matlab上机实验题

MATLAB上机实验练习题及答案09级MATLAB上机实验练习题1、给出一个系数矩阵A[2 3 4;5 4 1;1 3 2]，U=[1 2 3]，求出线性方程组的一个精确解。

2、给出两组数据x=[0 0.3 0.8 1.1 1.6 2.3]’y=[0.82 0.72 0.63 0.60 0.55 0.50]’，我们可以简单的认为这组数据在一条衰减的指数函数曲线上，y=C1+C2e-t通过曲线拟合求出这条衰减曲线的表达式，并且在图形窗口画出这条曲线，已知的点用*表示。

3、解线性方程4、通过测量得到一组数据：5、已知一组测量值6、从某一个过程中通过测量得到：分别采用多项式和指数函数进行曲线拟合。

7、将一个窗口分成四个子窗口，分别用四种方法做出多峰函数的表面图（原始数据法，临近插值法，双线性插值法，二重三次方插值法）8、在同一窗口使用函数作图的方法绘出正弦、余弦、双曲正弦、双曲余弦。

分别使用不同的颜色，线形和标识符。

9、下面的矩阵X表示三种产品五年内的销售额，用函数pie显示每种产品在五年内的销售额占总销售额的比例，并分离第三种产品的切片。

X= 19.3 22.1 51.634.2 70.3 82.4 61.4 82.9 90.8 50.5 54.9 59.1 29.4 36.3 47.010、对应时间矢量t ，测得一组矢量y采用一个带有线性参数的指数函数进行拟合，y=a 0+a 1e -t +a 2te -t ，利用回归方法求出拟合函数，并画出拟合曲线，已知点用圆点表示。

11、请创建如图所示的结构数组（9分）12、创建如图所示的元胞数组。

（9分）13、某钢材厂从1990年到2010年的产量如下表所示，请利用三次样条插值的方法计算1999年该钢材厂的产量，并画出曲线，已知数据用‘*’表示。

要求写出达到题目要求的MATLAB 操作过程，不要求计算结果。

14、在一次化学动力学实验中，在某温度下乙醇溶液中，两种化合物反应的产物浓度与反应时间关系的原始数据如下，请对这组数据进行三次多项式拟合，并画出拟合曲线，已知数据如下。

“MATLAB及其在通信中的应用”上机实验一1姓名学号班级一、MATLAB环境与帮助1．简述command window的作用。

（5分）答案:输入命令，输出结果。

具体有：（1）输入语句（2）输入变量名（3）输入系统命令/函数（4）输入.m 文件名（5）输出上述的运算结果，包括数值或图形2．（1）简述command history的作用；（2）列举出四个在command window中快速操作command history内容的快捷键。

（5分）答案：（1）存储运行过的命令，便于以后调用或修改（2）快捷键：方向键上、下、左、右。

3．简述workspace的作用，并说明workspace的菜单上的五个按钮的功能。

（5分）答案：（1）列出程序创建的所有变量（2）加入新变量，打开所有变量，装载数据文件，保存空间或变量，删除变量4．简述清除command window、command history、workspace中内容的方法（5分）答案：清除command window内容：在command window键入clc清除command history内容：command history窗口上点右键，选择clear command history清除工作空间的内容：在command window键入clear5．（1）简述current directory的作用；（2）在桌面新建一个文件夹，命名为自己的学号，如（1110920101），将current directory1完成后以附件形式发送到邮箱commu_*******************。

