《matlab大作业.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlab大作业.doc（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流matlab大作业.精品文档.2014年春季学期MATLAB 课程考查题一. 必答题 (80分)1. 如何设置当前目录和搜索路径，在当前目录上的文件和在搜索路径上的文件有何区别？(2)答：方法一：在MATLAB命令窗口中输入editpath或pathtool命令或通过【File】/【SetPath】菜单，进入“设置搜索路径”对话框，通过该对话框编辑搜索路径。方法二：在命令窗口执行“path(path,D:Study )”，然后通过“设置搜索路径”对话查看“D:Study”是否在搜索路径中。方法三：在命令窗口执行“addpathD:Study-
2、 end”，将新的目录加到整个搜索路径的末尾。如果将end改为begin，可以将新的目录加到整个搜索路径的开始。区别：当前文件目录是正在运行的文件的目录，显示文件及文件夹的详细信息，且只有将文件设置为当前目录才能直接调用。搜索路径中的文件可以来自多个不同目录，在调用时不用将其都设置为当前目录，为同时调用多个文件提供方便。2. 创建符号变量和符号表达式有哪几种方法？(4)答：定义符号变量：方法一：sym函数，可以定义单个符号变量，调用格式为：符号量名=sym（符号字符串）；方法二，syms函数，定义多个符号变量，调用格式：syms 符号变量名1 符号变量名2 符号变量名3 符号变量名4 。空格隔
3、开。定义符号表达式：方法一：用单引号定义符号表达式；方法二：用sym函数定义符号表达式；方法三：用已经定义好的符号变量组成符号表达式；3. GUIDE提供哪些常用的控件工具，各有什么功能 ？（5分）答： 一、控件风格和外观 （1）BackgroundColor：设置控件背景颜色，使用R G B或颜色定义。 （2）CData：在控件上显示的真彩色图像，使用矩阵表示。 （3）ForegroundColor：文本颜色。 （4）String属性：控件上的文本，以及列表框和弹出菜单的选项。 （5）Visible：控件是否可见。二、对象的常规信息 （1）Enable属性： 表示此控件的使能状态，设置为on
4、”，表示可选，为“off”时则表示不可选。 （2）Style：控件对象类型。 （3）Tag：控件表示（用户定义）。 （4）TooltipString属性：提示信息显示。当鼠标指针位于此控件上时，显示提示信息。 （5）UserData：用户指定数据。 （6）Position：控件对象的尺寸和位置。 （7）Units：设置控件的位置及大小的单位 （8）有关字体的属性，如 FontAngle， FontName等。三、控件回调函数的执行 （1）BusyAction：处理回调函数的中断。有两种选项：即Cancel：取消中断事件，queue：排队（默认设置）。 （2）ButtonDownFcn属性：按钮
5、按下时的处理函数。 （3）CallBack属性：是连接程序界面整个程序系统的实质性功能的纽带。该属性值应该为一个可以直接求值的字符串，在该对象被选中和改变时，系统将自动地对字符串进行求值。 （4）CreateFcn：在对象产生过程中执行的回调函数。 （5）DeleteFcn：删除对象过程中执行的回调函数。 （6）Interruptible属性：指定当前的回调函数在执行时是否允许中断，去执行其他的函数。四、控件当前状态信息 （1）ListboxTop：在列表框中显示的最顶层的字符串的索引。 （2）Max：最大值。 （3）Min：最小值。 （4）Value：控件的当前值。4. 建立不同数据类型的变
6、量：包括双精度的数值型(numeric)、符号型(sym)、结构体(structure)、单元型(cell)、字符串型(char)，函数句柄(function handle)、逻辑型（logical），并且采用whos列出各变量名，变量的数组维数，占用字节数，变量的类别。（4分）答：pp=3.14;b=sym(sdlfkjj);d=,1;cv,linspace(1,5,5);e=e;fhandle=sin;g = rand(5); g(g0)=0;whos Name Size Bytes Class Attributes pp 1x1 8 double b 1x1 62 sym d 2x2 3
