2022年MATLAB程序设计方案与应用实验参考答案.docx

精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习MATLAB 程序设计与应用（其次版）试验参考答案% 试验一 MATLAB 运算基础%第一题%（ 1 ） z1=2*sin85*pi/180/1+exp2欢迎下载精品学习资源%（ 2 ）x=2,1+2i；-0.45,5；z2=0.5*logx+sqrt1+x.2%3a=-3.0:0.1:3.0；z3=exp0.3*a-exp-0.3*a/2.*sina+0.3+log0.3+a/2%4t=0:0.5:2.5；z4=t.2.*t>=0&t<1+t.2-1.*t>=1&t<2+t.2-2*t+1.*t>=2&t<3%其次题A=12 34 -4；34 7 87；3 65 7；B=1 3 -1；2 0 3；3 -2 7；A+6*BA-B+eyesizeA A*BA.*BA3 A.3A/B BA A,BA1,3,:%第三题；B2A=1 2 3 4 524 25；6 7 8 9 10； 11 12 13 14 15；16 17 18 19 20；21 22 23B=3 0 16；17 -6 9；0 23 -4；9 7 0；4 13 11C=A*BF=sizeCD=CF1-2:F1,F2-1:F2whos%第四题%1:A=100:999；B=remA,21；C=lengthfindB=0%2:A='lsdhKSDLKklsdkl'；k=findA>='A'&A<='Z'；Ak=% 试验二 MATLAB矩阵分析与处理%第一题E=eye3；R=rand3,2；欢迎下载精品学习资源O=zeros2,3；S=diag2,3；A=E,R；O,S；A2B=E,R+R*S；O,S2%其次题H=hilb5 P=pascal5Hh=detH Hp=detP Th=condH Tp=condP%第三题 : A=fix10*rand5 H=detATrace=traceA Rank=rankA Norm=normA%第四题 :A=-29,6,18；20,5,12；-8,8,5 V,D=eigA%数学意义略%第五题方法一 :%1:A=1/2,1/3,1/4；1/3,1/4,1/5；1/4,1/5,1/6；b=0.95,0.67,0.52'；x=invA*b%2:B=0.95,0.67,0.53'；x=invA*B%3:condA%第五题方法二 : A=hilb4 A:,1=A4,:=B=0.95,0.67,0.52'；X=invA*BB1=0.95,0.67,0.53'；X1=invA*B1 N=condB N1=condB1Na=condA %矩阵 A为病态矩阵%第六题欢迎下载精品学习资源A=1,4,9；16,25,36；49,64,81B=sqrtmAC=sqrtA %sqrtm函数是以矩阵为单位进行运算，sqrt函数是以矩阵中的元素进行运算%试验三选择程序结构设计%第一题程序一x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0；y=；%建立存放全部y 值的矩阵for x0=xif x0<0&x0=-3y=y,x0*x0+x0-6；elseif x0>=0&x0<5&x0=2&x0=3y=y,x0*x0-5*x0+6；elsey=y,x0*x0-x0-1；x y%第一题程序二%输出全部 x输出全部 yx=-5,-3,1,2,2.5,3,5；y=；for a=1:7if xa<0&xa=-3y=y,xa2+xa-6；end endelseif xa>=0&xa<5&xa=2&xa=3 y=y,xa2-5*xa+6；elsey=y,xa*xa-xa-1；end end%其次题程序一 :x=input'请输入一个百分制成果：'；if x>100|x<0disp'您输入的成果不是百分制成果，请重新输入；'；elseif x<=100&x>=90 disp'A'；elseif x<=89&x>=80disp'B'；elseif x<=79&x>=70disp'C'；elseif x<=69&x>60欢迎下载精品学习资源disp'D'；elsedisp'E'；end end%其次题程序二：s=input'请输入一个成果（0 分到 100分之间）： '； %s用于存放成果while 1%判定输入成果的合理性if s<0|s>100disp'输入的成果需在 0 到 100 之间，请重新输入： ' s=input'请输入一个成果（0 分到 100 分之间）： '；elsebreak；end endswitch fixs/10%对成果做出等级判定case 9,10 disp'A'case 8disp'B' case 7disp'C' case 6disp'D' otherwisedisp'E'end%第三题n=input'请输入员工工号：'；h=input'该员工工作时数是： '；if