-1 3 -2][36 -7 11] [2 0 3][21 -8 5] [-3 1 9 ]计算：1)A+5*B;2)A*B和A.*B3)A^3和A.^34)A/B和B\A5)[A,B]答案：A=[8 9 5；36 -7 11；21 -8 5];B=[-1 3 -2；2 0 3；-3 1 9];A+5*BA*BA.*BA^3A.^3A/BA\B[A,B]程序运行结果如下：第二章、Matlab程序设计一、已知S=1+2+22+23+…+263求S的值答案：代码如下：ClearClcs=0,j=2for i=1:63s=s+j^iends程序运行结果如下：二、第三章、Matlab绘图一、在同一坐标系中画出下列函数的图像：x2，-x2，xsin（x）在[0,2π]上的函数图像程序代码如下：clearclcx=0:pi/100:2*pi;y1=x.^2;y2=-x.^2;y3=x.*sin(x);title('同一坐标下的函数图像')plot(x,y1,':',x,y2,'h',x,y3,'--')程序运行结果如下：二、绘制极坐标图像：程序代码如下：clearclcx=0:0.01:2*pi;y=2*cos(2*(x-pi/8));title('极坐标图像')xlabel('x')ylabel('y')polar(x,y)程序运行结果如下：第四章、Matlab符号运算一、求函数y=e-x2 的傅立叶变换及其逆变换程序代码如下：clearclcsyms x t;y=exp(-x^2);Ft=fourier(y,x,t)fx=ifourier(Ft,t,x)程序运行结果如下：二、求下列极限值：答案：1、程序代码：clearclcsyms x;s1=sin(2*x)/sin(5*x);limit(s1,x,0)s2=(1+1/x)^(2*x);limit(s2,x,inf)程序运行结果如下：第五章、Matlab数值运算一、建立一个3*4阶随机矩阵，求矩阵的最大值、最小值、方差和标准差、极差、协方差，和自相关阵程序代码如下：clearclcA=rand(3,4)B=var(A)C=std(A)D=range(A)E=cov(A)F=corrcoef(A)程序运行结果如下：二、求函数f（x）=x3-2x+1在x=[-1 1]之间的极小值和x=-1附近的零点程序代码如下：clearclc[x,y]=fminbnd('x.^3-2.*x+1',-1,1)[x,y]=fzero('x.^3-2.*x+1',-1)程序运行结果如下：第六章、Matlab图形用户界面一、建立一个具有三个输入框的窗口对话框程序代码如下：clearclcprompt={'姓名','年龄','班级'}；DTitle='注册学生信息';line[1;1;1];def{'乔阳'，'18','100412105'};info=inputdlg(prompt,DTitle,line,def,'ON')程序运行结果如下：二、设计一个表现下载进度的进度条程序代码如下：clearclch = waitbar(0,'正在下载，请稍等……');for i=1:1000waitbar(i/10000,h)endclose(h)程序运行结果如下：第七章、Matlab Simulink 仿真一、仿真信号x（t）=sin(t)sin(10t)的波形仿真步骤：1.建立模型窗口：生成无标题（intitled）的模型窗口；2.添加信号源模块（sine）、输出模块（scope）、数学模块（Dot product）3.设置模块参数：如下图：4.编辑模块即将各个模块连接起来。

matlab大作业学号姓名：年级：专业：1、产生一个10 10的随机矩阵A，要求A中元素均为整数，范围[1,50]。

1)求出A中所有元素之和S，平均值M。

2)找到所有小于平均值，且能被3整除的元素。

3)绘制出A的二维纵向柱状图，横坐标为[8 5 9 1 2 3 4 7 10 13],条形宽度为0.7的“stacked”样式。

代码如下：clc,clear all,close allA=round(rand(10,10)*50);disp(A)S=sum(sum(A));P=mean(mean(A));disp(S)disp(P)disp('所有小于平均数且能被三整除的元素')XPS=H((mod(H,3)==0)&(H<P));disp(XPS')subplot(1,1,1),bar(A,0.7,'stacked'),title('ygh');set(gca,'XTickLabel',{'8','5','9','1','2','3','4','7','10','13'})2、产生一个随机四位密码。