邮件主题为“班级”加“下划线”加“姓名”加“下划线”加“实验一”，如“通信1101_姓名_实验一”，word文件名类似，如“通信1101_姓名_实验一”。

改为新建文件夹的路径，简述操作方法,并对更改后的current directory截图，填入到下面空白处。

Matlab上机实验题及参考解答目录实验一Matlab初步实验 (2)一matlab基本功能介绍 (2)二Matlab扩展功能 (2)三练习 (2)四练习题参考解答 (3)实验二概率模型实验 (5)一复习 (5)二事件的响应 (5)三Matlab中随机数字的生成与处理 (5)四练习 (5)五练习题参考解答 (5)实验三插值与拟合 (7)实验四线性规划与非线性规划 (8)4.1 实验目的 (8)4.2 实验内容 (9)4.3 综合练习 (10)4.4 课外作业 (11)实验五数值计算 (12)5.1 实验目的 (12)5.2 实验内容 (12)4.3 综合练习 (15)4.4 课外作业 (15)实验六计算机图像处理 (16)6.1 实验目的 (16)6.2 实验内容 (16)6.3 综合练习 (17)6.4 课外作业 (19)实验七综合练习 (19)7.1 实验目的 (19)7.2 实验内容 (19)7.3 综合练习 (20)7.4 课外作业 (21)实验一 Matlab 初步实验 一 matlab 基本功能介绍1 编程环境2语法规范：for … end; if …else if …end; 3 矩阵运算 4 图形绘制二 Matlab 扩展功能1 编程练习：(1) 绘出序列kk x x r r 0(1),0.2083=+=；(2) 绘出曲线rtx t x e t 0(),0=>2 扩展功能(1) 矩阵中全部数据、部分数据的截取、更改； (2) 矩阵的初始化与赋值如：A=zeros(5,5); A(2:2:)=[1,2 3 4 5] 3 微积分基础(见实验4) 符号计算三 练习(课上编程完成下列练习，课后上机验证) 1 求和S=1+2+3+…+100; 2 求和e 1111!2!10!1...=++++3求和S 1112310!1...=++++4设A 234576138⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦, 求A 的逆、特征值和特征向量；验证Ax=λx 5 画函数图()011mrtm x x t x e x -=⎛⎫+- ⎪⎝⎭6 展开 (x-1)(x-2)…(x-100)7 因式分解 x 8—y 8; 因数分解200520068 求极限312lim +∞→⎪⎭⎫⎝⎛++n n n n9 )](sin[cos 22x x y += 求dxdy10 求积分x xdx 10ln ⎰11 求积分3⎰并且画出所求的平面区域12 设x+2y=1, 2x+3y=6, y=2x 2, 画出各个方程图形，求出曲线交点.四 练习题参考解答%MatlabTrain1.m clear all % 2nd e=1; temp=1; for I=1:1:10temp=temp*I; e=e+1/temp; end e%%%%%%%%%%% clear all % 3nd S=0; temp=1;for I=1:1:100temp=temp*I; endfor J=1:1:temp S=S+1/J; end S%%%%%%%%%%%%%% clear all % 11ndx=linspace(0,4); y=1./sqrt(x.^5+1); plot(x,y) for t=1:0.1:3yt=1./sqrt(t.^5+1);hold online([t,t],[0,yt]);end%fill(t,yt,'b') %%%%%%%%%%%%% clear all% 12ndx=linspace(-2,2);y=[0.5-0.5*x; 2-2/3.*x; 2*x.^2]; plot(x,y)grid实验二概率模型实验一复习1 小结上次编程练习中存在的问题，讲述部分习题答案2 画图命令介绍：line二事件的响应(1) 获取鼠标的位置%MatlabTrain2.mclear all% 鼠标响应p=ginput(3)plot(p(:,1),p(:,2),'r*')(2) 键盘输入相应t=input('How many apples? t=');m=t+3三Matlab中随机数字的生成与处理1 随机数的生成2 产生随机数字3 产生某区间的整数4 生日模拟问题的Montecaro法设计技术、思路学生尝试编程四练习(1) 编程验证人数在不同年龄段的生日的概率计算(2) 编程实现游戏”聪明伶俐100分”(3) 编程实现两家电影院的座位数问题(4) 编程实现某图形面积的计算五练习题参考解答(1) 生日问题程序示例：%birthPro.mn=0;nStudents=30;for I=1:1000 %how many times testy=0;x=1+floor(365*rand(1,nStudents));%get nStudents random numbersfor J=1:nStudents-1for K=J+1:nStudentsif x(J)==x(K)y=1;break;endendendn=n+y;%count, n times of that there are two people's dirthday in the same dayendfreq=n/I % caculating the frequently(2) 编程实现游戏”聪明伶俐100分”参考答案%MatlabTrain2.mclear all% 鼠标响应x=floor(10*rand(1,4))t=input('填入四个数字[n1 n2 n3 n4]=');flag=0;A=0;B=0;for I=1:1:8flag=flag+1;A=0;B=0;if t==xswitch flagcase 1disp('聪明绝顶！');case 2disp('聪明！');case 3disp('有点聪明！');case 4disp('还可以！');case 5disp('聪明伶俐100分！');case 6disp('聪明伶俐90分！');case 7disp('聪明伶俐85分！');case 8disp('聪明伶俐80分！');otherwisedisp('赫赫！');endbreak;endfor J=1:1:4for K=1:1:4if x(J)==t(K) & J==KA=A+1;else if x(J)==t(K) & J~=KB=B+1;endendendends='AABB';s(1)=INT2STR(A);s(3)=INT2STR(B);disp(s);t=input('不重复填入四个数字[n1 n2 n3 n4]=');endif flag>0disp('太烂了! 