数学应用软件实验七
桂林电子科技大学
数学与计算科学学院实验报告
重庆大学数学模型数学实验作业四讲解
开课学院、实验室:数统学院实验时间:2015年10月28日 课程名称数学实验实验项目 名称 种群数量的状态转移—— 微分方程 实验项目类型 验证演示综合设计其他 指导 教师 肖剑成绩 实验目的 [1] 归纳和学习求解常微分方程(组)的基本原理和方法; [2] 掌握解析、数值解法,并学会用图形观察解的形态和进行解的定性分析; [3] 熟悉MATLAB软件关于微分方程求解的各种命令; [4] 通过范例学习建立微分方程方面的数学模型以及求解全过程; 通过该实验的学习,使学生掌握微分方程(组)求解方法(解析法、欧拉法、梯度法、改进欧拉法等),对常微分方程的数值解法有一个初步了解,同时学会使用MATLAB软件求解微分方程的基本命令,学会建 立微分方程方面的数学模型。这对于学生深入理解微分、积分的数学概念,掌握数学的分析思维方法,熟 悉处理大量的工程计算问题的方法是十分必要的。 实验内容 1.微分方程及方程组的解析求解法; 2.微分方程及方程组的数值求解法——欧拉、欧拉改进算法; 3.直接使用MATLAB命令对微分方程(组)进行求解(包括解析解、数值解); 4.利用图形对解的特征作定性分析; 5.建立微分方程方面的数学模型,并了解建立数学模型的全过程。 基础实验 一、问题重述 1.求微分方程的解析解, 并画出它们的图形, y’= y + 2x, y(0) = 1, 0 重庆科技学院 数学实验与数学软件课程设计 课程名称:菜单与对话框设计 开课学期:_2014-2015-1 学院:__ 数理学院 开课实验室:_数学实验与建模实验室_ 学生姓名: 谭云文 专业班级: 应数13-2班 __ 学号:___ 20134432214 _ 实验十二 我们本次实验做的是菜单与对话框设计,所谓菜单与对话框的设计包括在图形用户界面中。而图形用户界面是由窗口、菜单、对话框等各种图形元素组成的用户界面。因为在这种用户界面中,用户的操作既生动形象,又方便灵活,这是它的一大特点。 在MATLAB中,基本的图形用户界面对象包含3类:用户界面控件对象、下 拉式菜单对象和快捷菜单对象,可以设计出界面友好、操作方便的图形用户界面。 其中MATLAB用户菜单对象是图形窗口的子对象,所以菜单设计总在某一个图形 窗口中进行。MATLAB的图形窗口有自己的菜单栏。为了建立用户自己的菜单系 统,可以先将图形窗口的MenuBar属性设置为none,以取消图形窗口默认的菜 单,然后再建立用户自己的菜单。对话框是用户与计算机进行信息交流的临时窗 口,在现代软件中有着广泛的应用。在软件设计时,借助于对话框可以更好地满 足用户操作需要,使用户操作更加方面灵活。为了更便捷地进行用户界面设计, MATLAB提供了图形用户界面开发环境,这使得界面设计在可视化状态进行,设计过程中变得简单直观,实现了“所见即所得”。 例1 一、实验目的 1. 掌握plot菜单的方法。 2. 掌握建立控件对象的方法。 3. 掌握对话框设计的方法。 二、实验内容 设计图1所示的菜单。 菜单条上仅有Plot菜单,其中有Sine Wave、Cosine Wave和Exit共3个命令。若选择了其中的Sine Wave命令,则将绘制出正弦曲线;若选择了其中的Cosine Wave命令,则将绘制出余弦曲线;如果选择了Exit命令,则将关闭窗口。 程序如下: screen=get(0,'ScreenSize'); W=screen(3);H=screen(4); figure('Color',[1,1,1],'position',[0.2*H,0.2*H,0.5*W,0.3*H],... 'Name','图形演示系统','NumberTitle','off','Menubar','none'); %plot hplot=uimenu(gcf,'Label','&Plot'); uimenu(hplot,'Label','Sine Wave','Call',... ['t=-pi:pi/20:pi;','plot(t,sin(t));',... 'set(hgon,''Enable'',''on'');',... 'set(hgoff,''Enable'',''on'');',... 'set(hbon,''Enable'',''on'');',... 