數(shù)學(xué)實驗3-matlab編程.

1、 數(shù)學(xué)實驗數(shù)學(xué)實驗 理學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)科理學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)科 李換琴李換琴 信息信息11、12、13班上機時間安排班上機時間安排 第第7周周日周周日(10月月16日日)14:00-15:50 第第9周周六周周六(10月月29日日)14:00-15:50 第第11周周六周周六(11月月12日日)10:00-11:50 第第13周周日周周日(11月月27日日)14:00-15:50 第第14周周六周周六(12月月3日日)14:00-15:50 信息信息14、15、16班上機時間安排班上機時間安排 第第7周周日周周日(10月月16日日)16:00-17:50 第第9周周六周周六(10月月29日日)16:00-1

2、7:50 第第11周周六周周六(11月月12日日)12:00-13:50 第第13周周日周周日(11月月27日日)16:00-17:50 第第14周周六周周六(12月月3日日)16:00-17:50 醫(yī)電醫(yī)電1113班班和生基碩和生基碩11班班 第第7周周日周周日(10月月16日日)12:00-13:50 第第9周周六周周六(10月月29日日)12:00-13:50 第第11周周六周周六(11月月12日日)8:00-9:50 第第13周周日周周日(11月月27日日)12:00-13:50 第第14周周六周周六(12月月3日日)12:00-13:50 學(xué)博軍學(xué)博軍11班上機時間安排班上機時間安排

3、 第第7周周日周周日(10月月16日日)14:00-15:50 第第9周周六周周六(10月月29日日)14:00-15:50 第第11周周六周周六(11月月12日日)10:00-11:50 第第13周周日周周日(11月月27日日)14:00-15:50 第第14周周六周周六(12月月3日日)14:00-15:50 MATLAB語言編程語言編程介紹介紹 vMATLABMATLAB中各種命令可以完成許多單一的任務(wù)，對中各種命令可以完成許多單一的任務(wù)，對 于某些較為復(fù)雜的問題，僅靠現(xiàn)有的命令或函數(shù)于某些較為復(fù)雜的問題，僅靠現(xiàn)有的命令或函數(shù) 來解決，往往是難以達到目的來解決，往往是難以達到目的 。為此

4、，要運用。為此，要運用 MATLABMATLAB編程語言編制程序，形成編程語言編制程序，形成M-M-文件。文件。 v程序是使計算機完成各項運算的命令集，運行一程序是使計算機完成各項運算的命令集，運行一 個編制好的程序，計算機會從第一條命令行開始個編制好的程序，計算機會從第一條命令行開始 ，一行接一行地執(zhí)行相應(yīng)的命令，直到終止。，一行接一行地執(zhí)行相應(yīng)的命令，直到終止。 v程序編寫調(diào)試完成后，需要存盤，形成永久性文程序編寫調(diào)試完成后，需要存盤，形成永久性文 件，可以隨時對它進行調(diào)用或修改。件，可以隨時對它進行調(diào)用或修改。 v文件名以字母開頭，但不能用專用變量名，如文件名以字母開頭，但不能用專用變量

5、名，如 pi,ans,epspi,ans,eps等。等。 程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 程序一般包含程序一般包含： a=input(請輸入數(shù)組請輸入數(shù)組 an= ); m,n=size(a); M=a(1); for i=2:n if M n2. v省略格式：省略格式： for i=n1:n2這里這里step=1. v例例1：求：求n個奇數(shù)和：個奇數(shù)和：s=1+3+5+(2n-1) n=input(please input n=); s=0; for i=1:n s=s+(2*i-1); fprintf(i=%.0f, s=%.0fn,i,s); end 程序程序aa1 v例例2：求階乘：求階乘：p=12

6、 3 n=n! n=input(請輸入請輸入 n= ); p=1; for i=1:n p=p*i; fprintf( i=%.0f, p=%.0fn ,i,p); end aa2.m n例例3：求：求e：e=1+1+1/2!+1/3!+1/n! n=input(請輸入請輸入 n= ); p=1;e=1; for i=1:n p=p*i; p1=1/p; e=e+p1; fprintf( i=%.0f, p=%.0f, e=%.8f n ,i,p,e); end aa3.m 例例4 A. , ji 1 j)A(i, 53 寫出矩陣寫出矩陣 試編程試編程 矩陣，矩陣，是一個是一個設(shè)設(shè) A m=3