h>120x=h-120*84*1+0.15+120*84；elseif h<60x=h*84-700；elsex=h*84；enddispnum2strn,'号员工 ','的应发工资为',num2strx；%第四题（仍可以用switch语句实现）a=fix10+99-10*rand1,2%产生两个随机整数x=a1；y=a2；t=input'请输入运算符号：','s'；if t='+'欢迎下载精品学习资源z=x+y；elseif t='-'z=x-y；elseif t='*' z=x*y；elseif t='/'z=x/y；enddispnum2strx,t,num2stry,'=',num2strz%输出运算结果%第五题a=rand5,6%产生 5x6的随机矩阵n=input'请输入您要输出矩阵的第几行：'；if n>5disp'超出了矩阵的行数，矩阵的最终一行为：' a5,:elsedisp'矩阵的第 ',num2strn,'行为： ' an,:end% 试验四 循环结构程序设计%第一题程序一s=0 ；n=input'n=.'；for i=1:ns=s+1/i/i；end PI=sqrt6*s pi%第一题程序二n=input'n=.'；a=1:n；b=1./a.2；PI=sqrt6*sumb pi%其次题y=0 ；n=1 ；whiley<3y=y+1/2*n-1；n=n+1 ；endy=y-1/2*n-1-1n=n-2欢迎下载精品学习资源%第三题 a=input'a=.'；b=input'b=.'；Xn=1 ；Xn1=a/b+Xn；n=0 ；while absXn1-Xn>1e-5 Xn=Xn1；Xn1=a/b+Xn；n=n+1；if n=500break；end endn Xn1r1=-b+sqrtb*b+4*a/2 r2=-b-sqrtb*b+4*a/2%第四题for i=1:100if i=1fi=1；elseif i=2fi=0；elseif i=3 fi=1；elsefi=fi-1-2*fi-2+fi-3；end end maxfminfsumf lengthfindf>0 lengthfindf=0 lengthfindf<0%第五题： s=0 ； n=0 ；for i=2:49b=i*i+1-1；m=fixsqrtb；for j=2:mif remb,j=0 break欢迎下载精品学习资源end endif j=mn=n+1 ；s=s+b ；endend ns% 试验五 函数文件%第一题function y=mat1x%建立函数文件mat1.my=expx,logx,sinx,cosx；%在命令窗口调用上述函数文件：y=mat11+i%其次题程序一function a,b,N,M=shiyanwu2m,n,tA=m*cost*pi/180,-m,-sint*pi/180,0；m*sint*pi/180,0,cost*pi/180,0； 0,n,-sint*pi/180,0；0,0,-cost*pi/180,1；B=0,9.8*m,0,9.8*n；C=invA*B'；a=C1； b=C2； N=C3； M=C4 ；%在命令窗口调用该函数文件:m1=input'm1='；m2=input'm2='；theta=input'theta='；a1,a2,N1,N2=shiyanwu2m1,m2,theta%其次题程序二function X=mat2m1,m2,t g=9.8；A=m1*cost*pi/180,-m1,-sint*pi/180,0；m1*sint*pi/180,0,cost*pi/180,0； 0,m2,-sint*pi/180,0； 0,0,- cost*pi/180,1；B=0 ；m1*g ；0 ；m2*g；X=invA*B；%在命令窗口调用该函数文件： X=mat21,1,60%第三题function flag=mat3x欢迎下载精品学习资源flag=1；for i=2:sqrtx if remx,i=0flag=0；break；end end%在命令窗口调用该函数文件： for i=10:99j=10*remi,10+fixi/10；if mat3i&mat3j dispiend end%第四题function y=fxxy=1./x-2.2+0.1+1./x-3.4+0.01；%在命令窗口调用该函数文件： y=fx2a=1,2； 3,4；y=fxa%第五题%1function f1=mat5n f1=n+10*logn*n+5；%在命令窗口中调用该函数文件：y=mat540/mat530+mat520%2 方法一function f2=mat6n f2=0；for i=1:nf2=f2+i*i+1；end%在命令窗口中调用该函数文件如： y=mat640/mat630+mat620%2 方法二function f2=mat7n i=1:n；m=i.