用户用“input”进行输入对比。

猜错提示“WRONG”，正确提示“RIGHT”同时退出程序，最多五次机会。

代码如下：clc,clear all,close alldisp('请输入密码')A=round(8999*rand(1,1))+1000;m=1;while m<=5N=input('请输入一个四位数：');if A==N;disp('RIGHT');breakelsedisp('WRONG');endm=m+1;enddisp('密码是：')disp(A)disp('输入结束')3、按照脚本文件的编程风格，用for和while循环嵌套输出如下的乘法口诀表。

matlab课程设计大作业一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MATLAB基本语法、编程技巧以及MATLAB 在工程计算和数据分析中的应用。

通过本课程的学习，学生将能够熟练使用MATLAB进行简单数学计算、线性方程组求解、函数图像绘制等。

1.掌握MATLAB基本语法和编程结构。

2.了解MATLAB在工程计算和数据分析中的应用。

3.熟悉MATLAB的函数库和工具箱。

4.能够使用MATLAB进行简单数学计算。

5.能够使用MATLAB求解线性方程组。

6.能够使用MATLAB绘制函数图像。

7.能够利用MATLAB进行数据分析和处理。

情感态度价值观目标：1.培养学生对计算机辅助设计的兴趣和认识。

2.培养学生团队合作和自主学习的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括MATLAB基本语法、编程技巧以及MATLAB在工程计算和数据分析中的应用。

1.MATLAB基本语法：介绍MATLAB的工作环境、基本数据类型、运算符、编程结构等。

2.MATLAB编程技巧：讲解MATLAB的函数调用、脚本编写、函数文件编写等编程技巧。

3.MATLAB在工程计算中的应用：介绍MATLAB在数值计算、线性方程组求解、图像处理等方面的应用。

4.MATLAB在数据分析中的应用：讲解MATLAB在数据采集、数据分析、数据可视化等方面的应用。

三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法相结合的方式进行教学。

1.讲授法：通过讲解MATLAB的基本语法、编程技巧以及应用案例，使学生掌握MATLAB的基本知识和技能。

2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解MATLAB在工程计算和数据分析中的应用。

3.实验法：安排上机实验，使学生在实际操作中巩固所学知识，提高实际编程能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、实验设备、多媒体资料等。

