数学实验2-matlab编程
数学实验练习二 参考答案

数学实验二实验内容:学习matlab的m文件编写和函数的编写,体会matlab编程特点,掌握matlab 的编程基本方法。
要求:一.学习ppt教案的例题代码,能正确的输入、运行代码;二.写出如下各段代码的作用,将以下各段循环执行的代码,改为不需要循环的矩阵和数组运行,并使用tic,toc测试不同代码的执行时间:%程序1,文件名:ex2_2_1.mticdx = pi/30;nx = 1 + 2*pi/dx;for i = 1:nxx(i) = (i-1)*dx;y(i) = sin(3*x(i));endtoc以上程序实现将[0,2*pi]间隔pi/30分成60等分,x和y分别为61个元素的数组,y为计算sin(3x)的值。
以上程序可以使用简单的matlab数组计算实现:x2=0:pi/30:2*pi;y2=sin(3*x2);大家可以比较一下,x1和x2完全相同,y和y2也完全相同。
%程序2,文件名:ex2_2_2.mticA=round(2+rand(50,60)*6); 生成一个在[2,8]上均匀分布的50*60随机数组[X,Y]=size(A); 求出其大小;X=50,Y=60minA=A(1,1); 设最小值为矩阵A的第1行1列的元素for i=1:Xfor j=1:Yif A(i,j)<minAminA=A(i,j);minX=i;minY=j;endendend 以上程序按行、列搜索矩阵A的最小值,若当前值A(I,j)小,则将最小值设为当前值;[minA ,minX,minY] 输出矩阵最小值minA及矩阵最小值所在的行minX、列minY。
toc上述程序可以使用find函数及min函数实现;此时只需: minA=min(A(:));[minX,minY]=find(A ’==minA,1);%注意此处需将矩阵A 转置,因为matlab 中是按列优先搜索的,而题目的程序是按行有限搜索。
matlab实验二

北京工业大学Matlab实验报告**: ***学号: ************: **实验二、Matlab 的基本计算(一)实验目的1.掌握建立矩阵的方法。
2.掌握Matlab 各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。
3.能用Matlab 进行基本的数组、矩阵运算。
4.掌握矩阵分析的方法以及能用矩阵运算或求逆法解线性方程组。
5.掌握Matlab 中的关系运算与逻辑运算。
(二)实验环境1.计算机2.MATLAB7.0集成环境(三)实验内容及要求1、熟练操作MATLAB7.0运行环境;2、自主编写程序,必要时参考相关资料;3、实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码;4、完成实验报告。
(四)实验程序设计1.利用diag 等函数产生下列矩阵。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=032570800a ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=804050702b2.利用reshape 函数将1题中的a 和b 变换成行向量。
3.产生一个均匀分布在(-5,5)之间的随机矩阵(10×2),要求精确到小数点后一位。
4.已知:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=76538773443412A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=731203321B求下列表达式的值:(1) B A K *611+=和I B A K +-=12(其中I 为单位矩阵)(2) B A K *21=和B A K *.22=(3) 331^A K =和3.32^A K =(4) B A K /41=和A B K \42=(5) ],[51B A K =和]2:);],3,1([[52^B A K = 5.下面是一个线性方程组:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡52.067.095.03216/15/14/15/14/13/14/13/12/1x x x(1)求方程的解(矩阵除法和求逆法)(2)将方程右边向量元素3b 改为0.53,再求解,并比较3b 的变化和解的相对变化。
matlab数学实验

《管理数学实验》实验报告班级姓名实验1:MATLAB的数值运算【实验目的】(1)掌握MATLAB变量的使用(2)掌握MATLAB数组的创建,(3)掌握MA TLAB数组和矩阵的运算。