'set(hboff,''Enable'',''on'');']); uimenu(hplot,'Label','Cosine Wave','Call',... ['t=-pi:pi/20:pi;','plot(t,cos(t));',... 'set(hgon,''Enable'',''on'');',... 'set(hgoff,''Enable'',''on'');',... 'set(hbon,''Enable'',''on'');',... 'set(hboff,''Enable'',''on'');']); uimenu(hplot,'Label','&Exit','Call','close(gcf)'); 三、运行结果 1.点击SineWave函数将出现我们所需要的图像,如图: 2点击CosineWave函数将出现我们所需要的图像,如图: 数学实验: 概率统计F实验 一,实验目的: 运用数学软件解决概率统计问题 二,实验工具: WPS软件, SPSSS软件 三,实验要求: 1、写出相应软件命令及具体操作截图。 2、给出结果的截图并给出相应统计结论。 3、以实验报告的形式上交,实验报告的格式自己设计。 1、已知某地某品种10头成年母水牛的体高(cm)为:137,133,130,128,127,119,136,132,128,130。求出均值、标准差、极差、中位数、变异系数及95%置信区间。(30分) 2、某食品企业厂生产瓶装矿泉水,其自动装罐机在正常工作状态时每罐净容量(单位为ml)具正态分布,且均值为500。某日随机抽查了10瓶水,得结果如下:505,512,497,493,508,515,502,495,490,510,问罐装机该日工作是否正常?(30分) 3、分别测定了10只大耳白家兔、11只青紫蓝家兔在停食18小时后正常血糖值如下表,已知其服从正态分布,问该两个品种家兔的正常血糖值是否有显著差异?(单位:kg)(40分) 大耳白57 120 101 137 119 117 104 73 53 68 青紫蓝89 36 82 50 39 32 57 82 96 31 88 四,实验内容: 1、已知某地某品种10头成年母水牛的体高(cm)为:137,133,130,128,127,119,136,132,128,130。求出均值、标准差、极差、中位数、变异系数及95%置信区间。 使用软件: WPS软件 (1)数据输入: (2)计算均值: =AVERAGE(A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11)放入C2 (3)计算标准差:=STDEV(A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11)放入D2 (4)计算极差:=MAX(A2:A11)-MIN(A2:A11)放入E2 (5)计算中位数:=MEDIAN(A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11) F2 (6)计算变异系数:=D2/C2 G2 (7)自由度: 9 H2 (8)自信度:0.95 J2 (9)计算t分布双侧分位数:=TINV(0.05,9) I2 (10)抽样平均误差:=D2/SQRT(10) K2 (11)允许误差:=I2*K2 L2 (12)自信下限:=C2-L2 H5 (13)自信上限:=C2+L2 I5 实验结果: 实验七用MATLAB解无约束优化 【实验目的】 1.掌握MATLAB优化工具箱的基本用法,对不同的算法进行初步分析、比较。2.练习用无约束化方法建立和求解实际问题的模型(包括最小二乘拟合)。【实验内容】 第四题: 某海岛上有12个主要的居民点,每个居民点的位置(用平面坐标x,y表示,距离单位:km)和居住的人数(R)如下表所示。现在准备在海岛上建一个服务中心为居民提供各种服务,那么服务中心应该建在何处? 【模型建立与求解】 设服务中心的坐标为(x,y),所有居民到服务中心的距离之和为z,则有:Z=[R k? k=1~12; 本题就是求zmin,,这是一个无约束极小值的问题。 