matlab试卷及答案

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2009~2010学年 第 一 学期 研究生课程考试试题 课程名称: MATLAB程序设计与应用 考试形式: 开 卷 试卷:

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专业班级: 09研究生 学号: 姓名: 命题教师:

[该项由出卷人填写] 装 订 线 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分

标准分 20 20 20 20 20 100

得 分

1. 给出迭代方程。

2111.4iiixyx

000,0xy

210.3iiyx

先编写求解方程的函数文件,然后调用该函数文件求30000个点上的x,y,最后在素有的(xi,yi)坐标处标记一个点(不要连线)绘出图形。这种图形又称为埃农(Henon)引力线图,它将迭代出来的随机点吸引到一起,最后得出貌似连贯的引力线图。

2.分别利用数值积分法、符号积分法和Simulink仿真求2x1-201I=edx2π。

3.某气象观测站测得某日6:00-18:00之间每隔2h的室内外温度(℃)如实验表1所示。

实验表1 室内外温度观测结果(℃)

时间/h 6 8 10 12 14 16 18

室内t1 18.0 20.0 22.0 25.0 30.0 28.0 24.0

室外t2 15.0 19.0 24.0 28.0 34.0 32.0 30.0

试用三次样条插值分别求出该日室内外6:30-17:30之间每隔2h各点的近似温度(℃)。

4.有一跷跷板,两板夹角为120°,左边板长尾1.5m,上面的小孩重500N,右边板长为2m,小孩重400N。求当跷跷板平衡时,左边木板与水平方向的夹角α的大小。要求先求解析解,然后给出两种解决方案。

5.某公司投资2000万元建成一条生产线。投产后,在时刻t的追加成本和追加收益分别为23()52Gttt(百万元/年),23()18Htt(百万元/年)。试确定该生产线在何时停产可获得最大利润?最大利润是多少?

1.解: 源程序如下:

x(1)=0;

y(1)=0;

for i=1:30000;

x(i+1)=1+y(i)-1.4*x(i)^2;

y(i+1)=0.3*x(i);

hold on

plot(x(i),y(i),’*b’)

end

埃农(Henon)引力线图如下:

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专业班级: 09研究生 学号: 姓名:

[该项由出卷人填写] 装 订 线 2.解:①数值积分法源程序代码:

X=0:0.001:1;

Y=(1/sqrt(2*pi)*exp(-X.^2/2));

trapz(X,Y)

运行结果如下:

ans =

0.3413

②符号积分法源程序代码:

x=sym('x');

f=(1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2));

I=int(f,0,1);

double(I)

运行结果如下:

ans =

0.3413

③Simulink仿真

3.解:源程序如下:

h=6:2:18;

x=6.5:2:17.5;

t1=[18.0 20.0 22.0 25.0 30.0 28.0 24.0];

t2=[15.0 19.0 24.0 28.0 34.0 32.0 30.0];

T1=interp1(h,t1,x,'spline')

T2=interp1(h,t2,x,'spline')

运行结果如下:

T1 =

18.5020 20.4986 22.5193 26.3775 30.2051 26.8178

T2 =

15.6553 20.3355 24.9089 29.6383 34.2568 30.9594

4.解:①方案一:迭代法源程序如下

for alpha=0:0.001:pi/3;

if 750*cos(alpha)-800*cos(pi/3-alpha)>10e-6

continue

end

break

end

alpha

cos(alpha)

运行结果如下:

alpha =

0.4680

ans =

0.8925

②方案二:曲线相交法源程序如下

alpha=0:pi/1000:pi/3;

y1=750*cos(alpha);

y2=800*cos(pi/3-alpha);

plot(alpha,y1,'g-',alpha,y2,'r')

grid on

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专业班级: 09研究生 学号: 姓名:

[该项由出卷人填写] 装 订 线 运行得到的效果图如下:

该图放大后可大致得到alpha和cos(alpha)的值,见下图:

5.解:构造函数f(t)=H(t)-G(t)=13-t-3t2/3=0 ;

令t1/3=x,则f(t)=-t3-3t2+13

可得矩阵P=[-1,-3,0,13] 求最佳生产时间的源程序如下:

p=[-1,-3,0,13];

x=roots(p);

t=x.^3

运行结果如下:

t =

3.6768 +21.4316i

3.6768 -21.4316i

4.6465

再分别将t的三个值带入函数f(t),比较大小后,得到最大利润与最佳生产时间。

求最大利润的程序代码如下:

① t=3.6768 +21.4316i;

x=0:0.01:t;

y=13-x-3*x.^(2/3);

trapz(x,y)

运行结果: ans =

25.2583

② t=3.6768 -21.4316i;

x=0:0.01:t;

y=13-x-3*x.^(2/3);

trapz(x,y)

运行结果: ans =

25.2583

③ t=4.6465;

x=0:0.01:t;

y=13-x-3*x.^(2/3);

trapz(x,y)

运行结果: ans =

26.3208

比较以上三组数据,可知最佳生产时间t=4.6465年,可获得的最大利润 26.3208(百万元/年)。