*i+1；f2=summ；end%在命令窗口中调用该函数文件如： y=mat740/mat730+mat720% 试验六 高层绘图操作欢迎下载精品学习资源%第一题：x=linspace0,2*pi,101；y=0.5+3*sinx./1+x.2.*cosx；plotx,y%其次题：%（ 1 ）x=linspace-2*pi,2*pi,100；y1=x.2；y2=cos2*x；y3=y1.*y2；plotx,y1,'b-',x,y2,'r:',x,y3,'y-'text4,16,'leftarrow y1=x2'；text6*pi/4,-1,'downarrow y2=cos2*x'；text-1.5*pi,-2.25*pi*pi,'uparrow y3=y1*y2'%（ 2 ）；x=linspace-2*pi,2*pi,100；y1=x.2；y2=cos2*xy3=y1.*y2；subplot1,3,1；%分区plotx,y1 title'y1=x2'；%设置标题subplot1,3,2；plotx,y2；title'y2=cos2*x'；subplot1,3,3；plotx,y3；title'y3=x2*cos2*x'；%（ 3 ）x=linspace-2*pi,2*pi,20；y1=x.2；subplot2,2,1；%分区barx,y1；title'y1=x2的条形图 '；%设置标题subplot2,2,2；stairsx,y1；title'y1=x2的阶梯图 '；subplot2,2,3；stemx,y1；title'y1=x2的杆图 '；subplot2,2,4；fillx,y1,'r'title'y1=x2；%假如少了 'r'的填充图 '；就会出错%其他的函数照样做；欢迎下载精品学习资源%第三题x=-5:0.01:5；y=；%起始设 y 为空向量for x0=xif x0<=0 %不能写成 x0=<0y=y,x0+sqrtpi/exp2； %将 x 对应的函数值放到y 中elsey=y,0.5*logx0+sqrt1+x02；end end plotx,y%第四题： a=input'a='；b=input'b='；n=input'n='；t=-2*pi:0.01:2*pi；r=a*sinb+n*t；polart,r%第五题x=linspace-5,5,21；y=linspace0,10,31；x,y=meshgridx,y； %在-5,5*0,10的范畴内生成网格坐标z=cosx.*cosy.*exp-sqrtx.2+y.2/4；subplot2,1,1；surfx,y,zsubplot2,1,2；contour3x,y,z,50；%其中 50 为高度的等级数，越大越密%第六题ezsurf'coss*cost','coss*sint','sins',0,0.5*pi,0,1.5*pi； % 利用 ezsurf隐函数shading interp %进行插值着色处理% 试验七 低层绘图操作%第一题h=figure'MenuBar','figure','color','r','WindowButtonDownFcn','disp''Left Button Pressed'''%其次题x=-2:0.01:2；y=x.2.*exp2*x； h=linex,y；seth,'color','r','linestyle',':','linewidth',2text1,exp2,'y=x2*exp2*x'%第三题 t=0:0.00001:0.001；欢迎下载精品学习资源t,x=meshgridt；v=10*exp-0.01*x.*sin2000*pi*t-0.2*x+pi；axes'view',-37.5,30；h=surfacet,x,v；title'v=10*exp-0.01*x.*sin2000*pi*t-0.2*x+pi'；xlabelCt',ylabel'x',zlabel'v'%第四题 x=0:0.01:2*pi；y1=sinx；y2=cosx；y3=tanx；y4=cotx；subplot2,2,1；plotx,y1subplot2,2,2；plotx,y2；subplot2,2,3；plotx,y3subplot2,2,4；plotx,y4；%第五题cylinder5；light'Position',0,1,1；material shiny% 试验八 数据处理与多项式运算%第一题%1A=rand1,30000；b=meanA stdA,0,2%2maxAminA%3n=0 ；for i=1:30000 if Ai>0.5 n=n+1 ；endend