1.教材：选用《MATLAB教程》作为主要教材，辅助以相关参考书籍。

2.实验设备：为学生提供计算机实验室，配备有MATLAB软件的计算机。

m a t l a b综合大作业(附详细答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII《MATLAB语言及应用》期末大作业报告1．数组的创建和访问（20分，每小题2分）：1)利用randn函数生成均值为1，方差为4的5*5矩阵A；实验程序：A=1+sqrt(4)*randn(5)实验结果：A =0.1349 3.3818 0.6266 1.2279 1.5888-2.3312 3.3783 2.4516 3.1335 -1.67241.2507 0.9247 -0.1766 1.11862.42861.5754 1.6546 5.3664 0.8087 4.2471-1.2929 1.3493 0.7272 -0.6647 -0.38362)将矩阵A按列拉长得到矩阵B；实验程序：B=A(:)实验结果：B =0.1349-2.33121.25071.5754-1.29293.38183.37830.92471.65461.34930.62662.4516-0.17665.36640.72721.22793.13351.11860.8087-0.66471.5888-1.67242.42864.2471-0.38363)提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的矩阵C；实验程序：C=[A(2,2),A(2,4);A(3,2),A(3,4)]实验结果：C =3.3783 3.13350.9247 1.11864)寻找矩阵A中大于0的元素；]实验程序：G=A(find(A>0))实验结果：G =0.13491.25071.57543.38183.37830.92471.65461.34930.62662.45165.36640.72721.22793.13351.11860.80871.58882.42864.24715)求矩阵A的转置矩阵D；实验程序：D=A'实验结果：D =0.1349 -2.3312 1.2507 1.5754 -1.29293.3818 3.3783 0.9247 1.6546 1.34930.6266 2.4516 -0.1766 5.3664 0.72721.2279 3.1335 1.1186 0.8087 -0.66471.5888 -1.67242.4286 4.2471 -0.38366)对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E；实验程序：E=flipud(fliplr(A))实验结果：E =-0.3836 -0.6647 0.7272 1.3493 -1.29294.2471 0.80875.3664 1.6546 1.57542.4286 1.1186 -0.1766 0.9247 1.2507-1.6724 3.1335 2.4516 3.3783 -2.33121.5888 1.2279 0.6266 3.3818 0.13497)删除矩阵A的第2列和第4列得到矩阵F；实验程序：F=A;F(:,[2,4])=[]实验结果：F =0.1349 0.6266 1.5888-2.3312 2.4516 -1.67241.2507 -0.17662.42861.5754 5.3664 4.2471-1.2929 0.7272 -0.38368)求矩阵A的特征值和特征向量；实验程序：[Av,Ad]=eig(A)实验结果：特征向量Av =-0.4777 0.1090 + 0.3829i 0.1090 - 0.3829i -0.7900 -0.2579 -0.5651 -0.5944 -0.5944 -0.3439 -0.1272-0.2862 0.2779 + 0.0196i 0.2779 - 0.0196i -0.0612 -0.5682 -0.6087 0.5042 - 0.2283i 0.5042 + 0.2283i 0.0343 0.6786 0.0080 -0.1028 + 0.3059i -0.1028 - 0.3059i 0.5026 0.3660 特征值Ad =6.0481 0 0 0 00 -0.2877 + 3.4850i 0 0 00 0 -0.2877 - 3.4850i 0 00 0 0 0.5915 00 0 0 0 -2.30249)求矩阵A的每一列的和值；实验程序：lieSUM=sum(A)实验结果：lieSUM =-0.6632 10.6888 8.9951 5.6240 6.208710)求矩阵A的每一列的平均值；实验程序：average=mean(A)实验结果：average =-0.1326 2.1378 1.7990 1.1248 1.24172．符号计算（10分，每小题5分）：1)求方程组20,0++=++=关于,y z的解；uy vz w y z w实验程序：S = solve('u*y^2 + v*z+w=0', 'y+z+w=0','y,z');y= S. y, z=S. z实验结果：y =[ -1/2/u*(-2*u*w-v+(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))-w] [ -1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))-w] z =[ 1/2/u*(-2*u*w-v+(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))] [ 1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))]2)利用dsolve 求解偏微分方程,dx dyy x dt dt==-的解； 实验程序：[x,y]=dsolve('Dx=y','Dy=-x')实验结果：x =-C1*cos(t)+C2*sin(t)y = C1*sin(t)+C2*cos(t)3．数据和函数的可视化（20分，每小题5分）：1)二维图形绘制：绘制方程2222125x y a a +=-表示的一组椭圆，其中0.5:0.5:4.5a =；实验程序：t=0:0.01*pi:2*pi; for a=0.5:0.5:4.5; x=a*cos(t); y=sqrt(25-a^2)*sin(t); plot(x,y) hold on end实验结果：2) 利用plotyy 指令在同一张图上绘制sin y x =和10x y =在[0,4]x ∈上的曲线；实验程序：x=0:0.1:4; y1=sin(x); y2=10.^x;[ax,h1,h2]=plotyy(x,y1,x,y2); set(h1,'LineStyle','.','color','r'); set(h2,'LineStyle','-','color','g'); legend([h1,h2],{'y=sinx';'y=10^x'});实验结果：3)用曲面图表示函数22z x y =+；实验程序：x=-3:0.1:3; y=-3:0.1:3; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=X.^2+Y.^2; surf(X,Y,Z)实验结果：4)用stem 函数绘制对函数cos 4y t π=的采样序列；实验程序：t=-8:0.1:8;y=cos(pi.*t/4); stem(y)实验结果：4. 设采样频率为Fs = 1000 Hz ，已知原始信号为)150π2sin(2)80π2sin(t t x ⨯+⨯=，由于某一原因，原始信号被白噪声污染，实际获得的信号为))((ˆt size randn x x+=，要求设计出一个FIR 滤波器恢复出原始信号。