用MATLAB求解如下,首先建立exam0701.m源文件: function z=exam0701(x,x0,y0,R) z=0; for i=1:12 z=z+R(i)*sqrt((x(1)-x0(i))^2+(x(2)-y0(i))^2); end 主程序为: X=[0, 8.2, 0.5, 5.7, 0.77, 2.87, 4.43, 2.58, 0.72, 9.76, 3.19, 5.55]; x=[0, 8.2, 0.5, 5.7, 0.77, 2.87, 4.43, 2.58, 0.72, 9.76, 3.19, 5.55]; y=[0, 0.5, 4.9, 5.0, 6.49, 8.76, 3.26, 9.32, 9.96, 3.16, 7.2, 7.88]; R=[600, 1000, 800, 1400, 1200, 700, 600, 800, 1000, 1200, 1000, 1100]; 徐州工程学院数理学院数学应用软件实验报告 课程(实验序号)数学应用软件实验 1 实验地点、日期数学建模机房2011 年 2 月23 日主要仪器设备计算机 使用的软件名称Mathematica 实验类型演示性实验 验证性实验 综合性实验√设计性实验 研究性实验 班级:姓名:孙娅学号:20090402223 一、实验题目名称:函数】变量和表达式 二、实验目的: 理解变量和算式、内核与前端处理器构成的人机对话系统,了解计算的精度问题个Mathematica使用中的几个问题。熟练掌握数的表示和计算、常用数学函数,会绘制简单函数的图形。通过上机初步了解数学应用软件,Mathematica的各种界面。 三、实验内容: 练习题1 1.计算下列各式的数值: (1) Log[2,10] Log[10]/Log[2] (2) Sqrt[Pi^2+1] 1 2 (3) Log[10,3264] Log[3264]/Log[10] (4) E^E ??/2 (5) Cos[135^0] Cos[1] (6) Sin[Pi^2/2] Sin[π2/2] (7) ArcSin[1/2] π/6 (8) 200! 7886578673647905035523632139321850622951359776871732632947425332443594499634033429203042 8401198462390417721213891963883025764279024263710506192662495282993111346285727076331723 7396988943922445621451664240254033291864131227428294853277524242407573903240321257405579 数学实验的心得体会 实验是对于知识更深一层的解剖,下面是小编为大家整理关于数学实验的心得体会,欢迎大家阅读! 数学实验的心得体会(一) 一直以来都觉得数学是门无用之学。给我的感觉就是好晕,好复杂!选修了大学数学这门课,网上也查阅了一些有趣的数学题目,突然间觉得我们的生活中数学无处不在。与我们的学习,生活息息相关。 不得不说,数学是十分有趣的。可以说,这是死中带活的智力游戏。数学有它一定的规律性,就象自然规律一样,你永远也无法改变。但就是这样,它就越困难,越有挑战性。 数学无边无际深奥,更是能让人着迷的遨游在学海的快乐中。数学是很深奥,但它也不是我们可望不可及的。它更拥有自己的独特意义。学习数学的意义为了更好的生活,初中数学吧;为了进入工科领域工作,高中数学吧;为了谋求数学专业领域的发展,大学数学吧数学是什么是什么什么学科,公认的!我觉得是一们艺术,就象有黄金分割才美!几何图形如此精致!规律循环何等奇妙! 在网上看到一个很有趣的题目:有一个刚从大学毕业的年轻人去找工作。为了能够胜任这第一份工作,他也自作聪明地象老板提出了一个特殊的要求。“我刚进入社会,现在只是想好锻炼自己,所以你就不必付我太多钱。我先干7天。第一天,你付我5角钱;第二天就付我前一天的平方倍工钱, 之后依次类推。”老板一口答应了。可到了最后一天领工资的时候,这个年轻人却只领到了寥寥几块钱。年轻人很不解,老板却说自己已经很不错了,多付了他好几百天的工钱。你知道为什么吗?起初看到我是一头雾水,后面就明白了:元的平方是元,元的平方是元......也就是说这么一直算下去,年轻人的工钱是一天比一天少的。自然,赚几元钱就得好多天了。但是如果年轻人第一天要的工钱大于1元钱,那么7天的工钱可就多得多了。我们不得不说这个老板是聪明的,员工的马虎的。这么简单的知识也会运用错误,导致自己吃了哑巴亏还没办法挽回。这么一个简单的例子事实上就已经说明数学就在我们的身边。 其实数学就是在我们的身边,之所以没有发现它的存在,我想有时候可能还是因为它的存在及运用实在太多。 数学讲究的是逻辑和准确的判断。