正确答案是:');xend实验三插值与拟合一复习讲述聪明伶俐100分的编程中的问题二插值三拟合课堂练习2 某之股票价格from 2003 09 01 to 2004 01 02，试进行插值、拟合%TimerS.m%from 2003 09 01 to 2003 01 02clear all;dataST=[15.09 14.7514.95 14.722.88 21.8619.82 19.09];plot(dataST)四课外练习112）进行多项式拟合，求出拟合多项式，并求出多项式在t=4, 5处的值.实验四线性规划与非线性规划4.1 实验目的1 用Matlab求解线性规划2 用Matlab求解非线性规划4.2 实验内容4.2.1 线性规划求解实用格式：x=lp(c, A, b, xLB,xUB,x0,nEq)可以求解下列线性规划模型：min f=c’xs.t. Ax=<=b(其中前nEq个约束为等式约束,即等式约束的个数，其余是不等式约束<=) xLB<=x<=xUB函数中x0参数是算法迭代的初始点，任意取值例1 求解下列线性规划1）123123123123min2..360210200,1,2,3jz x x xs t x x xx x xx x xx j=--+⎧⎪++≤⎪⎪-+≤⎨⎪+-≤⎪≥=⎪⎩，2）1235635623416367min..3621060,1,,7jz x x x x xs t x x xx x xx xx x xx j=-++-⎧⎪++=⎪⎪+-=⎪⎨-+=⎪⎪++=⎪≥=⎪⎩例1求解示例c=[-2 -1 1]';%book page 72 Number 16-1A=[3 1 1;1 -1 2;1 1 -1];b=[60 10 20]';xlb=[0 0 0]';xub=[inf inf inf]';x0=[0 0 0]'; x=lp(c,A,b,xlb,xub,x0,0)% x=(15 5 0)'例2 求解示例c2=[1 -1 1 0 1 -1 0]';%book page 72 Number 16-3A2=[0 0 3 0 1 1 0;...0 1 2 -1 0 0 0;...-1 0 0 0 0 1 0;...0 0 1 0 0 1 1];b2=[6 10 0 6]';xlb2=[0 0 0 0 0 0 0]';xub2=[inf inf inf inf inf inf inf]';x02=[0 0 0 0 0 0 0]';x2=lp(c2,A2,b2,xlb2,xub2,x02,4)% unbounded4.2.2 非线性规划1）命令格式1：[X, OPTIONS]=constr(‘FUN’, X, OPTIONS,VLB,VUB)2）命令格式2：X=FMINCON(FUN,X0,A,B,Aeq,Beq)% minimizes FUN subject to the linear equalities% Aeq*X = Beq as well as A*X <= B. (Set A=[] and B=[] if no inequalities exist.)例2 求解非线性规划y x x x x s t x3211221min22 ..1=++-≤-求解示例%unconop.mfunction y=unconop(x)y=x(1).^3+2*x(1).*x(2)+2*x(2).^2;%book page 148 ex.7-1 后建立调用函数xx=fmincon('unconop',[0 0]',[-1 0],-1,[],[])%book page 148 ex.7-1 4.3 综合练习学生独立编写程序，求解一个含有2个变量的线性规划问题，要求：1)编写程序，把可行域画上阴影；2)求出最优解，在可行域上标出最优解；3)求出基本解，并在上图中表示出来；4)求出基本可行解，观察单纯形方法迭代时，顶点的变化.可行域画图与表出阴影示例：syms x y[u(1),v(1)]=solve('y=x+2','y=2*x');%求出交点坐标[u(2),v(2)]=solve('y=-x+2','y=2*x');[u(3),v(3)]=solve('y=x+2','y=-x+2');x=linspace(0,3,5); %直线作图y=[2*x;-x+2;x+2];line(x,y); gridpatch(double(u),double(v),'b'); 运行结果：4.4 课外作业1 求解线性规划131223min ..250.530,1,2,3i x x s t x x x x x i +⎧⎪+≤⎪⎨+=⎪⎪≥=⎩ （1） 求解线性规划；x *=()（2） 目标函数中c 1由1变为（-1.25）时求最优解；（3） 目标函数中c 1由1变为（-1.25），c 3由1变为2时求最优解；（4） 约束条件中53b ⎛⎫= ⎪⎝⎭变为21b -⎛⎫'= ⎪⎝⎭时，求解；（5） 约束条件中53b ⎛⎫= ⎪⎝⎭变为23b ⎛⎫'= ⎪⎝⎭时，求解[刁在筠，运筹学（第二版），高等教育出版社，2004，01 p74第20题]2 求解非线性规划y x x x x x x x 3221122233min 2223=++++ 注：无约束非线性规划问题, 命令：fminunc子函数% unconop.mfunction y=unconop(x)y=x(1).^2+2*x(1).*x(2)+2*x(2).^2+2*x(2).*x(3)+3*x(3).^2;%book page 148 ex.7-1 主函数：xx=fminunc('unconop',[0.1 0.1 1]')思考：绘出两个变量的线性规划问题的可行域、标出可行的整数解和求出可行解；演示单纯形方法的迭代过程，如j z x x s t x x x x x j 121212min 2..360200,1,2=--⎧⎪+≤⎪⎪+≤⎨⎪⎪≥=⎪⎩实验五 数值计算5.1 实验目的1 掌握代数数值计算2 掌握常微分方程数值计算5.2 实验内容5.2.1 关于多项式设多项式1110()n n n n p x a x a x a x a --=++++表示为110[,,,,]n n p a a a a -=1）求多项式的根 roots(p) %求出p(x)=0的解。

