MATLAB軟件語言及程序設(shè)計報告含源程序版

1、MATLAB軟件語言及程序設(shè)計MATLAB軟件語言及程序設(shè)計姓名:學(xué)號:班級:院系:指導(dǎo)老師:張登峰時間:2021-5-10 一、問做題(15分)1. 在安裝MATLAB軟件時,哪些組件(模塊)是必須選擇的？否那么,不能建立 MATLAB 工 作環(huán)境.Toolboxes、MATLAB、Complier2. 寫出MATLAB中的6個預(yù)定義變量名,并說明各自的含義.ans:計算結(jié)果的缺省變量名pi:圓周率i,j :虛數(shù)單位inf：無窮大eps :計算機(jī)的最小數(shù)NaN:不定量,如 0/0, 00/00nargi n：函數(shù)的輸入變量個數(shù)nargout:函數(shù)的輸出變量個數(shù)realmin :最小正實數(shù)re

2、almax :最大正實數(shù)lasterr：存放最新的錯誤信息lastwarn:存放最新的警告信息3. 在MATLAB指令窗中運行指令(_243)人(1/5)后,會得到-3嗎？ 5 243的全部方根有幾個,請寫出計算5：匚243全部方根的m文件程序代碼,要求對每條語句加注釋說明.不會,會得到 2.4271 + 1.7634i,用nthroot(-243,5)可以得到一個根-3.可以用solve解決,程序如下solve( 'tA5+243')得到結(jié)果為：ans =-3-3/4*5A(1/2)+3/4-3/4*i*2A(1/2)*(5+5A(1/2)A(1/2)3/4*5 A(1/2)

3、+3/4-3/4*i*2 人(1/2)*(5-5A(1/2)人(1/2)3/4*5A(1/2)+3/4+3/4*i*2A(1/2)*(5-5A(1/2)A(1/2)-3/4*5A(1/2)+3/4+3/4*i*2A(1/2)*(5+5A(1/2)A(1/2)4. 指令clear,clf,clc各有什么用處,它們運行結(jié)果的區(qū)別是什么？Clear :去除內(nèi)存中所有的或指定的變量和函數(shù)Clf :擦除MATLAB當(dāng)前工作窗口中的圖形Clc:擦除MATLAB工作窗口中所有顯示的內(nèi)容5. 在MATLAB指令表達(dá)式中,標(biāo)點符號空格和逗號各有什么作用？請舉例說明,在哪些情況下,兩者的作用相同？在哪些情況下,二

4、者的作用不同？空格和逗號都能起到分隔符的作用,逗號可作為函數(shù)分割符,也用于區(qū)分行,顯示運算結(jié)果,當(dāng)然不加標(biāo)點也顯示運算結(jié)果,而在大多數(shù)情況下,MATLAB對空格不予處理.矩陣中空格與逗號相同 一些固定的函數(shù)中調(diào)用中,如 solve、 subplot 等括號中的逗號不能替代為空格 一般 MATLAB 對空格不予處理,這些地方可以用空格,卻不能用逗號,如表達(dá)式中,加空 格不影響結(jié)果, 但是加逗號就是錯的； 還有如“ syms x y z ,字母間的空格不能替代為逗號.6. 現(xiàn)有五個數(shù)組：(1 X 1)的實數(shù)數(shù)組 A ; (1 X 1)的字符串?dāng)?shù)組 B; (1X 1)的單元(cell)數(shù)組C; (1

5、 X 1)的結(jié)構(gòu)(structure)數(shù)組D.請問它們各占多少字節(jié)？A： 8 字節(jié)B :與字符串的個數(shù)有關(guān),每個占 2字節(jié)C:與cell的中數(shù)據(jù)類型有關(guān),一般的是在 68字節(jié)的根底上加上數(shù)據(jù)所占的內(nèi)存.D :具體字節(jié)數(shù)不確定,和結(jié)構(gòu)所含的域的個數(shù)和數(shù)據(jù)有關(guān).每一個域用124個字節(jié),每個字母用 2 字節(jié),數(shù)字用 8 字節(jié).7. M函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)特點是什么？M(腳本)文件和M函數(shù)文件的主要區(qū)別在哪些方面？(1 )函數(shù)文件由 function 語句引導(dǎo),其根本結(jié)構(gòu)為:function 輸出形參表 =函數(shù)名(輸入形參表) 注釋說明局部函數(shù)體語句 其中以 function 開頭的一行為引導(dǎo)行, 表示該文

