中南大学matlab课后习题

matlab课后习题答案（附图）习题2.1画出下列常见曲线的图形y （1）⽴⽅抛物线3x命令：syms x y;ezplot('x.^(1/3)')(2)⾼斯曲线y=e^(-X^2);命令：clearsyms x y;ezplot('exp(-x*x)')(3)笛卡尔曲线命令：>> clear>> syms x y;>> a=1;>> ezplot(x^3+y^3-3*a*x*y)(4)蔓叶线命令：>> clear>> syms x y;>> a=1ezplot(y^2-(x^3)/(a-x))(5)摆线:()()tsin-=,=-by1命令：>> clear>> t=0:0.1:2*pi;>> x=t-sin(t);>>y=2*(1-cos(t)); >> plot(x,y)7螺旋线命令：>> clear >> t=0:0.1:2*pi; >> x=cos(t); >> y=sin(t); >> z=t;>>plot3(x,y,z)(8)阿基⽶德螺线命令：clear>> theta=0:0.1:2*pi;>> rho1=(theta);>> subplot(1,2,1),polar(theta,rho1)(9) 对数螺线命令：cleartheta=0:0.1:2*pi;rho1=exp(theta);subplot(1,2,1),polar(theta,rho1)(12)⼼形线命令：>> clear >> theta=0:0.1:2*pi; >> rho1=1+cos(theta); >> subplot(1,2,1),polar(theta,rho1)练习2.21. 求出下列极限值（1）nnn n3→命令：>>syms n>>limit((n^3+3^n)^(1/n)) ans = 3（2）)121(lim n n n n ++-+∞→命令：>>syms n>>limit((n+2)^(1/2)-2*(n+1)^(1/2)+n^(1/2),n,inf) ans = 0（3）x x x 2cot lim 0→命令：syms x ；>> limit(x*cot(2*x),x,0) ans = 1/2 （4）)(coslimcm xx ∞→命令：syms x m ； limit((cos(m/x))^x,x,inf) ans = 1（5）)111(lim 1--→exx x命令：syms x>> limit(1/x-1/(exp(x)-1),x,1) ans =(exp(1)-2)/(exp(1)-1) （6）)(2lim x x xx -+∞>> limit((x^2+x)^(1/2)-x,x,inf)ans = 1/2练习2.41. 求下列不定积分，并⽤diff 验证：（1）+x dxcos 1>>Clear >> syms x y >> y=1/(1+cos(x)); >> f=int(y,x) f =tan(1/2*x) >> y=tan(1/2*x); >> yx=diff(y ,x); >> y1=simple(yx) y1 =1/2+1/2*tan(1/2*x)^2 (2)+exdx1clear syms x yy=1/(1+exp(x));f=int(y,x) f =-log(1+exp(x))+log(exp(x)) syms x yy=-log(1+exp(x))+log(exp(x)); yx=diff(y,x); y1=simple(yx) y1 = 1/(1+exp(x)) (3)dx x x ?sin 2syms x yy=x*sin(x)^2; >> f=int(y,x) f =x*(-1/2*cos(x)*sin(x)+1/2*x)-1/4*cos(x)^2-1/4*x^2 clearsyms x y y=x*(-1/2*cos(x)*sin(x)+1/2*x)-1/4*cos(x)^2-1/4*x^2; yx=diff(y,x); >> y1=simple(yx) y1 = x*sin(x)^2 (4)xdx ?sec3syms x y y=sec(x)^3;f=int(y,x) f =1/2/cos(x)^2*sin(x)+1/2*log(sec(x)+tan(x)) clear syms x yy=1/2/cos(x)^2*sin(x)+1/2*log(sec(x)+tan(x)); yx=diff(y,x); y1=simple(yx) y1 =1/cos(x)^32. 求下列积分的数值解 1）dx x-10clearsyms xy=int(x^(-x),x,0,1) y =int(x^(-x),x = 0 .. 1) vpa(y,10) ans =1.291285997 2）xdx e x cos3202?πclearsyms xy=int(exp(2*x)*cos(x)^3,x, clear syms xy=int((1/(2*pi)^(1/2))*exp(-x^2/2),x,0,1) y =7186705221432913/36028797018963968*erf(1/2*2^(1/2))*2^(1/2)*pi^(1/0,2*pi) y =22/65*exp(pi)^4-22/65vpa(ans,10)(3)dx xe21221-π>> clear >> syms x>> y=int(1/(2*pi)^(1/2)*exp(-x^2/2),0,1); >> vpa(y,14) ans =.341344746068552（4）>> clear >> syms x>> y=int(x*log(x^4)*asin(1/x^2),1,3); Warning: Explicit integral could not be found. > In sym.int at 58 >> vpa(y,14) ans = 2.45977212823752（5） >> clear >> syms x1判断下列级数的收敛性，若收敛，求出其收敛值。