上机练习一参考解答一、实验目的1、 熟悉Matlab 编程2、 体会数学上恒等，算法上不一定恒等二、实验内容1． Using the Taylor polynomial of degree nine and three-digit rounding arithmetic to find an approximationto 5-e by each of the following methods.(A) ∑=--≈905!)5(n n n e , (B) ∑=-≈=9055!5/11n nn e e An approximate value of 5-e correct to three digits is 31074.6-⨯. Which formula, (A) or (B), gives the most accuracy, and why?1） 算法基础利用x e 的Taylor 公式00!!n nk x n n x x e n n ∞===≈∑∑，x -∞<<+∞ （1）及001/1/1/!!n nk x x n n x x e e n n ∞-====≈∑∑，x -∞<<+∞， （2）其中k 是根据精度要求给定的一个参数。

在本题中将k 取为9， x 取为－5或5即可由公式（1）或（2）得到5-e 的近似计算方法（A ）或（B ）。

2） 程序下述程序用公式（A ）及（B ）分别在Matlab 许可精度下及限定在字长为3的算术运算情况下给出5-e的近似计算结果，其中results_1, results_2为用方法（A ）在上述两种情况下的计算结果，err_1, err_2为相应的绝对误差；类似的，results_3, results_4为用方法（B ）在上述两种情况下的计算结果，err_3, err_4为相应的绝对误差；具体程序如下：% Numerical Experiment 1.1 % by Xu Minghua, May 17, 2008 clc; %Initialize the data x=-5; k=9; m=3; %three-digit rounding arithmetic %------------------------------------ % Compute exp(x) by using Method (A) % with the computer precision results_1=1; power_x=1; for i=1:k factor_x=x/i; power_x=power_x*factor_x; results_1=results_1+power_x; end results_1 err_1=abs(exp(x)-results_1)%------------------------------------% Compute exp(x) by using Method (A) % with the 3-digits precisionresults_2=1;power_x=1;for i=1:kfactor_x=digit(x/i,m);power_x=digit(power_x*factor_x,m); results_2=digit(results_2+power_x,m); endresults_2err_2=abs(exp(x)-results_2)%------------------------------------% Compute exp(x) by using Method (B) % with the computer precisiont=-x;results_3=1;power_x=1;for i=1:kfactor_x=t/i;power_x=power_x*factor_x;results_3=results_3+power_x; endresults_3=1/results_3err_3=abs(exp(x)-results_3)%------------------------------------% Compute exp(x) by using Method (B) % with the 3-digits precisiont=-x; results_4=1;power_x=1;for i=1:kfactor_x=digit(t/i,m);power_x=digit(power_x*factor_x,m);results_4=digit(results_4+power_x,m); endresults_4=digit(1/results_4,m)err_4=abs(exp(x)-results_4)%------------------------------------上述主程序用到一个子程序digit.m, digit(x,m)的作用是将x四舍五入成m位数。