7、; n=5; for i = 1:m for j = 1:n H(i,j) = 1/(i+j); end end H 例例5 數(shù)列極限數(shù)列極限 動態(tài)顯示動態(tài)顯示 MATLAB程序：程序： hold on % 圖形迭加圖形迭加 axis(0,100,2,3); % 設(shè)置坐標軸設(shè)置坐標軸 grid % 加坐標網(wǎng)格加坐標網(wǎng)格 for n=1:90 % 循環(huán)操作循環(huán)操作 an=(1+1/n)n; % 計算數(shù)列值計算數(shù)列值 plot(n,an,r*); % 畫出坐標點畫出坐標點 pause(0.05); % 暫停暫停0.05秒秒 fprintf(n=%d an=%.4fn,n,an); % 顯示坐標位置

8、顯示坐標位置 end n n n ) 1 1(lim 例例6 導(dǎo)彈打擊過程仿真導(dǎo)彈打擊過程仿真 設(shè)設(shè)A(0,0)為一導(dǎo)彈發(fā)射點，發(fā)現(xiàn)位于為一導(dǎo)彈發(fā)射點，發(fā)現(xiàn)位于B(0,100)處處 一架敵機沿水平方向逃離，隨即發(fā)射一枚導(dǎo)彈一架敵機沿水平方向逃離，隨即發(fā)射一枚導(dǎo)彈 予以打擊，現(xiàn)已知導(dǎo)彈時刻對準敵機，且速率予以打擊，現(xiàn)已知導(dǎo)彈時刻對準敵機，且速率 為飛機速率的兩倍（設(shè)飛機速度為為飛機速率的兩倍（設(shè)飛機速度為1）。）。 試編程模擬導(dǎo)彈打擊敵機試編程模擬導(dǎo)彈打擊敵機 的動態(tài)過程，并實時給出的動態(tài)過程，并實時給出 飛機和導(dǎo)彈的位置坐標。飛機和導(dǎo)彈的位置坐標。 若要在敵機飛行距離不超若要在敵機飛行距離不超

9、 過過60時（我方空域）將其時（我方空域）將其 擊落，導(dǎo)彈的速率應(yīng)提高擊落，導(dǎo)彈的速率應(yīng)提高 到多少？到多少？ A B MATLAB程序：程序： k=0; A=0,0; %導(dǎo)彈初始位置導(dǎo)彈初始位置 B=0,100; %飛機初始位置飛機初始位置 v=1; dt=1; %離散時間改變量離散時間改變量 d=100; %相距距離相距距離 while d0.5 plot(A(1),A(2),r); %畫導(dǎo)彈位置畫導(dǎo)彈位置 hold on plot(B(1),B(2),b*); %畫飛機位置畫飛機位置 pause(0.2); k=k+1; B=B+v*dt,0; %飛機移動位置飛機移動位置 e=B-A;

10、%導(dǎo)彈指向飛機向量導(dǎo)彈指向飛機向量 d=norm(e); e0=e/d; %取向量方向（單位化）取向量方向（單位化） A=A+2.0*v*dt*e0; %導(dǎo)彈追擊位置導(dǎo)彈追擊位置 fprintf(k=%.0f A(%.2f,%.2f) B(%.2f,100) d=%.2fn,k ,A(1),A(2),B(1),d); end A B M-文件中條件循環(huán)命令文件中條件循環(huán)命令(while命令命令) v格式：格式： while (condition is true) commands; end v作用：作用：當條件成立時，執(zhí)行命令集當條件成立時，執(zhí)行命令集 commands,直到條件不成立直到條件

