matlab大作业教学资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。matlab大作业-2014年春季学期1. MATLAB课程考查题必答题(80分)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何区别？(2)答：方法一：在MATLAB命令窗口中输入editpath或pathtool命令或通过【File】/【SetPath】菜单，进入“设置搜索路径”对话框，通过该对话框编辑搜索路径。方法二：在命令窗口执行“path(path,D:Study)”，然后通过“设置搜索路径”对话查看“D:Study”是否在搜索路径中。方法三：在命令窗口执行“addpat

2、hD:Study-end”，将新的目录加到整个搜索路径的末尾。如果将end改为begin，可以将新的目录加到整个搜索路径的开始。2. 区别：当前文件目录是正在运行的文件的目录，显示文件及文件夹的详细信息，且只有将文件设置为当前目录才能直接调用。搜索路径中的文件可以来自多个不同目录，在调用时不用将其都设置为当前目录，为同时调用多个文件提供方便。创建符号变量和符号表达式有哪几种方法？(4)答：定义符号变量：方法一：sym函数，可以定义单个符号变量，调用格式为：符号量名=sym（符号字符串）；方法二，syms函数，定义多个符号变量，调用格式：syms符号变量名1符号变量名2符号变量名3符号变量名4。

3、空格隔开。3. 定义符号表达式：方法一：用单引号定义符号表达式；方法二：用sym函数定义符号表达式；方法三：用已经定义好的符号变量组成符号表达式；GUIDE提供哪些常用的控件工具，各有什么功能？（5分）4. 答：一、控件风格和外观（1）BackgroundColor：设置控件背景颜色，使用RGB或颜色定义。（2）CData：在控件上显示的真彩色图像，使用矩阵表示。（3）ForegroundColor：文本颜色。（4）String属性：控件上的文本，以及列表框和弹出菜单的选项。（5）Visible：控件是否可见。二、对象的常规信息（1）Enable属性：表示此控件的使能状态，设置为on”，表示可

4、选，为“off”时则表示不可选。（2）Style：控件对象类型。（3）Tag：控件表示（用户定义）。（4）TooltipString属性：提示信息显示。当鼠标指针位于此控件上时，显示提示信息。（5）UserData：用户指定数据。（6）Position：控件对象的尺寸和位置。（7）Units：设置控件的位置及大小的单位（8）有关字体的属性，如FontAngle，FontName等。三、控件回调函数的执行（1）BusyAction：处理回调函数的中断。有两种选项：即Cancel：取消中断事件，queue：排队（默认设置）。（2）ButtonDownFcn属性：按钮按下时的处理函数。（3）Call

5、Back属性：是连接程序界面整个程序系统的实质性功能的纽带。该属性值应该为一个可以直接求值的字符串，在该对象被选中和改变时，系统将自动地对字符串进行求值。（4）CreateFcn：在对象产生过程中执行的回调函数。（5）DeleteFcn：删除对象过程中执行的回调函数。（6）Interruptible属性：指定当前的回调函数在执行时是否允许中断，去执行其他的函数。四、控件当前状态信息（1）ListboxTop：在列表框中显示的最顶层的字符串的索引。（2）Max：最大值。（3）Min：最小值。（4）Value：控件的当前值。建立不同数据类型的变量：包括双精度的数值型(numeric)、符号型(sy

6、m)、结构体(structure)、单元型(cell)、字符串型(char)，函数句柄(functionhandle)、逻辑型（logical），并且采用whos列出各变量名，变量的数组维数，占用字节数，变量的类别。（4分）答：pp=3.14;b=sym(sdlfkjj);d=,1;cv,linspace(1,5,5);e=e;fhandle=sin;g=rand(5);g(g0)=0;whosNameSizeBytesClassAttributespp1x18doubleb1x162symd2x2320celle1x612charfhandle1x116function_handle5. g