(4)熟悉MATLAB多项式的运用【实验原理】矩阵运算和数组运算在MA TLAB中属于两种不同类型的运算,数组的运算是从数组元素出发,针对每个元素进行运算,矩阵的运算是从矩阵的整体出发,依照线性代数的运算规则进行。
【实验步骤】(1)使用冒号生成法和定数线性采样法生成一维数组。
(2)使用MA TLAB提供的库函数reshape,将一维数组转换为二维和三维数组。
(3)使用逐个元素输入法生成给定变量,并对变量进行指定的算术运算、关系运算、逻辑运算。
(4)使用MA TLAB绘制指定函数的曲线图,将所有输入的指令保存为M文件。
【实验内容】(1)在[0,2*pi]上产生50个等距采样数据的一维数组,用两种不同的指令实现。
0:(2*pi-0)/(50-1):2*pi 或linspace(0,2*pi,50)(2)将一维数组A=1:18,转换为2×9数组和2×3×3数组。
reshape(A,2,9)ans =Columns 1 through 71 3 5 7 9 11 132 4 6 8 10 12 14Columns 8 through 915 1716 18reshape(A,2,3,3)ans(:,:,1) =1 3 52 4 6ans(:,:,2) =7 9 118 10 12 ans(:,:,3) =13 15 17 14 16 18(3)A=[0 2 3 4 ;1 3 5 0],B=[1 0 5 3;1 5 0 5],计算数组A 、B 乘积,计算A&B,A|B,~A,A= =B,A>B 。
A.*Bans=0 0 15 121 15 0 0 A&Bans =0 0 1 11 1 0 0 A|Bans =1 1 1 11 1 1 1~Aans =1 0 0 00 0 0 1A==Bans =0 0 0 01 0 0 0A>=Bans =0 1 0 11 0 1 0(4)绘制y= 0.53t e -t*t*sin(t),t=[0,pi]并标注峰值和峰值时间,添加标题y= 0.53t e -t*t*sint ,将所有输入的指令保存为M 文件。
数学建模实验二:微分方程模型Matlab求解与分析

实验二: 微分方程模型Matlab 求解与分析一、实验目的[1] 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; [2] 熟悉MATLAB 软件关于微分方程求解的各种命令;[3] 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; [4] 熟悉离散 Logistic 模型的求解与混沌的产生过程。
二、实验原理1. 微分方程模型与MATLAB 求解解析解用MATLAB 命令dsolve(‘eqn1’,’eqn2’, ...) 求常微分方程(组)的解析解。
其中‘eqni'表示第i 个微分方程,Dny 表示y 的n 阶导数,默认的自变量为t 。
(1) 微分方程 例1 求解一阶微分方程 21y dxdy+= (1) 求通解 输入:dsolve('Dy=1+y^2')输出:ans =tan(t+C1)(2)求特解 输入:dsolve('Dy=1+y^2','y(0)=1','x')指定初值为1,自变量为x 输出:ans =tan(x+1/4*pi)例2 求解二阶微分方程 221()04(/2)2(/2)2/x y xy x y y y πππ'''++-=='=-原方程两边都除以2x ,得211(1)04y y y x x'''++-= 输入:dsolve('D2y+(1/x)*Dy+(1-1/4/x^2)*y=0','y(pi/2)=2,Dy(pi/2)=-2/pi','x')ans =- (exp(x*i)*(pi/2)^(1/2)*i)/x^(1/2) +(exp(x*i)*exp(-x*2*i)*(pi/2)^(3/2)*2*i)/(pi*x^(1/2))试试能不用用simplify 函数化简 输入: simplify(ans)ans =2^(1/2)*pi^(1/2)/x^(1/2)*sin(x) (2)微分方程组例3 求解 d f /d x =3f +4g ; d g /d x =-4f +3g 。
数学2-用MATLAB绘制二维-三维图形(lq)

[i,j,v]=find(A) 返回矩阵A中非零元素所在的行i,
列j,和元素的值v(按所在位置先后 顺序输出)
A=[3 2 0; -5 0 7; 0 0 1]; [i,j,v]=find(A)
i= 1 2 1 2 3 j= 1 1 2 3 3 v = 3 -5 2 7 1
[X,Y]=meshgrid(x,y) 3)根据函数表达式生成全部网格节点出对应的函数值矩阵z: z=f(X,Y) 4)顺序连接已经产生的空间点(x,y,z)绘制相应曲面: mesh(X,Y,Z) surf(X,Y,Z) shading flat %去除网格线。