第2章MATLAB概论1、与其他计算机语言相比较，MA TLAB语言突出的特点是什么？答：起点高、人机界面适合科技人员、强大而简易的作图功能、智能化程度高、功能丰富，可扩展性强.2、MA TLAB系统由那些部分组成？答：开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功能、应用程序接口3、安装MATLAB时，在选择组件窗口中哪些部分必须勾选，没有勾选的部分以后如何补安装？答：在安装MATLAB时，安装内容由选择组件窗口中各复选框是否被勾选来决定，可以根据自己的需要选择安装内容，但基本平台（即MATLAB选项）必须安装.第一次安装没有选择的内容在补安装时只需按照安装的过程进行，只是在选择组件时只勾选要补装的组件或工具箱即可.4、MATLAB操作桌面有几个窗口？如何使某个窗口脱离桌面成为独立窗口？又如何将脱离出去的窗口重新放置到桌面上？答：在MATLAB操作桌面上有五个窗口，在每个窗口的右下角有两个小按钮，一个是关闭窗口的Close 按钮，一个是可以使窗口称为独立的Undock按钮，点击Undock按钮就可以使该窗口脱离桌面称为独立窗口，在独立窗口的view菜单中选择Dock，菜单项就可以将独立的窗口重新防止的桌面上.5、如何启动M文件编辑/调试器？答：在操作桌面上选择“建立新文件”或“打开文件”操作时，M文件编辑/调试器将被启动.在命令窗口中键入edit命令时也可以启动M文件编辑/调试器.6、存储在工作空间中的数组能编辑吗？如何操作？答：存储在工作空间的数组可以通过数组编辑器进行编辑：在工作空间浏览器中双击要编辑的数组名打开数组编辑器，再选中要修改的数据单元，输入修改内容即可.7、命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外，还有什么用途？答：命令历史窗口除了用于查询以前键入的命令外，还可以直接执行命令历史窗口中选定的内容、将选定的内容拷贝到剪贴板中、将选定内容直接拷贝到M文件中.8、如何设置当前目录和搜索路径，在当前目录上的文件和在搜索路径上的文件有什么区别？答：当前目录可以在当前目录浏览器窗口左上方的输入栏中设置，搜索路径可以通过选择操作桌面的file菜单中的Set Path菜单项来完成.在没有特别说明的情况下，只有当前目录和搜索路径上的函数和文件能够被MATLAB运行和调用，如果在当前目录上有与搜索路径上相同文件名的文件时则优先执行当前目录上的文件，如果没有特别说明，数据文件将存储在当前目录上.9、在MA TLAB中有几种获得帮助的途径？答：（1）帮助浏览器：选择view菜单中的Help菜单项或选择Help菜单中的MATLAB Help菜单项可以打开帮助浏览器.（2）help命令：在命令窗口键入“help”命令可以列出帮助主题，键入“help 函数名”可以得到指定函数的在线帮助信息.（3）lookfor命令：在命令窗口键入“lookfor 关键词”可以搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数.（4）模糊查询：输入命令的前几个字母，然后按Tab键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数.注意：lookfor和模糊查询查到的不是详细信息，通常还需要在确定了具体函数名称后用help命令显示详细信息.第3章 MATLAB 数值运算3.1在MA TLAB 中如何建立矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡194375，并将其赋予变量a ？ 答：在Command Window 窗口输入操作:>> a=[5 7 3;4 9 1]3.2有几种建立矩阵的方法？各有什么优点？ 答：（1）直接输入法，如a=[1 2 3 4]，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.3.3在进行算术运算时，数组运算和矩阵运算各有什么要求？答：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.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