MATLAB 作业61、在图形绘制语句中，若函数值为不定式NaN ，则相应的部分不绘制出来，试利用该规律绘制sin()z xy =的表面图，并剪切下2220.5x y +≤的部分。

解：>> [x,y]=meshgrid(-1:.1:1); z=sin(x.*y);ii=find(x.^2+y.^2<=0.5^2); z(ii)=NaN; surf(x,y,z)2、试求解下面的无约束最优化问题。

222222211433222424min 100()(1)90()(1)10.1[(1)(1)]19.8(1)(1)xx x x x x x x x x x -+-+-+-+-+-+--解：>> f=inline(['100*(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2+',...'90*(x(4)-x(3)^2)+(1-x(3)^2)^2+',...'10.1*((x(2)-1)^2+(x(4)-1)^2)+',...'19.8*(x(2)-1)*(x(4)-1)'],'x');x=fminunc(f,ones(7,1))x =1.0e+002 *0.105464467987131.112320667672340.06782323911149-1.115047464577260.010000000000000.010000000000000.010000000000003、 试用图解法求解下面的非线性规划问题，并用数值求解算法验证结果。

321211221212min (44)20..100,0x x x x x s t x x x x +-+-+≥⎧⎪-+-≥⎨⎪≥≥⎩ 解：>> [x1,x2]=meshgrid(0:0.02:1,1:0.02:2);z=x1.^3+x2.^2+4*x1+4;ii=find(x1-x2+2<0); z(ii)=NaN;ii=find(-x1.^2+x2-1<0); z(ii)=NaN;ii=find(x1<0); z(ii)=NaN; ii=find(x2<0); z(ii)=NaN;surf(x1,x2,z)function [c,ce]=exc6f4(x)ce=[];c=[x(1)^2-x(2)+1];>> f_opt=inline('x(1)^3+x(2)^2+4*x(1)+4','x');A=[-1 1]; B=2; Aeq=[]; Beq=[]; xm=[0;0];x=fmincon(f_opt,[0;1],A,B,Aeq,Beq,xm,[],'exc6f4');4、 试求解此线性规划问题：6712341236723571,2,,7min 421..390x x x x x x x x x x x s t x x x x x ++++=⎧⎪-+--+=⎪⎨+++=⎪⎪≥⎩解：>> [x1,x2]=meshgrid(0:0.02:1,1:0.02:2);z=x1.^3+x2.^2+4*x1+4;ii=find(x1-x2+2<0); z(ii)=NaN;ii=find(-x1.^2+x2-1<0); z(ii)=NaN;ii=find(x1<0); z(ii)=NaN; ii=find(x2<0); z(ii)=NaN;surf(x1,x2,z)function [c,ce]=exc6f4(x)ce=[];c=[x(1)^2-x(2)+1];>> f_opt=inline('x(1)^3+x(2)^2+4*x(1)+4','x');A=[-1 1]; B=2; Aeq=[]; Beq=[]; xm=[0;0];x=fmincon(f_opt,[0;1],A,B,Aeq,Beq,xm,[],'exc6f4');5、 试求解下面的二次型规划问题，并用图示的形式解释结果。

2012年12月7日星期五第2章 MATLAB 矩阵运算基础2.1 在MATLAB 中如何建立矩阵，并将其赋予变量a ？⎥⎦⎤⎢⎣⎡194375>> a=[5 7 3;4 9 1]2.2 有几种建立矩阵的方法？各有什么优点？可以用四种方法建立矩阵：①直接输入法，如a=[2 5 7 3]，优点是输入方法方便简捷；②通过M 文件建立矩阵，该方法适用于建立尺寸较大的矩阵，并且易于修改；③由函数建立，如y=sin(x)，可以由MATLAB 的内部函数建立一些特殊矩阵；④通过数据文件建立，该方法可以调用由其他软件产生数据。