p=n/30000%其次题%1欢迎下载精品学习资源A=45+51*rand100,5Y,U=maxA；a,b=minA%2m=meanAs=stdA%3sumA,2Y,U=maxansa,b=minans%4zcj,xsxh=sortans%第三题h=6:2:18；x=6.5:2:17.5；t1=18,20,22,25,30,28,24；t2=15,19,24,28,34,32,30T1=splineh,t1,x；T2=splineh,t2,x%第四题x=1:0.1:101；y1=log10x；p=polyfitx,y1,5y2=polyvalp,x；plotx,y1,':',x,y2,'-'%第五题%1p1=1,2,4,0,5；p2=1,2p3=1,2,3；p=p1+0,convp2,p3%2%为使两向量大小相同，所以补0A=rootsp%3A=-1,1.2,-1.4polyvalp,A；0.75,2,3.5；0,5,2.5；%4polyvalmp,A试验十程序：x=sym'6'；y=sym'5'；z=x+1/sqrt3+x-sqrty欢迎下载精品学习资源1 、 分解因式（1 ） 程序：syms x y；A=x4-y4；factorA（2 ） 程序：factorsym'5135' 3 、化简表达式（1 ）程序：syms beta1 beta2y=sinbeta1*cosbeta2-cosbeta1*sinbeta2 simpley（2 ）程序：syms x y=4*x2+8*x+3/2*x+1 simpley5 、用符号方法求以下极限或导数（1 ） 程序： syms xf=x*expsinx+1-2*exptanx-1/sinx limitf（2 ）程序：syms xy=sqrtpi-sqrtacosx/sqrtx+1；limitf,x,-1,'right'（3 ） 程序： syms xy=1-cos2*x/x；y1=diffy y2=diffy,x,26 、用符号方法求以下积分（1 ） 程序： syms xf=1/1+x4+x8 intf（2 ）欢迎下载精品学习资源程序：syms x f=1/asinx2*sqrt1-x2 intf（3 ）程序：syms x f=x2+1/x4+1 intf,x,0,inf（4 ）程序：syms x f=expx*1+expx2 y=intf,x,0,log2 doubley试验十一 级数与方程符号求解1. 级数符号求和；(1) 运算 ；(2) 求级数 的和函数，并求 之和；解：M 文件：clear all ；clc；n=sym'n' ；x=sym'x' ；S1=symsum1/2*n-1,n,1,10 S2=symsumn2*xn-1,n,1,infS3=symsumn2/5n,n,1,inf%vpaS3可以转化成小数运行结果：S1 = 31037876/14549535 S2 =piecewiseabsx < 1, -x2 + x/x*x - 13 S3 =15/322. 将 lnx 在 x=1 处按 5 次多项式开放为泰勒级数；解：M 文件： clear all ；clc；x=sym'x' ；f=logx ；taylorf,x,6,1 运行结果： ans =x - x - 12/2 + x - 13/3 - x - 14/4 + x - 15/5 - 13. 求以下方程的符号解；欢迎下载精品学习资源解：M 文件：clear all ；clc；x1=solve'logx+1-5/1+sinx=2' x2=solve'x2+9*sqrtx+1-1' x3=solve'3*x*expx+5*sinx-78.5'x4 y4=solve'sqrtx2+y2-100','3*x+5*y-8'运行结果：x1 = 521.67926389905839979437366649258x2 =-131/2*i*4/9*64651/2/2+2171/541/3-1/2*64651/2+2171/541/3/2- 64651/2/2 + 2171/541/3/2 - 2/9*64651/2/2 + 2171/541/3 + 1/31/3 - 64651/2/2+ 2171/541/3/2- 31/2*i*4/9*64651/2/2+ 2171/541/3- 1/2*64651/2 + 2171/541/3/2 - 2/9*64651/2/2 + 2171/541/3x3 =2.3599419584772910151699327715486x4 =12/17 - 10*212461/2/17 10*212461/2/17 + 12/17y4 =6*212461/2/17 + 20/17 20/17 - 6*212461/2/174. 求微分方程初值问题的符号解，并与数值解进行比较；解：M 文件：clear all ；clc；dsolve'D2y+4*Dy+29*y','y0=0','Dy0=15','x'运行结果：ans = 3*sin5*x/exp2*x5. 求微分方程组的通解；解：M 文件：clear all ；clc；x y z=dsolve'Dx=2*x-3*y+3*z',. 