11、不成立. n例例7：求和：求和：s=1+2+n3000 n s=0;k=1; while s+k3000 s=s+k; fprintf( k=%.0f, s=%.0fn ,k,s); k=k+1; end aa4.m n例例8：求：求e：e=1+1+1/2!+1/3!+ (1/n!=1.0e-8 p=p*i; r=1/p; e=e+r; fprintf( i=%.0f, r=%.9f, e=%.9f n ,i,r,e); i=i+1; end aa5.m M-文件中選擇控制命令文件中選擇控制命令(if命令命令) v單項選擇控制單項選擇控制 v格式：格式： if (condition is tr

12、ue) commands; end v作用：若條件成立，則執(zhí)行命令集作用：若條件成立，則執(zhí)行命令集 commands. 否則，不執(zhí)行。否則，不執(zhí)行。 n例例9：求：求n個實數(shù)中最大的數(shù)個實數(shù)中最大的數(shù)M. a=input(請輸入數(shù)組請輸入數(shù)組 an= ); m,n=size(a); M=a(1); for i=2:n if M B vgreater velseif A 0 z=1; elseif x=0 z=0; else z=-1; end y=x2*z aa7.m Switch語句語句 Switch語句用于實現(xiàn)多語句用于實現(xiàn)多 重選擇，其格式為：重選擇，其格式為： switch 表達式表達

13、式 case 數(shù)值數(shù)值1 模塊模塊1 case 數(shù)值數(shù)值2 模塊模塊2 . otherwise . end x=input(成績=) switch fix(x/10) case 10,9 grade=A case 8 grade=B case 7 grade=C otherwise grade=D end Break 語句語句 Break語句的格式為：語句的格式為： break； 用于立即跳出包含該用于立即跳出包含該 break語句的各種循語句的各種循 環(huán)語句環(huán)語句while和和for 在循環(huán)語句中使用的在循環(huán)語句中使用的 break語句一般應(yīng)和語句一般應(yīng)和if 語句配合使用語句配合使用 例如

14、：例如： while 條件條件1 . if 條件條件2 break； end end Return語句語句 Return語句終止當前命令的執(zhí)行，并且返回語句終止當前命令的執(zhí)行，并且返回 到調(diào)用函數(shù)或者等待鍵盤輸入指令。到調(diào)用函數(shù)或者等待鍵盤輸入指令。 用用M-文件定義函數(shù)文件定義函數(shù) v格式格式 function y1,y2=funname(x,y,a,n) v其中：其中： function 為關(guān)鍵字；為關(guān)鍵字； y1,y2,為輸出列表；為輸出列表； funname為自定義的函數(shù)名；為自定義的函數(shù)名； (x,y,a,n,)為函數(shù)參數(shù)，用來傳遞相為函數(shù)參數(shù)，用來傳遞相 關(guān)數(shù)值關(guān)數(shù)值. v存盤時，

15、要求用存盤時，要求用funname作為函數(shù)名作為函數(shù)名. v 例例12：建立符號函數(shù)：建立符號函數(shù)sgn(x) function sn=sgn(x) if x0 sn=1; elseif x=0 sn=0; else sn=-1; end 以以sgn作為文件名存盤，即建立了函數(shù)作為文件名存盤，即建立了函數(shù)。 v調(diào)用：調(diào)用： 在命令區(qū)執(zhí)行在命令區(qū)執(zhí)行 : sn=sgn(10)或或sn=sgn(-2) n例例13：建立計算：建立計算(a+b)n,(a-b)n的函數(shù)的函數(shù) function p,q=fun1(a,b,n) p=(a+b).n; q=(a-b).n; fun1.m 例例14編制程序，從

16、鍵盤輸入編制程序，從鍵盤輸入a,b,n,計算計算(a+b)n,(a- b)n aa8.m a=input(a=);b=input(b=);n=input(n=)； p,q=fun1(a,b,n); fprintf(a+b)n=%.4f,(a-b)n=%.4fn,p,q) function f=grad(x) switch fix(x/10) case 10,9 grade=A case 8 grade=B case 7 grade=C otherwise grade=D end 例例15 編寫一個編寫一個function 函數(shù)，調(diào)用該函數(shù)函數(shù)，調(diào)用該函數(shù) ，可以將考試分數(shù)，可以將考試分數(shù) 值化