7、5x5200double求矩阵的秩，迹，特征值和特征向量，并且对矩阵进行LU分解、QR分解及Chollesky分解（3分）。答：a=912;563;827;z=rank(a)j=trace(a)cd=eig(a)lu=lu(a)qr=qr(a)rrp=chol(a)z=3j=22c=-0.4330-0.2543-0.1744-0.56570.9660-0.6091-0.70180.04720.7736d=13.54820004.83030003.6216l=1.0000000.55561.000000.88890.20411.0000u=9.00001.00002.000005.44441.8

8、889004.8367q=-0.69030.3969-0.6050-0.3835-0.9097-0.1592-0.61360.12210.7801r=-13.0384-4.2183-6.82600-4.8172-1.0807003.7733rr=3.00000.33330.666702.42671.1447002.2903p=0执行矩阵A和B下列的运算:A+5*cos(B)、A.*B、A*B、A./B、B.A、A/B,BA，分别解释数组运算和矩阵运算的区别。（4分）答：A=41220;124578;2078136;B=123;456;789;A+5*cos(B)A.*BA*BA./BB.AA/

9、BBAans=6.70159.919315.05008.731846.418382.800923.769577.2725131.4443ans=42460482254681406241224ans=1922282647388731008128415181752ans=4.00006.00006.66673.00009.000013.00002.85719.750015.1111ans=4.00006.00006.66673.00009.000013.00002.85719.750015.1111Warning:Matrixissingulartoworkingprecision.ans=NaN

10、-InfInfNaNNaNNaNNaN-InfInfWarning:Matrixisclosetosingularorbadlyscaled.Resultsmaybeinaccurate.RCOND=1.541976e-018.ans=11.333324.500065.6667-18.6667-28.0000-93.333310.000014.500047.0000区别：一维数组相当于向量,二维数组相当于矩阵.所以矩阵是数组的子集l 数组的运算是指数组对应元素之间的运算,也称点运算；l 矩阵是一个二维数组，所以矩阵的加、减、数乘等运算与数组运算是一致的；6. 矩阵的乘法、乘方和除法有特殊的数学

11、含义，并不是数组对应元素的运算。求半径为r的圆的面积和周长,分别采用脚本文件和函数文件进行编写,r值由input指令从键盘给出,数据的输出采用disp指令；并且说明脚本式文件和函数文件的特点。（5分）答：脚本文件：r=input(PleaseInputr:n);A=pi*r2;s=2*pi*r;disp(A);disp(s)PleaseInputr:450.265525.1327函数：r=input(PleaseInputr:n);as=zm(r);disp(a);disp(s);PleaseInputr:450.265525.1327函数文件：functionas=zm(r)a=r2*pi;

12、s=2*pi*r;end区别：脚本式M文件函数式M文件不接受输入参数，没有返回值。可以接受输入参数，可以有返回值。基于matlab基本工作空间中的数据进行操作，存储在工作空间，属于全局变量。默认时，文件中参数的作用范围只限于函数临时工作空间内部，属于局部变量。自动完成需要花费很多时间的多步操作时使用。扩展MATLAB语言功能时使用。8.级数求和：(1)分别用for和while循环结构编写程序求和，并且说明for和while区别；答：for循环：ss=0;fork=1:64ss=ss+1/(k*(k+1);endssss=0.9846while循环：ss=0;k=1;whilekk=linspa

13、ce(-3,3,50);y=shuzhi(x);rr=diff(y)rr=3*x2-4*exp(x)-500*cos(x)函数shuzhi：functionss=shuzhi(x)ss=x.3-4.*exp(x)-sin(x)/0.002;endx=linspace(-3,3,100);y=x.3-4.*exp(x)-sin(x)/0.002;p=polyfit(x,y,3);d=polyder(p)d=145.9691-7.3927-439.978813.求方程组的根,分别采用数值运算fsolve和符号运算solve，数值运算的初始值为x0=-5;-5，要求显示符号运算得到结构体的每个元素的