例2-7画出矩形域[-1,1]×[-1,1]旋转抛物面:z=x2+y2. x=linspace(-1,1,100); y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); %生成矩形区[-1,1]×[-1,1]的网格坐标矩阵 Z=X.^2+Y.^2; subplot(1,2,1) mesh(X,Y,Z); subplot(1,2,2) surf(X,Y,Z); shading flat; %对曲面z=x2现方式做保护处理对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑并不能对任何下载内容负责
用matlab绘制二维、三维图形
2.1二维图形的绘制
2.1.1 二维绘图的基本命令 matlab中,最常用的二维绘图命令是plot。
使用该命令,软件将开辟一个图形窗口,并 画出连接坐标面上一系列点的连线。
例2-5 采用不同形式(直角坐标、参数、极坐标),画出 单位圆x2+y2=1的图形。
分析:对于直角坐标系方程,y= 1 x2,对于参数方 程x=cost,y=sint,t[0,2 pi] ,利用plot(x,y)命令可以实现。 而在极坐标系中单位圆为r=1(1+0t),利用polar(t,r)命 令实现。
数学实验2 班级 学号 姓名 一.用MATLAB计算下列极限: (1); (2

ans =
m/n
(8)
syms x m n
>> limit((tan(m*x)+x)/sin(n*x),x,0)
ans =
(m+1)/n
二.用MATLAB解方程。
1.一元方程与线性方程组
用两个函数solve ( )和linsolve( )来解线性方程,具体格式如下:
>> X=linsolve(A,B)
X =
[ 1]
[ -1]
[ -1]
[ 1]
说明:X=zeros(4,1)表示建立一个4元素列向量X。
1.非线性方程(组)
用命令函数fsolve()来解非线性方程(组)。具体格式如下:
X=fsolve(fun,x0,options)
参数fun为定义好的待求解的非线性方程(组)的文件名。x0为求解方程的初始向量或矩阵。Options设置命令函数fsolve求解过程的各种参数。通常我们设为optimset(fsolve)。Options的其他参数项可通过帮助文档查询,或直接在MATLAB的命令行输入help optimset查询。
limit(f(x),x,a,'left')(求 )
例1.用MATLAB计算下列极限:
(1) ;(2) ;
(3) ;(4) ;
(5) ;(6) ;
(7) ;(8) 。
解(1)
clear
>> syms x
>> limit((exp(2*x)-1)/x,x,0)
ans =
2
(2)clear
>> syms x k
实验项目1 MATLAB熟悉使用及编程基础2

实验项目1 MATLAB熟悉使用及编程基础MATLAB是美国Mathworks公司推出的一套高件能的数值分析和计算软件,它将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程处术结合在一起,为用户提供了一个强有力的科学及工程问题分析计算和程序设计的工具。
MATLAB本身也在不断改进和创新,特别是2000年以出的版本6,无论在界面设计、计算方法、编程阶段和工具等方面都有了巨大的突破,全面引入了面向对象编程的概念和方法,使MATLAB真正成为了具有全部高级语言功能和特征的新一代软件开发平台。
MATLAB开发环境是一组工具和组件的集成,这些工具是图形化的用户接口,它们包括 MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、编辑调试窗口以及帮助信信息、工作空间、文件和搜索路径等浏览器。
MATLAB集成了丰富的数学函数库,其强大的计算能力覆盖了从基本函数(如求和、正弦、余弦和复数运算等)到特殊函数(如矩阵求逆、矩阵特征值、贝塞尔函数和快速傅里叶变换等)的范围。
MATLAB语言是一种高级编程语言,包括控制流的描述、函数、数据结构、输入输出及面对对象编程,既可以编制适用于快速使用的小程序,也可以编制大型复杂的应用程序。
MATLAB提供了功能强大的图形系统,既可以完成二维和三维数据的可视化、图像处理、动画和图形表达等功能,也可以定制图形的外观,如建立一个完整的图形用户界由的应用程序。
1.实验目的:掌握MA TLAB编程语言和偏微分方程PDE工具箱对电磁场的基本问题进行仿真;2 实验内容:1、MATLAB启动MA TLAB安装到硬盘后,启动方法有:(1)点击Windows桌面上自动生成的快捷方式图标;(2)点击matlab 6\文件夹下快捷方式图标令MATLAB(3)点击matlab/bin/win32文件夹中的Matlab.exe2、m文件编写熟悉基本指令、基本数学运算,借助help、lookfor等命令实现在线帮助。
