MATLAB程序设计与应用上习题解答.doc

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1、MATLAB程序设计与实例应用(上)晋中学院物理与电子工程学院目 录第一章 MATLAB 入门1第二章 数、变量和表达式2第三章 矩阵及其运算3第四章 程序的结构和流程控制4第五章 函数及其图像8第一章 MATLAB 入门1.1 MATLAB语言的应用领域有那些方面？1.2 学会安装MATLAB，掌握启动MATLAB几种方法。1.2 了解菜单栏，工具栏的基本功能，熟悉命令窗口(Command Window)、工作区(Workspace)和命令记录(Command History)的使用。1.3 利用MATLAB进行简单的四则运算：。了解%的作用。1.4 已知a=5，b=5，求c=a+b，c=a

2、b和ab。写出MATLAB计算程序。1.5当不需要显示结果时应该如何做？1.7 了解通用操作指令：quit，clear，cla，clf，clc，hold的功能和使用。1.8 学会使用在线帮助。利用帮助系统查询quit，clear，cla，clf，clc，hold的使用说明。1.9 学会打开并保存程序编辑窗口，并在M文档中编写1.4的运算程序并进行运算。第二章 数、变量和表达式2.1 MATLAB的运算符有那几类？2.2 写出相加、相减、矩阵相乘、矩阵乘方、左除、右除、数组相乘、数组乘方、数组左除、数组右除的运算符号及意义。2.3 设A=5 9 6 4 5；B=1 2 8 9 6，计算A+B和A

3、-B的结果。2.4 设A=2；B=4，求C=A*B与D=A.*B？2.5 设A=8 9 5 6 1 2；B=5 6 3 2 4 5；求A.*B？2.6 设A=4；B=2，求C=A/B与D=AB？2.7 设a=1 -2 0;4 0 -4;5 -6 0，请设计一个程序，找出小于、等于和小于0的矩阵元素的位置。2.8 设a=-1 0;1 2，判断a中元素是否大于、小于和等于0。2.9 设a=0 2 1 0，b=2 1 0 0，求a&b的值？（与运算）2.10 设a=0 1 2 0，b=1 2 0 0，求a|b的值？（或运算）2.11 设a=0 1 0 0，求a的值？（非运算）2.12 设a=0 1

4、2 0，b=2 1 0 0，求a xor b的值？2.13 设a=2+3i，b=1+2i，求c=a + b、c=a/b和c=ab的值？2.14 计算A=2,3;3,4+i*1,2;4,3。2.15 分别用format short和format long显示1/3。2.16 设a=0:0.1:1；写出该向量的每一个元。第三章 矩阵及其运算3.1如何区分参与运算的是矩阵还是数组？3.2 在Command Windows写出矩阵。3.3 已知将进行矩阵运算以及数组运算。3.4 已知求a对应的转置矩阵、逆矩阵、秩、正交矩阵、迹和行列式。3.5已知求a对应的本征值与本征向量。3.6已知将a(2,3)=-

5、1替换为a(2,3)=0。3.6已知将a的第二行元素全部替换为0，然后将第二列元素全部替换为1。第四章 程序的结构和流程控制4.1 请设计一段程序，求等差数列(通项公式为)的前项的和，并可给出任意项的值。其中设，。并由通项公式和前项和的公式核对。解：程序设计%求等差级数的和及前n项的值clearsum=0;a(1)=1;d=2;for ii=1:100 a(ii)=a(1)+(ii-1)*d; sum=sum+a(ii);endsuma(50)sum = 10000ans = 994.2 请设计一段程序，求等比数列(通项公式为)的前项的和，并可给出任意项的值。其中设，分别取2和0.5。并由通项

6、公式和前项和的公式核对。解：程序设计%求等比级数的和及前n项的值clearsum=0;a(1)=1;q=0.5;for ii=1:100 a(ii)=a(1)*q(ii-1); sum=sum+a(ii);endsuma(50)sum = 2ans = 1.7764e-015%求等比级数的和及前n项的值clearsum=0;a(1)=1;q=2;for ii=1:100 a(ii)=a(1)*q(ii-1); sum=sum+a(ii);endsuma(50)sum = 2ans = 1.7764e-015sum = 1.2677e+030ans = 5.6295e+0144.3 设计一个程序

7、计算下式偶数奇数对任意给定值的和。解：%求1-2+3-.+(-1)(n-1)*n的和clearn=input(输入n=); % 输入n值switch mod(n,2) % mod是求余函数，余数为0，得0，余数不为0，得1case 0 -n/2otherwise (n+1)/2end%end4.4 设计一程序选出一维数组x=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1中的最大(小)值，并用max(A)验证。%找出数组中的最大值clearx=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1;max=x(1);for n=2:10 if x(n)max max=x(n); else if x(n)max