的491操作题集操作题1 《Matlab与科学计算》P28 例2.1要求计算水在温度为0℃，20℃，40℃，60℃，80℃时的黏度，已知水的黏度随/(1+at+bt2)温度的变化公式为μ=μ为0℃水的黏度，值为1.758*10-3。

其中μ要求分别以长短格式显示计算结果。

操作题2 《Matlab与科学计算》P31 例2.2数值数组【1：5】和字符串转换示例。

操作题3《Matlab与科学计算》P44 例2.9比较用左除和右除法分别求解恰定方程的解。

操作题4 《Matlab与科学计算》 P48 例2.14计算矩阵magic(3)的指数，并比较不同函数的结果。

指数运算expm(a)操作题5 《Matlab与科学计算》 P50 例2.18计算下面矩阵[-149 -50 -154；537 180 546；-27 -9 -25]的特征值条件数。

特征值函数condeig(A)操作题6《Matlab与科学计算》P62 例2.29对矩阵a = 1 1 1 11 2 3 41 3 6 101 4 10 20 进行三角抽取使之分别变成0 0 0 0 1 1 1 01 0 0 0 及 123 41 3 0 0 1 3 6 101 4 10 0 1 4 10 20操作题7《Matlab与科学计算》P62 例2.30用3种方法建立向量v 为[1 2 6 20]多项式的伴随矩阵。

操作题8《Matlab与科学计算》P64 例2.31已知a=[2 1 -3 -1；3 1 0 7；-1 2 4 -2；1 0 -1 5]；求该矩阵的3次方及数组的3次方。

操作题9《Matlab与科学计算》P66 例2.32 数组逻辑运算演示。

已知a=[1:3；4：6；7：9]，b=[0 1 0；1 0 1；0 0 1]， x=5, y=ones （3）*5,求x<=a，ab=a&b，～b操作题10《Matlab与科学计算》P71 例2.41对多项式p =[2 -5 6 -1 9]求根，计算其在x=3的值，进行微分计算并写出其表达式。

（完整版）MATLAB）课后实验答案[1]实验⼀ MATLAB 运算基础1. 先求下列表达式的值，然后显⽰MATLAB ⼯作空间的使⽤情况并保存全部变量。

(1) 0122sin 851z e =+(2) 21ln(2z x =，其中2120.455i x +??=?- (3) 0.30.330.3sin(0.3)ln , 3.0, 2.9,,2.9,3.022a a e e az a a --+=++=--L (4) 2242011122123t t z t t t t t ?≤=-≤，其中t =0:0.5:2.5 解：4. 完成下列操作：(1) 求[100,999]之间能被21整除的数的个数。

(2) 建⽴⼀个字符串向量，删除其中的⼤写字母。

解：(1) 结果：(2). 建⽴⼀个字符串向量例如：ch='ABC123d4e56Fg9';则要求结果是：实验⼆ MATLAB 矩阵分析与处理1. 设有分块矩阵33322322E R A O S=?，其中E 、R 、O 、S 分别为单位矩阵、随机矩阵、零矩阵和对⾓阵，试通过数值计算验证2 2E R RS A O S +??=。