建立M文件的一般步骤如下:(1)打开文件编辑器:指的是MA TLAB内部编辑/调试器,可以有几种不同的方法打开文件编辑器,最简单的方法是在操作桌面助工具栏上选择蹦(建立新文件)或选择瞪(打开已有的文件),也可以在命令窗口输入命令edit建立新文件或输入命令edit filename,打开名为fi1ename的M文件。
数学实验2 班级 学号 姓名 一.用MATLAB计算下列极限: (1); (2

>> [x,y,f]=fsolve('eg2_2fun',[0.1,0.1])
回车显示
y =
-0.2484 -0.3676
y =
-0.2484 -0.3676
y =
-0.2484 -0.3676
y =
0.0249 0.0530
y =
0.0249 0.0530
y =
0.0249 0.0530
ans =
exp(m*n)
(6)
clear
>> syms y m n k
>> limit((1+m*y)^(n/y+k),y,0)
ans =
exp(m*n)
(7)
clear
>> syms x m n
>> limit(sin(m*x)/tan(n*x),x,0)
ans =
m/n
(8)
syms x m n
y =
1.0e-003 *
0.3389 0.2246
y =
1.0e-003 *
0.3389 0.2246
y =
1.0e-003 *
0.3389 0.2246
y =
1.0e-007 *
0.4429 0.7265
y =
1.0e-007 *
0.5281 0.7649
y =
1.0e-007 *
0.4575 0.9178
用MATLAB计算极限的命令语句如下:
clear
>> syms x y m n(生成符号变量 )
limit(f(x),x,a)(求 )
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例15:用二分法求函数x^2-2=0的正实根.
f ( x ) x 2 2, [a, b] [1,2], f (a ) f (b) 0
1)c (a b) / 2 :
if f (c ) 0(或 | f (c ) | r ), g c;
elseif f (c ) f (a ) 0 b c;
function [p,q]=fun1(a,b,n) p=(a+b).^n; q=(a-b).^n; fun1.m
例14编制程序,从键盘输入a,b,n,计算(a+b)^n,(ab)^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=%.4f\n‟,p,q)
aa3.m
例4
编程产生一个 m n矩阵,使得 1 A(i, j) i j
m=input('请输入 m= '); n=input('请输入 n= '); for i = 1:m for j = 1:n A(i,j) = 1/(i+j); end end A
例5 数列极限 MATLAB程序: hold on % 图形迭加 axis([0,100,2,3]); % 设置坐标轴 grid % 加坐标网格 for n=1:90 % 循环操作 an=(1+1/n)^n; % 计算数列值 plot(n,an,'r*'); % 画出坐标点 pause(0.05); % 暂停0.05秒 fprintf('n=%d an=%.4f\n',n,an); % 显示坐标位置 end
fprintf(' M=%.5f\n ',M);
aa6.m
M-文件中选择控制命令(if命令)
多项选择控制 格式: if (condition is true) commands; elseif (condition is true) commands; else commands; end 作用:若条件成立,则执行命令集 commands. 否则,不执行。
x=input(‘成绩=’) switch fix(x/10) case {10,9} grade='A' case 8 grade='B' case 7 grade='C' otherwise grade='D' end
Break 语句
Break语句的格式为: break; 用于立即跳出包含该 break语句的各种循 环语句while和for 在循环语句中使用的 break语句一般应和if 语句配合使用 例如: while 条件1 …….. if 条件2 break; end ……… end
fprintf('k=%.0f A(%.2f,%.2f) B(%.2f,100) d=%.2f\n',k ,A(1),A(2),B(1),d);
end
M-文件中条件循环命令(while命令)
格式: while (condition is true) commands; end 作用:当条件成立时,执行命令集 commands,直到条件不成立.