17、為值化為“A” ”B” “C” ”D”等級值等級值. v例例15：用二分法求函數(shù)用二分法求函數(shù)x2-2=0的正實根的正實根. 0)()(,2 , 1 , , 2)( 2 bfafbaxxf :2/ )()1bac ; ),| )(|(0)( ifcgrcfcf 或或 ; 0)()( elseif cb afcf ; elseca 1). gotostop,er, )2否則否則輸出根。輸出根。 abif 輸入初值輸入初值：erbaxf誤差限誤差限 , ),( 2/ )(bac ?0)( cf ?0)()( cfaf 2/ )(bac ?|erab cb ca 輸出：迭代次數(shù)輸出：迭代次數(shù)k,方程

18、的近似根方程的近似根c. No No No Yes Yes Yes 二分法求根程序：二分法求根程序： a=1;b=2; er=1.0e-8; f=inline(x.2-2); k=1; c=(a+b)/2; while abs(b-a)er if abs(f(c)=0 fprintf(k=%.0f,r=%.8fn,k,r); break; end if f(a)*f(c)er if abs(f(c)=0 fprintf(k=%.0f,r=%.8fn,k,r); break; end if f(a)*f(c)0 b=c; else a=c; end c=(a+b)/2; fprintf(k=%.

19、0f,c=%.8fn, k,c); k=k+1; end function y=f (x) y=x2-2; v 每門課程考試閱卷完畢每門課程考試閱卷完畢, ,任課教師都要對各班的任課教師都要對各班的 考試成績進行統(tǒng)計考試成績進行統(tǒng)計, ,統(tǒng)計內(nèi)容包括統(tǒng)計內(nèi)容包括: :全班人數(shù)全班人數(shù), ,總總 得分得分, ,平均得分平均得分, ,不及格的人數(shù)及不及格的人數(shù)及9090分分( (包括包括9090分分 ) )以上的人數(shù)以上的人數(shù). .請編制程序解決這一問題請編制程序解決這一問題, ,并自給并自給 一組數(shù)據(jù)驗證程序的正確性一組數(shù)據(jù)驗證程序的正確性. .要求要求: :使用者在提示使用者在提示 下通過鍵盤

20、輸入學(xué)生成績下通過鍵盤輸入學(xué)生成績, ,計算機自動處理后計算機自動處理后, ,顯顯 示需要的結(jié)果示需要的結(jié)果. . v 課后習(xí)題任選課后習(xí)題任選2 2題題. . 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 首先由計算機隨機產(chǎn)生一個首先由計算機隨機產(chǎn)生一個 1,100 之間的一之間的一 個整數(shù)，然后由用戶猜測所產(chǎn)生的這個數(shù)。根據(jù)個整數(shù)，然后由用戶猜測所產(chǎn)生的這個數(shù)。根據(jù) 用戶猜測的情況給出不同的提示，如果猜測的數(shù)用戶猜測的情況給出不同的提示，如果猜測的數(shù) 大于產(chǎn)生的數(shù)，則顯示大于產(chǎn)生的數(shù)，則顯示 “High” ，小于則顯示小于則顯示 “ Low ” ，等于則顯示等于則顯示 “You won！”，同時退，同時退 出游戲。用戶最多有出游戲。用戶最多有 7 次機會。次機會。 3. 編寫程序?qū)崿F(xiàn)猜數(shù)游戲編寫程序?qū)崿F(xiàn)猜數(shù)游戲 Fibonacci數(shù)組元素滿足數(shù)組元素滿足Fibonacci規(guī)則：規(guī)則： 4. 編寫程序解決下列問題編寫程序解決下列問題 );, 2 , 1( , 12 kaaa kkk . 1 21 aa其其中中 （1）用循環(huán)語句形成前）用循環(huán)語句形成前20個分量的數(shù)組；個分量的數(shù)組； （2）求該數(shù)組中第一個大于）求該數(shù)組中第一個大于10000的數(shù)的