8、max=max; end endendmax%end%找出数组中的最小值clearx=10 9 11 5 6 5 4 3 2 1;min=x(1);for n=2:10 if x(n)min min=min; end endendmin%end4.5设计一程序选出一维数组A中的最大(小)值，并给出最大值的位置。解：程序设计%求任意一维数组的最大值及位置clearA=input(输入A=); % 输入n值max=A(1);nn=1;nmax=size(A);for n=2:nmax(1,2) if A(n)max max=A(n); nn=n; else if A(n)max max=max;

9、end endendmaxfor nn=1:nmax(1,2) if A(nn)=max nn endend%end4.6设计一程序将一维数组x=11 9 11 5 6 11 4 3 2 1;按照从小到大重新排序。解：程序设计%将一维数组A按照从小到大重新排序clearx=11 9 11 5 6 11 4 3 2 1;for nn=1:10;min=x(nn);mm=nn;for n=nn+1:10 if x(n)min min=min; end endendx(mm)=x(nn);x(nn)=min;endx第五章 函数及其图像5.1设计一段程序，在同一坐标系下使用fplot命令画正弦函数和

10、余弦函数的图像。程序设计: clearfplot(sin(x),cos(x), -2*pi, 2*pi,-1,1) %end运行结果:5.2设计一段程序，利用linspace命令在区间-1，1之间取100个点，并利用figure, plot命令将，分别绘制在两张图上。程序设计: clearx=linspace(-1,1,100);y1=exp(-x.2);y2=exp(x.2);plot(x,y1);figure, plot(x,y2);%end5.3设计一段程序：(1) 将分别用实线、点线、点划线、虚线，且颜色分别用黑、红、绿、蓝，而线宽为2磅。(2) 用黑色星号将点绘制在同图上。(3) 在

11、图中加网格线，并将轴的范围、轴的范围限制在和内。程序设计: clearx=0:0.01:2*pi;x0=0:.5*pi:2*pi;y0=0;y1=exp(-0.1*x);y2=-exp(-0.1*x);y3=exp(-0.1*x).*sin(x);y4=exp(-0.1*x).*cos(x);plot(x,y1,-k,x,y2,:r,x,y3,-.g,x,y4,-b,x0,y0,*k,LineWidth,2)axis(0 2*pi -1 1)grid on%end5.3设计一段程序绘制范围内的函数图像，其中。(1) 图像线形分别为点划线、点线及实线，线宽为2磅，颜色为黑色。(2) 标题“和的图

12、像”用18磅红色粗体标出。(3) 给图像加小框说明。(4) 在点(-2,0.5)标示文字“示例图示”，大小为18磅、颜色为绿色、斜体。(5) 用正常体、大小14磅、黑色将横坐标、纵坐标分别用“x”和“y”标出。程序设计: cleardelta=0.1;omega=5;x=-2*pi:0.01:2*pi;y1=exp(-delta*x.2);y2=-exp(-delta*x.2);y3=exp(-delta*x.2).*sin(omega*x);plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=e-deltax2、y_

13、2=-e-deltax2和y_3=-e-deltax2sin(omegax)的图像, Color,r)xlabel (fontsize14rmx, Color,k)ylabel (fontsize14rmy, Color,k)text(-2,0.5,fontsize18itbf示例图示, Color,g)legend (e-deltax2,-e-deltax2,-e-deltax2sin(omegax)axis(-2*pi 2*pi -1 1)grid on%end5.4重做5.3题，但“示例图示”用命令gtext标出，其字体大小颜色字型不变，位置随意。程序设计: cleardelta=0.1

14、;omega=5;x=-2*pi:0.01:2*pi;y1=exp(-delta*x.2);y2=-exp(-delta*x.2);y3=exp(-delta*x.2).*sin(omega*x);plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=e-deltax2、y_2=-e-deltax2和y_3=-e-deltax2sin(omegax)的图像, Color,r)xlabel (fontsize14rmx, Color,k)ylabel (fontsize14rmy, Color,k)gtext(fontsi

15、ze18itbf示例图示, Color,b)legend (e-deltax2,-e-deltax2,-e-deltax2sin(omegax)axis(-2*pi 2*pi -1 1)grid on%end5.5设计一段程序绘制范围内的函数图像，其中。(1) 图像线形分别为点划线、点线及实线，线宽为2磅，颜色为黑色。(2) 标题“和的图像”用18磅红色粗体标出。(3) 给图像加小框说明。(4) 指定x轴的最小刻度是pi/2，并设定y轴的最小刻度值为0.25。(5) 用正常体、大小18磅、黑色将横坐标、纵坐标分别用“x”和“y”标出。程序设计: cleardelta=0.1;omega=5;x