6、件是一個函數(shù)文件. 函數(shù)名的命名規(guī)那么與變 量名相同. 輸入形參為函數(shù)的輸入形參, 輸出形參為函數(shù)的輸出形參. 當(dāng)輸出形參多余一個 時,那么應(yīng)該用方括號括起來.(2)主要區(qū)別: M腳本文件與M函數(shù)文件在個是上不同.腳本文件是命令代碼,可以直接運行,而函數(shù) 文件有固定的格式,供調(diào)用. 文件保存名要求不同.M 腳本文件可以是任意合法的名稱,而函數(shù)文件必須是和函數(shù)名相同,否那么無法調(diào)用. 函數(shù)文件中的變量都是局部變量,而腳本文件中的變量都是全局變量 調(diào)用腳本文件時,不用輸入?yún)?shù), 也沒有輸出參數(shù),文件自身建立需要的變量. 文件執(zhí)行后文件中變量仍然保存在工作空間中.調(diào)用函數(shù)文件時,既有輸入?yún)?shù),又有輸

7、出參數(shù).函數(shù)調(diào)用后文件中變量未被保存在工作空間中.二、編寫M文件或M函數(shù)文件,計算下題：取自變量 x的區(qū)間-8,8,數(shù)據(jù)間隔為0.01,函 數(shù) y=cos(x), z=f(x,y)=sin(x)-y/10 ,繪制三維曲線圖.然后新建一個圖形窗口,利用多圖形窗 口分割方法分別畫出該曲線圖在 4 個不同視角 (-37.5,30)、 (-16,60)、 (-90,0)、 (-8,-12)下的三 維圖形,并對每個圖形標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱和圖標(biāo)題(標(biāo)題內(nèi)容為該圖形的視角值 ).要求給出繪圖結(jié)果,以及每條語句的注釋說明.(其中視角坐標(biāo)值(az,el)中az-方位角；el-俯視角)(20 分)程序:clc % 去

8、除 workspace x=-8:0.01:8; % y=cos(x); % z=sin(x)-y/10; % subplot(2,2,1) % plot3(x,y,z,'r') % view(-37.5,30) % xlabel('x') %clear % 去除 comma nd win dow生成x矩陣生成 y 矩陣生成z矩陣將窗口劃分為 2*2 的 4個窗口,取第一個繪圖 繪制三維圖形視角,其中前者為方位角,后者為俯視角標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱ylabel('y');zlabel('z');title(' 視角(-37.5,3

9、0)') % 標(biāo)注標(biāo)題 legend('f(x,y)') % 加圖例 subplot(222) %取第二個窗口plot3(x,y,z,'g');view(-16,60);xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z'); title(' 視角 (-16,60)') legend('f(x,y)') subplot(2,2,3) %取第三個窗口plot3(x,y,z,'b');view(-90,0); xlabel('x')

10、; ylabel('y'); zlabel('z');title(' 視角 (-90,0)') legend('f(x,y)') subplot(2,2,4) %取第四個窗口plot3(x,y,z,'y');view(-8,-12); xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');title(' 視角 (-8,-12)') legend('f(x,y)') 運行結(jié)果：4MATLAB軟件語言及程序設(shè)計4視角(-3

11、7.5,30)f(x,y)10視角(-16,60)2010視角(-8,-12)0-2J1-1 -10yf(x,y)zyf(x,y)2-r0-2-10-1 0 0x 10 1 yf(x,y)三、在同一坐標(biāo)系內(nèi),分別用紅色實線和藍(lán)色點劃線繪制曲線y1(t)=2e0.5cos(0.3二t)和y2(t)=2e-0.5cos(-t),其中t三0, 3,并用五角星標(biāo)記兩曲線的交叉點,在該點旁注明其坐標(biāo)值.編寫M文件程序代碼,并給出每條語句注釋說明,以及程序運行結(jié)果.(20 分)程序：clear %去除 comma nd windowclc %去除workspace,即內(nèi)存內(nèi)容清空t=0:0.001:3;%

12、規(guī)定變量t的定義域plot(t,2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*t),'r' ); %畫出 y1(t)的圖形hold; %保持使這里的圖都繪在同一張紙上plot(t,2*exp(0.5)*cos(pi*t),'b' ); %畫出 y2(t)的圖形a=10;%解非線性方程迭代點個數(shù),越多解越全,這里10夠for i=0:as=fzero( 'jiaodia n' ,i/a*3.0);%在 i/a*3.0 開始迭代求解if s>=0&s<=3 %選擇在0<=t<=3處的交點予以顯示plot(s,2*exp(