14、具体数值.(5分)答：数值运算fsolve：x=fsolve(dzya,-5,-5,optimset(Display,off)x=0.56710.5671符号运算solve：symsxy;solve(2*x-y-exp(-x),-x+2*y-exp(-y)ans=x:0.5671y:0.567114.符号矩阵(1)简化符号矩阵然后求行列式、逆矩阵和秩；f=(4*x2+8*x)/ylog(x)-exp(a*(x+y);33sin(x)*cos(y)-cos(x)*sin(y);r,how=simple(f)r=(4*x*(x+2)/y,log(x)-exp(a*(x+y)33,sin(x-y)h

15、ow=simplifydet(r)ans=(33*y*exp(a*x+a*y)+4*x2*sin(x-y)-33*y*log(x)+8*x*sin(x-y)/yinv(r)ans=(y*sin(x-y)/(33*y*exp(a*(x+y)+4*x2*sin(x-y)-33*y*log(x)+8*x*sin(x-y),(y*(exp(a*(x+y)-log(x)/(33*y*exp(a*(x+y)+4*x2*sin(x-y)-33*y*log(x)+8*x*sin(x-y)-(33*y)/(33*y*exp(a*(x+y)+4*x2*sin(x-y)-33*y*log(x)+8*x*sin(x-

16、y),(4*x*(x+2)/(33*y*exp(a*(x+y)+4*x2*sin(x-y)-33*y*log(x)+8*x*sin(x-y)rank(r)ans=2(2)jx=int(r)jx=(4*x2*(x+3)/(3*y),x*(log(x)-1)-exp(a*x+a*y)/a33*x,-cos(x-y)jy=int(r,y,2,9)jy=4*x*log(9/2)*(x+2),7*log(x)+(exp(a*x)*(exp(2*a)-exp(9*a)/a231,cos(x-9)-cos(2-x)jxy=int(r,x,y)j=-(4*(x3+3*x2-y3-3*y2)/(3*y),y*(

17、log(y)-1)-x*(log(x)-1)+(exp(a*x+a*y)-exp(2*a*y)/a33*y-33*x,cos(x-y)-1（3）（10分）dx=diff(r,x)dx=(4*(x+2)/y+(4*x)/y,1/x-a*exp(a*(x+y)0,cos(x-y)dy2=diff(r,y,2)dy2=(8*x*(x+2)/y3,-a2*exp(a*(x+y)0,-sin(x-y)dxy=diff(dx,y)dxy=-(4*(x+2)/y2-(4*x)/y2,-a2*exp(a*(x+y)0,sin(x-y)15.椭圆的隐式方程为：，它的参数方程可以表达为：x=a*cos()y=b*

18、sin()，其中a=5,b=3；请用subplot在三个子图区域用不同的方法绘制椭圆曲线，要求为每幅子图形加上标题title和坐标轴标注,其中(1)采用ezplot分别绘制椭圆隐式和参数方程在两个子图区域；(2)当a值由1变化到5时，采用plot绘制5条椭圆曲线在另一个子图区域中，t在-2,2范围，使用linspace命令取椭圆100个点，使用legend命令来标明每一条对应的a值曲线的图例。(10分)答：subplot(131);ezplot(y2/9+x2/25-1);title();xlabel(x);ylabel(y);symst;subplot(132);ezplot(5*sin(t

19、),0,2*pi);holdon;ezplot(3*cos(t),0,2*pi);axis(02*pi-66);xlabel(theta);ylabel(xy);title();subplot(133);title(a15);xlabel(x);ylabel(y);a=1;t=linspace(-2*pi,2*pi,100);x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-);holdon;a=2;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-);a=3;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,:);a=4;x=a.*cos(