在一般人看来,数学又是一门枯燥无味的学科,因而很多人视其为求学路上的拦路虎,可以说这是由于我们的数学教科书讲述的往往是一些僵化的、一成不变的数学内容,如果在数学教学中渗透数学史内容而让数学活起来,这样便可以激发学生的学习兴趣,也有助于学生对数学方法和原理的理解认识的深化。数学不是迷宫,它更多时候是象人生曲折的路:坎坷越多,困难越多,那么之后的收获就一定越大! 数学实验的心得体会(二) 数学,在整个人类生命进 数学软件实验报告 学院名称:理学院专业年级: 姓名:学号: 课程:数学软件实验报告日期:2014年12月6日 实验七SIMULINK建模与工具箱的使用 一.实验目的 MATLAB 具有丰富的可用于各种专业方向的工具箱,这些工具箱已经形成了MATLAB 的系列产品。特别是动态仿真建模工具箱,更是成为许多工具箱的基础。本次实验的目的就是要使大家了解MA TLAB工具箱使用的基本方法,以及如何查询工具箱,主要掌握系统优化工具箱的使用和系统动态仿真建模工具箱的使用。 二.实验要求 MATLAB系统的工具箱十分的丰富,并且随着版本的不断升级,其工具箱还在不断地增加。通过本次实验,要求了解MA TLAB系统工具箱的分类与查询,会使用系统优化工具箱解决一些实际问题。能建立系统仿真方框图,并进行系统仿真模拟。 三.实验内容 最优化工具箱 非线性最小化函数 fgoalattain 多目标达到优化 constr 有约束最小化 fminbnd 有边界最小化 fminunc使用梯度法的无约束最小化 fminsearch 使用简单法的无约束最小化 fzero 非线性方程求解(数量情况) fsolve 非线性方程求解 lsqnonlin 非线性最小二乘 fminimax 最小的最大解 fseminf 半无穷区间最小化 2.矩阵问题的最小化 linprog 线性规划 quadprog 二次规划 lsqnonneg 非负线性最小二乘 lsqlin 约束线性最小二乘 第十章 10.1线性优化 >> f=[-5 4 2]; >> a=[6 -1 1;1 2 4]; >> b=[8 10]; >> 1b=[-1 0 0]; >> ib=[-1 0 0]; >> ub=[3 2]; >> [x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,a,b,[],[],ib,ub) Optimization terminated. x = 1.3333 0.0000 0.0000 fval = -6.6667 exitflag = 1 output = iterations: 7 algorithm: 'large-scale: interior point' cgiterations: 0 message: 'Optimization terminated.' constrviolation: 0 lambda = ineqlin: [2x1 double] 1.(1) [1 2 3 4;0 2 -1 1;1 -1 2 5;]+(1/2).*([2 1 4 10;0 -1 2 0;0 2 3 -2]) 2. A=[3 0 1;-1 2 1;3 4 2],B=[1 0 2;-1 1 1;2 1 1] X=(B+2*A)/2 3. A=[-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5] abs(A)>3 % 4. A=[-2 3 2 4;1 -2 3 2;3 2 3 4;0 4 -2 5] det(A),eig(A),rank(A),inv(A) 求计算机高手用matlab解决。 >> A=[-2,3,2,4;1,-2,3,2;3,2,3,4;0,4,-2,5] 求|A| >> abs(A) ans = ( 2 3 2 4 1 2 3 2 3 2 3 4 0 4 2 5 求r(A) >> rank(A) ans = 4 求A-1 《 >> A-1 ans = -3 2 1 3 0 -3 2 1 2 1 2 3 -1 3 -3 4 求特征值、特征向量 >> [V,D]=eig(A) %返回矩阵A的特征值矩阵D 与特征向量矩阵V , V = - + + - - + - + - + - + D = { + 0 0 0 0 - 0 0 0 0 + 0 0 0 0 - 将A的第2行与第3列联成一行赋给b >> b=[A(2,:),A(:,3)'] b = 《 1 - 2 3 2 2 3 3 -2数学实验软件
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