解: M ⽂件如下；5. 下⾯是⼀个线性⽅程组：1231112340.951110.673450.52111456x x x ??=???(1) 求⽅程的解。

(2) 将⽅程右边向量元素b 3改为0.53再求解，并⽐较b 3的变化和解的相对变化。

(3) 计算系数矩阵A 的条件数并分析结论。

解： M ⽂件如下：123d4e56g9实验三选择结构程序设计1. 求分段函数的值。

2226035605231x x x x y x x x x x x x ?+-<≠-?=-+≤<≠≠??--?且且及其他⽤if 语句实现，分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y 值。

解：M ⽂件如下：2. 输⼊⼀个百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E。

中南大学matlab课后习题（10）Unit 1实验内容1.答：用help命令可以查询到自己的工作目录。

输入help命令：help <函数名>2.答：MATLAB的主要优点：通过例1-1至例1-4的验证，MATLAB的优点是MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，使得矩阵运算变得非常简捷，方便，高效。

还提供了丰富的数值计算函数。

MATLAB绘图十分方便，只需输入绘图命令，MATLAB便可自动绘出图形。

3.答：INV(X) is the inverse of the square matrix X。

A warning message is printed if X is badly scaled or nearly singular. PLOT(X,Y) plots vector Y versus vector X. If X or Y is a matrix, then the vector is plotted versus the rows or columns of the matrix, whichever line up. If X is a scalar and Y is a vector, length(Y) disconnected points are plotted. PLOT(Y) plots the columns of Y versus their index. If Y is complex, PLOT(Y) is equivalent to PLOT(real(Y),imag(Y)).In all other uses of PLOT, the imaginary part is ignored. For vectors, MAX(X) is the largest element in X. For matrices,MAX(X) is a row vector containing the maximum element from each column. For N-D arrays, MAX(X) operates along the first non-singleton dimension. [Y,I] = MAX(X) returns the indices of the maximum values in vector I. If the values along the first non-singleton dimension contain more than one maximal element, the index of the first one is returned. ROUND(X) rounds the elements of X to the nearest integers. MAX(X,Y) returns an array the same size as X and Y with the largest elements taken from X or Y. Either one can be a scalar。

第十一章实验指导1，(1)(2)2，M文件的函数为：function x=f(t)x=(8*1/(pi^2))*(cos(2*pi*t)+(1/9)*cos(3*2*pi*t)+(1/25)*cos(5*2*pi*t))3,4,5,5，限幅：function [sys,x0,str,ts]=xianSfun(t,x,u,flag,max,min) switch flag,case 0sizes= simsizes;sizes.NumContStates = 0;sizes.NumDiscStates = 0;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 1;sizes.NumSampleTimes = 1;sys= simsizes(sizes);str =[];x0 =[];ts =[-1 0];case 3if u>maxsys=max;elseif u<minsys=min;elsesys=u;endcase{1,2,4,9}sys=[];otherwiseerror(['Unhandled flag=',num2str(flag)]); end绝对值：function [sys,x0,str,ts]=abs(t,x,u,flag)switch flagcase 0sizes= simsizes;sizes.NumContStates = 0;sizes.NumDiscStates = 0;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 1;sizes.NumSampleTimes = 1;sys= simsizes(sizes);str = [];x0 =[];ts =[0 0];case 3if u>0sys=u;else u<0sys=-u;endcase {1,2,4,9}sys=[];otherwiseerror(['Unhandled flag=',num2str(flag)]);end思考练习：1，两个主要功能Simu仿真和Link连接即该软件；天价模块——模块编辑——模块的连接——模块的参数和属性设置——设置仿真参数——启动系统仿真与仿真结果分析2，适用sinks模块库中的Scope模型或其他显示模块来观察有关信号的变化曲线，也可以将结果存放在MATLAB中的工作空间，工艺后处理和使用。