20、t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-.);a=5;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,p);legend(a=1,a=2,a=3,a=4,a=5);二、选答题（必须选4道题，每题5分，总计20分）1.符号运算(1)分解因式symsxy=x4-5*x3+5*x2+5*x-6;yy=factor(y)yy=(x-1)*(x-2)*(x-3)*(x+1)symsxyz;f=x2+y2+z2+2*(x*y+y*z+z*x);ff=factor(f)ff=(x+y+z)2(2)化简表达式symsab;f=sqrt(a+sqrt(a2-b)/2)+sqrt(a-

21、sqrt(a2-b)/2);ff=simplify(f)ff=(2(1/2)*(a+(a2-b)(1/2)(1/2)+(a-(a2-b)(1/2)(1/2)/2symsxy;z=sin(x)*cos(y)-cos(x)*sin(y);ff=simplify(z)ff=(2) sin(x-y)求极限symsxk;f=(1-1/x)(k*x);limit(f,x,inf)ans=1/exp(k)2.积分运算(1)定积分运算：分别采用数值和符号运算数值积分：s=quad(sqrt(1+cos(x),0,pi/2,1e-8)s=2.0000符号积分：symsxy=sqrt(1+cos(x);r=int

22、(y,0,pi/2)r=2符号：symsxy;z=x2+y2;r=int(z,x,0,1)rr=int(r,y,0,1)r=y2+1/3rr=2/3数值：rr=dblquad(fxx,0,1,0,1)rr=2/3(2)不定积分运算symsabxy;z=sin(x/a)+b/y;r=int(z,x);3. rr=int(r,y)rr=b*x*log(y)-a*y*cos(x/a)已知微分方程采用数值运算ode和符号运算dsolve求解：dsolve(D2x-1000*(1-x2)*Dx-x=0,x(0)=2,Dx(0)=0)Warning:Explicitsolutioncouldnotbefo

23、und.Indsolveat120ans=emptysymode求解：t,y=ode45(fxyz,0,40,2;0);plot(t,y)采用GUIDE工具设计椭圆（x=a*cos(t)y=b*sin(t)）的用户界面，a和b值由编辑框输入，实现在坐标轴上显示椭圆曲线的目的。要求设计一个带有两个编辑框、一个坐标轴、一个按钮和相应的静态文本的图形用户界面，当用鼠标点击按钮时，在坐标轴内画出不同a和b值的椭圆曲线。functionvarargout=tuoyuan2(varargin)gui_Singleton=1;gui_State=struct(gui_Name,mfilename,.gui_

24、Singleton,gui_Singleton,.gui_OpeningFcn,tuoyuan2_OpeningFcn,.gui_OutputFcn,tuoyuan2_OutputFcn,.gui_LayoutFcn,.gui_Callback,);ifnargin&ischar(varargin1)gui_State.gui_Callback=str2func(varargin1);endifnargoutvarargout1:nargout=gui_mainfcn(gui_State,varargin:);elsegui_mainfcn(gui_State,varargin:);endfu

25、nctiontuoyuan2_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)handles.output=hObject;guidata(hObject,handles);functionvarargout=tuoyuan2_OutputFcn(hObject,eventdata,handles)varargout1=handles.output;functiona_Callback(hObject,eventdata,handles)a=str2double(get(hObject,String);handles.a=a;guidata(hObj

26、ect,handles)functiona_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispc&isequal(get(hObject,BackgroundColor),get(0,defaultUicontrolBackgroundColor)set(hObject,BackgroundColor,white);endfunctionb_Callback(hObject,eventdata,handles)b=str2double(get(hObject,String);handles.b=b;guidata(hObject,handles)function

27、b_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispc&isequal(get(hObject,BackgroundColor),get(0,defaultUicontrolBackgroundColor)set(hObject,BackgroundColor,white);endfunctionjisuan_Callback(hObject,eventdata,handles)si=0:0.05*pi:2*pi;handles.xuyu.x=handles.a*sin(si);handles.xuyu.y=handles.b*cos(si);axes(handles.axes1);plot(handles.xuyu.x,handles.xuyu.y);-