16、=-2*pi:0.01:2*pi;y1=exp(-delta*x.2);y2=-exp(-delta*x.2);y3=exp(-delta*x.2).*sin(omega*x);plot(x,y1,-.k,x,y2,:k,x,y3,-k,LineWidth,2)title(fontsize18bfy_1=e-deltax2、y_2=-e-deltax2和y_3=-e-deltax2sin(omegax)的图像, Color,r)xlabel (fontsize18rmx, Color,k)ylabel (fontsize18rmy, Color,k)text(-2,0.5,fontsize18

17、itbf示例图示, Color,g)legend (e-deltax2,-e-deltax2,-e-deltax2sin(omegax)set(gca,XTick,-2*pi:pi/2:2*pi) %给定x轴的刻度pi/4set(gca,XTickLabel,-2,-3/2,-,-/2,0,/2,3/2,) %给定x轴每个刻度的标示值set(gca,YTick,-1:0.25:1) %给定y轴的刻度0.25axis(-2*pi 2*pi -1 1)grid on%end5.5设计一段程序，画出三维参数图。，其中。并且在适当位置、大小、字型和颜色标示函数，并用适当的大小、字型和颜色标出坐标及标题

18、，同时给图像加框。程序设计: cleart=-3*pi:0.01:3*pi;delta=0.025;omega=pi;alpha=0.4;x=exp(-delta*t.2).*sin(omega.*t);y=exp(-delta*t.2).*cos(omega.*t);z=alpha*t;plot3(x,y,z,-k,LineWidth, 2)text(-0.5,0,2,fontsize20rmx=e-deltat2sin(omegat), Color,r)text(-0.5,0,0,fontsize20rmy=e-deltat2cos(omegat), Color,r)text(-0.5,0

19、,-2,fontsize20rmz=alphat, Color,r)xlabel (fontsize18bfx)ylabel (fontsize18bfy)zlabel (fontsize18bfz)title(fontsize18bf三维参数绘图, Color,r)grid onbox on5.6 分别绘制玫瑰线，其中,。程序设计: clear图像 图像a=1;t=0:0.01:6*pi;polar(t,a*sin(2*t),-r)%end cleara=1;t=0:0.01:6*pi;polar(t,a*cos(2*t),-r)%end5.7分别给定坐标轴范围和不给定坐标轴范围绘制出隐函数

20、的曲线, 线宽和颜色分别设置为1磅和黑色。程序设计: clearezplot(x2*sin(x+y2)+y2*exp(x+y)+5*cos(x2+y),-10 10) %给定x轴的范围-10 10set(findobj(Type,line),LineWidth,1) %给定线宽为1set(findobj(Type,line),Color,k) %给定线的颜色为黑色%endfigure clearezplot(x2*sin(x+y2)+y2*exp(x+y)+5*cos(x2+y) %自动选择x轴的范围,亦即函数的定义域set(findobj(Type,line),LineWidth,1)set

21、(findobj(Type,line),Color,k)%end5.7 使用mesh绘制双曲抛物面的函数图像，并使用命令axis equal和不使用axis equal命令看两张图比例上有何不同？程序设计: cleara=1;b=1;c=1;x1=linspace(-2,2,40);y1=linspace(-2,2,40);x,y=meshgrid(x1,y1); z=c*(x.2/a2-y.2/b2);mesh(x,y,z)xlabel (fontsize14bfx)ylabel (fontsize14bfy)zlabel (fontsize14bfz)colorbaraxis(-2 2 -

22、2 2 -5 5)axis equal%endfigurecleara=1;b=1;c=1;x1=linspace(-2,2,40);y1=linspace(-2,2,40);x,y=meshgrid(x1,y1); z=c*(x.2/a2-y.2/b2);mesh(x,y,z)xlabel (fontsize14bfx)ylabel (fontsize14bfy)zlabel (fontsize14bfz)colorbaraxis(-2 2 -2 2 -5 5)%end5.7 使用surf椭圆抛物面的函数图像.，并使用命令axis equal使图像比例适当。程序设计: cleara=1;b=1;c=1;x1=linspace(-2,2,30);y1=linspace(-2,2,30); x,y=meshgrid(x1,y1); z=c*(x.2/a2+y.2/b2);surf(x,y,z)xlabel (fontsize14bfx)ylabel (fontsize14bfy)zlabel (fontsize14bfz)colorbaraxis(-2 2 -2 2 0 8)axis equal %等长刻度坐标轴%end