13、0.5)*cos(0.3*pi*s),'kpentagram' ); %繪制交點,num2text(s+0.3*(0.5-s),2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*s+0.1)+0.01,strcat( num2str(s),%標(biāo)識坐標(biāo)str(2*exp(0.5)*cos(0.3*pi*s);end endhold; %恢復(fù)覆蓋,這一幅圖結(jié)束運行結(jié)果:1L1 0,3.2974j-、 一/1.5385,0.39746 、 12.8571,-2.9709rrrr2.53210-1-2-3-40.51.5四、求多項式x4+8x3+x-10除以多項式2x2-x+3的結(jié)果；并分別

14、計算出方程x4+8x3+x-10=0 和方程2x2-x+3=0的解.編寫M程序代碼,并給出每條語句注釋說明,以及程序運行結(jié)果.(20分)程序：fun ctio n matlab4clear %青除 comma nd windowclc %青除workspace,即內(nèi)存內(nèi)容清空syms x; %定義符號變量m=sym2poly(xA4+8*xA3+x-10);%獲得多項式的系數(shù)n=sym2poly(2*xA2-x+3);sha ng,yu=deco nv(m,n);%對多項式進(jìn)行除法運算,其中sha ng為商式系數(shù),yu為余式系數(shù)disp( '(xA4+8*xA3+x-10)/( 2*x

15、A2-x+3) 的商式為：')%顯示多項式相除的商poly2sym(shang, 'x' ) %將多項式shang的系數(shù)復(fù)原成以x為變量的多項式,不加;而顯示 disp( '(xA4+8*xA3+x-10)/( 2*xA2-x+3) 的余式為：')poly2sym(yu, 'x' ) %將多項式y(tǒng)u的系數(shù)復(fù)原成以x為變量的多項式,不加;而顯示 s=solve( 'xA4+8*xA3+x-10'); %求解該等式解disp( '(xA4+8*xA3+x-10)=0的根為');%輸出解disp(s);s=sol

16、ve( '( 2*xA2-x+3)');滅解該等式解disp( '( 2*xA2-x+3)=0 的根為');%輸出解7MATLAB軟件語言及程序設(shè)計disp(s);運行結(jié)果:的商式為:(xA4+8*xA3+x-10)/( 2*xA2-x+3) ans =1/2*xA2+17/4*x+11/8(xA4+8*xA3+x-10)/( 2*xA2-x+3)的余式為:ans =-83/8*x-113/8(xA4+8*xA3+x-10)=0 的根為1-1/2*(148+4*505A(1/2)A(1/3)-12/(148+4*505A(1/2)A(1/3)-3 1/4*(14

17、8+4*505A(1/2)A(1/3)+6/(148+4*505A(1/2)A(1/3)-3+1/2*i*3A(1/2)*(-1/2*(148+4*505A(1/2)A(1/3)+12/(148+4*505A(1/2)A(1/3) 1/4*(148+4*505A(1/2)A(1/3)+6/(148+4*505A(1/2)A(1/3)-3-1/2*i*3A(1/2)*(-1/2*(148+4*505A(1/2)A(1/3)+12/(148+4*505A(1/2)A(1/3) (2*xA2-x+3)=0 的根為1/4+1/4*i*23A(1/2)1/4-1/4*i*23A(1/2)五、A、B、C三

18、個城市,上半年每個月的國民生產(chǎn)總值(單位：億元)如右表.請編寫件分別計算三市6個月的平均國民生產(chǎn)總值；并寫出生成如右下列圖的二維累加直方圖的程序.要求給出每條各城市每月國民生產(chǎn)總值原始數(shù)據(jù)城市1月2月3月4月5月6月A708010590120110B609011510511095cC5040708595110程序：clear %青除 comma nd window clc %青除workspace,即內(nèi)存內(nèi)容清空 sa=(70+80+105+90+120+110)/6; %計算A市 6個月的平均生產(chǎn)總值 disp( 'A市6個月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sa);%顯示sb

19、=(60+90+115+105+110+95)/6; %計算B市6個月的平均生產(chǎn)總值 disp( 'B市6個月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sb);%顯示sc=(50+40+70+85+95+110)/6;%計算A市6個月的平均生產(chǎn)總值disp( 'C市6個月的平均生產(chǎn)總值為'),disp(sc);%顯示a=70 80 105 90 120 110;%肺上半年每月國民生產(chǎn)總值b=60 90 115 105 110 95;%市上半年每月國民生產(chǎn)總值c=50 40 70 85 95 110;%市上半年每月國民生產(chǎn)總值d=a',b',c'%會制直方圖h=bar(d, 'stack' ); %使圖累加 axis(0,7,0,350);%坐標(biāo)設(shè)定xlabel( 'x' ); %X軸下標(biāo) ylabel('刀y' ); %y軸下標(biāo)legend( 'B 市','A 市','C 市','Location'