1.以下两种说法对吗？（1）MATLAB进行数值的表达精度与其指令窗中的数据显示精度相同。

（2）MATLAB指令窗中显示的数据有效位数不超过七位。

2.历史指令窗所记录的内容与diary指令所产生的“日志”内容有什么不同？DIARY filename causes a copy of all subsequent command window inputand most of the resulting command window output to be appended to thenamed file. If no file is specified, the file 'diary' is used.DIARY OFF suspends it.DIARY ON turns it back on.DIARY, by itself, toggles the diary state.Use the functional form of DIARY, such as DIARY('file'),when the file name is stored in a string.3.如何把用户自己的“工作目录”永久地设置在MATLAB的搜索路径上？“位于搜索路径上的目录”与“当前目录”在MATLAB中的功用相同吗？4.如何向MATLAB工作空间输入一个含有100个左右元素的一维或二维数值数组？用直接键入法？用数组编辑器？用M文件编辑器？5.运用数组算术运算符去掉下面程序里的for/end循环：x=11:15for k=1:length(x)z(k)=x(k)^2+2.3*x(k)^0.5;endx=11:15 z1=x.^2+2.3*x.^0.56.不使用数组算术运算符，重写下面的程序代码：x=[2 1 4]z=1./(1+x.^2)x=2;k=1;while i<=4,z2(k)=1/(1+i^2);i=i+1;x=x+1;end7．某公司销售电脑打印机的价格方案如下：（）如果顾客只买一台打印机，则一台的基本价格为$150。

1 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。

输出全部水仙花数。

for m=100:999m1=fix(m/100); %求m的百位数字m2=rem(fix(m/10),10); %求m的十位数字m3=rem(m,10); %求m的个位数字if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend2.从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值和它们之和。

sum=0;n=0;val=input('Enter a number (end in 0):');while (val~=0)sum=sum+val;n=n+1;val=input('Enter a number (end in 0):');endif (n > 0)summean=sum/nend3. 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。

求[1,500]之间的全部完数。

for m=1:500s=0;for k=1:m/2if rem(m,k)==0s=s+k;endendif m==sdisp(m);endend4. 从键盘上输入数字星期，在屏幕上显示对应英文星期的单词。

function weekn=input('input the number:');if isempty(n)errror('please input !!')endif n>7|n<1error('n between 1 and 7')endswitch ncase 1disp('Monday')case 2disp('Tuesday')case 3disp('Wednesday')case 4disp('Thursday')case 5disp('Friday')case 6disp('Saturday')case 7disp('Sunday')end5. 某公司销售电脑打印机的价格方案如下：（）如果顾客只买一台打印机，则一台的基本价格为$150。

实验1 Matlab 初步一、问题已知矩阵A 、B 、b 如下：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------------=031948118763812654286174116470561091143A ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=503642237253619129113281510551201187851697236421B []1187531=b应用Matlab 软件进行矩阵输入及各种基本运算。

二、实验目的学会使用Matlab 软件构作已知矩阵对应的行（列）向量组、子矩阵及扩展矩阵，实施矩阵的初等变换及线性无关向量组的正交规范化，确定线性相关相关向量组的一个极大线性无关向量组，且将其余向量用极大线性无关向量组线性表示，并能编辑M 文件来完成所有的实验目的。

三、预备知识1、 线性代数中的矩阵及其初等变换、向量组的线性相关性等知识。

2、 Matlab 软件的相关命令提示如下；（1） 选择A 的第i 行做一个行向量：ai=A(i,:)；（2） 选择A 的第j 行做一个列向量：ai=A(j,:)；（3） 选择A 的某几行、某几列上的交叉元素做A 的子矩阵：A([行号],[列号])；（4） n 阶单位阵：eye(n)；n 阶零矩阵：zeros(n)；（5） 做一个n 维以0或1为元素的索引向量L ，然后取A(:,L)，L 中值为1的对应的列将被取到。

（6） 将非奇异矩阵A 正交规范化，orth(A) ；验证矩阵A 是否为正交阵，只需做A*A'看是否得到单位阵E 。

（7） 两个行向量a1和a2的内积：a1*a2'。

（8） 让A 的第i 行与第j 列互换可用赋值语句：A([i,j],:)=A([j,i],:)；（9）让K乘以A的第i行可用赋值语句：A(i,:)=K*A(i,:)；（10）让A的第i行加上第j行的K倍可用赋值语句：A(i,:)=A(i,:)+K*A(j,:)；（11）求列向量组的A的一个极大线性无关向量组可用命令：rref(A)将A化成阶梯形行的最简形式，其中单位向量对应的列向量即为极大线性无关向量组所含的向量，其它列向量的坐标即为其对应向量用极大线性无关组线性表示的系数。