2.3 在进行算术运算时，数组运算和矩阵运算各有什么要求？进行数组运算的两个数组必须有相同的尺寸。

进行矩阵运算的两个矩阵必须满足矩阵运算规则，如矩阵a 与b 相乘（a*b ）时必须满足a 的列数等于b 的行数。

2.4 数组运算和矩阵运算的运算符有什么区别？在加、减运算时数组运算与矩阵运算的运算符相同，乘、除和乘方运算时，在矩阵运算的运算符前加一个点即为数组运算，如a*b 为矩阵乘，a.*b 为数组乘。

2.5 计算矩阵与之和。

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡897473535⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡638976242>> a=[5 3 5;3 7 4;7 9 8];>> b=[2 4 2;6 7 9;8 3 6];>> a+bans =777914131512142.6 求的共轭转置。

⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-+-+-++=i 44i 93i 49i 67i 23i 57i 41i 72i 53i 84x >> x=[4+8i 3+5i 2-7i 1+4i 7-5i;3+2i 7-6i 9+4i 3-9i 4+4i];>> x’4.0000 - 8.0000i 3.0000 - 2.0000i 3.0000 -5.0000i 7.0000 +6.0000i 2.0000 +7.0000i 9.0000 - 4.0000i 1.0000 - 4.0000i 3.0000 + 9.0000i 7.0000 + 5.0000i 4.0000 - 4.0000i 2.7 计算与的数组乘积。

matlab 期末大作业（30分，每题6分）1. 积分运算（第四数值和五章符号）(1)定积分运算：分别采用数值法（quad ，dblquad ）和符号运算（syms, int ）一重定积分π⎰1. 数值法（quad ）a) 运行代码：b) 运行结果：2. 符号运算（syms ）a) 运行代码：b) 运行结果：二重定积分112200()x y dxdy+⎰⎰1.数值法（dblquad）：a)运行代码：b)运行结果：2.符号运算（syms）：a)运行代码：b)运行结果：(2) 不定积分运算sin dxdy ⎰⎰（(x/a)+b/y） i.运行代码：ii.运行结果：2. 用符号法和数值法求解线性代数方程 （第五章和第二章）⎩⎨⎧=+=+12*22x *213*12x *a11y a a y a （1） 用syms 定义待解符号变量x,y 和符号参数a11,a12,a21,a22，用符号solve 求x,y 通解 1. 运行代码：2. 运行结果：（2） 用subs 带入a11=2,a12=4,a21=6,a22=8,求x 和y 特解，用vpa 输出有效数值4位的结果 1. 运行代码：2. 运行结果：（3） 采用左除(\)和逆乘法求解符号参数赋值后的方程 ⎩⎨⎧=+=+12*8x *63*4x *2y y1. 运行代码：2. 运行结果：3.数值法和符号法求解非线性方程组(第四数值和五章符号 )（1）采用数值法（fsolve ）求解初始估计值为x0 = [-5; -5]的数值解1. 运行代码：2. 运行结果：21x 21x 21e x 2x e x x 2--=+-=-（2）符号法（solve ）的符号结果用eval 或double 转化为数值结果.1. 运行代码：2. 运行结果：4. 解二阶微分方程 (第四数值和五章符号 )⎪⎩⎪⎨⎧===++6)0(',0)0(09322y y y dx dy dx y d（1）数值ode 求特解，用plot (x,y) 画t 在[0,10]范围内（x ，y ）数值曲线 1. 运行代码：2. 运行结果：（2）符号运算dsolve求通解，用ezplot画t在[0,10]范围内（x，y）符号曲线1. 运行代码：2. 运行结果：5. 三维绘图（第六章）已知：x和y都在[-8,8]范围内，采用subplot(3,1,x)绘制三个子图，它们分别是用meshgrid和mesh绘制网格图、用c=contour 绘制等位线和用surf 绘制曲面图1.运行代码：2.运行结果：。