'Dy=4*x-5*y+3*z','Dz=4*x-4*y+2*z','t'运行结果：x =C1/expt + C2*exp2*t y =欢迎下载精品学习资源C1/expt + C2*exp2*t + C3/exp2*t z =C2*exp2*t + C3/exp2*t试验九 数值微积分与方程数值求解1. 求函数在指定点的数值导数；解： M 文件：clc；clear；x=1 ；i=1 ；f=inline'detx x2 x3；1 2*x 3*x2 ；0 2 6*x' ；while x<=3.01 gi=fx ；i=i+1 ；x=x+0.01 ；% 以 0.01 的步长增加，可再缩小步长提高精度end g；t=1:0.01:3.01 ；dx=diffg/0.01 ；%差分法近似求导f1=dx1%x=1的数值倒数f2=dx101%x=2的数值倒数f3=dxlengthg-1%x=3的数值倒数运行结果：f1 =6.0602f2 =24.1202f3 =54.18022. 用数值方法求定积分；1 的近似值；2解： M 文件：clc；clear；f=inline'sqrtcost.2+4*sin2*t.2+1'；I1=quadf,0,2*pi g=inline'log1+x./1+x.2'；I2=quadg,0,2*pi运行结果：3. 分别用 3 种不同的数值方法解线性方程组；解： M 文件：clc；clear；A=6 5 -2 5 ；9 -1 4 -1；3 4 2 -2； 3 -9 0 2 ；b=-4 13 1 11' ；x=Ab欢迎下载精品学习资源y=invA*b L,U=luA；z=ULb运行结果：4. 求非齐次线性方程组的通解；解： M 文件function x,y=line_solutionA,b m,n=sizeA ；y= ；if normb>0 % 非齐次方程组if rankA=rankA,b if rankA=ndisp' 有唯独解 x'；x=Ab ；elsedisp' 有无穷个解，特解x，基础解系 y'；x=Ab ；y=nullA,'r' ；end elsedisp'无解 '；x= ；endelse %齐次方程组disp'有零解 x'；x=zerosn,1；if rankA<ndisp'有无穷个解，基础解系y'；y=nullA,'r' ；end endclc；clear；format ratA=2 7 3 1 ；3 5 2 2 ；9 4 1 7 ；b=6 4 2' ；x,y=line_solutionA,b运行结果：有无穷个解，特解x，基础解系 yWarning: Rank deficient, rank = 2, tol =8.6112e-015.> In line_solution at 11 x =-2/11 10/11欢迎下载精品学习资源00y =1/11-9/11-5/111/111001所以原方程组的通解是：，其中 为任意常数；5. 求代数方程的数值解；(1) 3x+sinx-ex=0 在 x0=1.5 邻近的根；(2) 在给定的初值x0=1 ， y0=1， z0=1 下，求方程组的数值解；解： M 文件： function g=fx g=3*x+sinx-expx；clc；clear；fzero'f',1.5结果是：ans =1289/6822. M 文件： function F=funX x=X1 ；y=X2 ；z=X3 ；F1=sinx+y2+logz-7；F2=3*x+2-z3+1 ；F3=x+y+z-5 ；X=fsolve'myfun',1,1,1',optimset'Display','off' 运行结果：6. 求函数在指定区间的极值；(1) 在0,1 内的最小值；(2) 在0,0 邻近的最小值点和最小值；解： M 文件：function f=gu x=u1 ； y=u2 ；f=2*x.3+4*x.*y3-10*x.*y+y.2；clc；clear；format longf=inline'x3+cosx+x*logx/expx'；x,fmin1=fminbndf,0,1 U,fmin2=fminsearch'g',0,0运行结果欢迎下载精品学习资源7. 求微分方程的数值解；解： M 文件：function xdot= sys x,y xdot=y2 ；5*y2-y1/x；clc；clear；x0=1.0e-9 ；xf=20 ；x,y=ode45'sys',x0,xf,0 0；x,y运行结果：8. 求微分方程组的数值解，并绘制解的曲线；解： 令 y1=x,y2=y,y3=z ； 这样方程变为 :,自变量是 t M 文件：function xdot=sysx,yxdot=y2*y3；-y1*y3 ；-0.51*y1*y2；clc；clear；t0=0 ； tf=8 ；x,y=ode23'sys',t0,tf,0,1,1 plotx,y版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. 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