习题 11. 执行下列指令，观察其运算结果, 理解其意义： (1) [1 2;3 4]+10-2i(2) [1 2; 3 4].*[0.1 0.2; 0.3 0.4] (3) [1 2; 3 4].\[20 10;9 2] (4) [1 2; 3 4].^2 (5) exp([1 2; 3 4]) (6)log([1 10 100]) (7)prod([1 2;3 4])(8)[a,b]=min([10 20;30 40]) (9)abs([1 2;3 4]-pi)(10) [1 2;3 4]>=[4,3;2 1](11)find([10 20;30 40]>=[40,30;20 10])(12) [a,b]=find([10 20;30 40]>=[40,30;20 10]) (提示：a 为行号，b 为列号) (13) all([1 2;3 4]>1) (14) any([1 2;3 4]>1) (15) linspace(3,4,5) (16) A=[1 2;3 4];A(:,2)2. 执行下列指令，观察其运算结果、变量类型和字节数，理解其意义： (1) clear; a=1,b=num2str(a),c=a>0, a= =b, a= =c, b= =c (2) clear; fun='abs(x)',x=-2,eval(fun),double(fun)3. 本金K 以每年n 次，每次p %的增值率(n 与p 的乘积为每年增值额的百分比)增加，当增加到rK 时所花费的时间为)01.01ln(ln p n rT +=(单位：年)用MA TLAB 表达式写出该公式并用下列数据计算：r =2, p =0.5, n =12.4．已知函数f (x )=x 4-2x 在(-2, 2)内有两个根。

取步长h =0.05, 通过计算函数值求得函数的最小值点和两个根的近似解。

１求函数在指定点的导数值()232123,1,2,3 026x x xf x x x xx==>> syms x>＞ a=[x x^2 x^3；1 2*x ３*x^２;0 2 ６＊ｘ]; >＞ f＝deｔ(a);>> diff（f,1)ans =6＊x^2＞＞ diff(ｆ,2)ans =１2*x>> diff(f,3)aｎs ＝122 符号法求下列函数的导数或积分1）y＝ｘ１０+1０x+ｌogx1０,求y’f=（'x＾10＋10^x+log(1０）/log(x)'）f ＝x＾１0+10^ｘ+log(1０)/log(x)>> diff(f)ans ＝10*x^９+10＾x＊log（１0)-log(10)/ｌog(x）^2／x2）y=lｎ(１+ｘ), 求ｙ’’∣x=1f=(＇lｏg(1+x)／ｌｏg（e)＇)f =log(１+x）/ｌog(e)>> ｄiff(f，1,２)ans =-１／（1+x)^2/ｌog（ｅ）３) y=e x/ｃosx,求y’ｆ=(＇ｅxｐ(x)／ｃos(x）＇）f =exp(ｘ）/cos(x)>> diff（ｆ)ans =ｅｘp(x)/coｓ(x)+eｘp(x）/cos(x）^2*siｎ(x)４)functｉoｎｆ=fun0(t)f＝ｔ*sin(t)int('fｕn0','0'，'pｉ＇）aｎs =1／2*ｐi^2５) 已知函数z=ｓiｎ（xy), 计算sｙms x y>＞ｚ=('siｎ（x*y）'）z =ｓｉn(x*ｙ)>> difｆ(difｆ(z，ｙ,2)，ｘ)ans =-cos(ｘ*y)*y*ｘ^２－2*ｓin(x*y)＊ｘ3 用数值方法求定积分１）fｕncｔioｎｆ＝ｆuｎ(ｘ）f=x.^２.＊sqrｔ(２．*ｘ.^２+３）ｑuaｄ('fun＇，1,5)ａns ＝232.80572）fｕncｔion f=ｆｕn(x)f=ｘ．/ｓin（ｘ).^２quad(＇ｆun',pｉ/4,ｐi/３)ans =0.38354 已知数据［x,ｙ］如下表,试求２次拟合多项式f(x）,然后求x=0.0５，0.25,0.４５，０.6５，０．8５,1.０5各点的函数近似值，并绘出拟合曲线及求得的函数点。