if f(a)*f(c)<0 b=c; else a=c; end c=(a+b)/2; fprintf('k=%.0f,c=%.8f\n', k,c); k=k+1; end
二分法求根程序:
a=1;b=2; er=1.0e-8; k=1; c=(a+b)/2; while abs(b-a)>er if abs(f(c))==0 fprintf('k=%.0f,r=%.8f\n',k,r); break; end function y=f (x) y=x^2-2;
No
| b a | er ?
Yes
输出:迭代次数k,方程的近似根c.
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=%.8f\n',k,r); break; end
例15 编写一个function 函数,调用该函数 ,可以将考试分数 值化为“A” ”B” “C” ”D”等级值.
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12:建立符号函数sgn(x)
function sn=sgn(x) if x>0 sn=1; elseif x==0 sn=0; else sn=-1; end 以sgn作为文件名存盘,即建立了函数。 调用: 在命令区执行 : sn=sgn(10)或sn=sgn(-2)
例13:建立计算(a+b)^n,(a-b)^n的函数
用M-文件定义函数
格式 function [y1,y2]=funname(x,y,a,n) 其中: function 为关键字; [y1,y2,…]为输出列表; funname为自定义的函数名; (x,y,a,n,…)为函数参数,用来传递相 关数值. 存盘时,要求用funname作为函数名.
else a c;
2) if b a er,stop, 输出根。 否则goto 1).
输入初值: f ( x ), a , b, 误差限er
c (a b) / 2
f (c ) 0 ?
No Yes
ac
No
f (a ) f (c ) 0 ?
Yes
bc
c (a b) / 2
if f(a)*f(c)<0 b=c; else a=c; end c=(a+b)/2; fprintf('k=%.0f,c=%.8f\n', k,c); k=k+1; end
实验内容
1. 编写程序实现猜数游戏
首先由计算机随机产生一个 [1,100] 之间的一 个整数,然后由用户猜测所产生的这个数。根据 用户猜测的情况给出不同的提示,如果猜测的数 大于产生的数,则显示 “High” ,小于则显示 “ Low ” ,等于则显示 “You won!”,同时退 出游戏。用户最多有 7 次机会。
例7:求和:s=1+2+…+n<3000
s=0;k=1; while s+k<3000 s=s+k; fprintf(' k=%.0f, s=%.0f\n ',k,s); k=k+1; end aa4.m
例8:求e:e=1+1+1/2!+1/3!+… (1/n!<1.0e-8) p=1;e=1;r=1;i=1; while r>=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
程序结构
程序一般包含: 数据输入 a=input('请输入数组 a[n]= '); [m,n]=size(a); M=a(1); for i=2:n if M<a(i) M=a(i); end end fprintf(' M=%.5f\n ',M);
数据处理
结果输出
M-文件中输入、输出命令
直接赋值输入: x=2; a=[1,2;3,4]; s= 'any string!';
直接输出: x
提示对话输入(input命令) x=input('请输入参数 x='); a=input('请输入矩阵 a='); s=input('Please input s=');
格式控制输出(fprintf命令) fprintf('x=%.0f, y=%.5f\n',pi,pi);
M-文件中循环控制命令(for命令)
例2:求阶乘:p=1×2 × 3 × … × n=n! n=input('请输入 n= '); p=1; for i=1:n p=p*i; fprintf(' i=%.0f, p=%.0f\n ',i,p); end aa2.m
例3:求e:e=1+1+1/2!+1/3!+…+1/n! n=input('请输入 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
M-文件中选择控制命令(if命令)
单项选择控制 格式: if (condition is true) commands; end 作用:若条件成立,则执行命令集 commands. 否则,不执行。
例9:求n个实数中最大的数M.
a=input('请输入数组 a[n]= '); [m,n]=size(a); M=a(1); for i=2:n if M<a(i) M=a(i); end end
B=7;