7、20 cell e 1x6 12 char fhandle 1x1 16 function_handle g 5x5 200 double 5. 求矩阵的秩，迹，特征值和特征向量，并且对矩阵进行LU分解、QR分解及Chollesky分解（3分）。答： a=9 1 2;5 6 3;8 2 7;z=rank(a)j=trace(a)c d=eig(a)l u=lu(a)q r=qr(a)rr p=chol(a)z = 3j = 22c = -0.4330 -0.2543 -0.1744 -0.5657 0.9660 -0.6091 -0.7018 0.0472 0.7736d = 13.5482
8、0 0 0 4.8303 0 0 0 3.6216l = 1.0000 0 0 0.5556 1.0000 0 0.8889 0.2041 1.0000u = 9.0000 1.0000 2.0000 0 5.4444 1.8889 0 0 4.8367q = -0.6903 0.3969 -0.6050 -0.3835 -0.9097 -0.1592 -0.6136 0.1221 0.7801r = -13.0384 -4.2183 -6.8260 0 -4.8172 -1.0807 0 0 3.7733rr = 3.0000 0.3333 0.6667 0 2.4267 1.1447 0
9、0 2.2903p = 06. 执行矩阵A和B下列的运算:A+5*cos(B)、A.*B、 A*B、A./B、B.A、A/B, BA，分别解释数组运算和矩阵运算的区别。（4分）答： A=4 12 20;12 45 78;20 78 136;B=1 2 3;4 5 6;7 8 9;A+5*cos(B)A.*BA*BA./BB.AA/BBAans = 6.7015 9.9193 15.0500 8.7318 46.4183 82.8009 23.7695 77.2725 131.4443ans = 4 24 60 48 225 468 140 624 1224ans = 192 228 264 7
10、38 873 1008 1284 1518 1752ans = 4.0000 6.0000 6.6667 3.0000 9.0000 13.0000 2.8571 9.7500 15.1111ans = 4.0000 6.0000 6.6667 3.0000 9.0000 13.0000 2.8571 9.7500 15.1111Warning: Matrix is singular to working precision. ans = NaN -Inf Inf NaN NaN NaN NaN -Inf InfWarning: Matrix is close to singular or b
11、adly scaled. Results may be inaccurate. RCOND = 1.541976e-018. ans = 11.3333 24.5000 65.6667 -18.6667 -28.0000 -93.3333 10.0000 14.5000 47.0000区别：一维数组相当于向量,二维数组相当于矩阵.所以矩阵是数组的子集l 数组的运算是指数组对应元素之间的运算,也称点运算；l 矩阵是一个二维数组，所以矩阵的加、减、数乘等运算与数组运算是一致的；l 矩阵的乘法、乘方和除法有特殊的数学含义，并不是数组对应元素的运算。7. 求半径为r的圆的面积和周长,分别采用脚本文件和
12、函数文件进行编写, r值由input指令从键盘给出,数据的输出采用disp指令；并且说明脚本式文件和函数文件的特点。（5分）答：脚本文件：r=input(Please Input r: n);A=pi*r2;s=2*pi*r;disp(A);disp(s)Please Input r: 4 50.265525.1327函数：r=input(Please Input r: n);a s=zm(r);disp(a);disp(s);Please Input r: 4 50.2655 25.1327函数文件：functiona s=zm(r)a=r2*pi;s=2*pi*r;end区别：脚本式M文件
13、函数式M文件不接受输入参数，没有返回值。可以接受输入参数，可以有返回值。基于matlab基本工作空间中的数据进行操作，存储在工作空间，属于全局变量。默认时，文件中参数的作用范围只限于函数临时工作空间内部，属于局部变量。 自动完成需要花费很多时间的多步操作时使用。 扩展MATLAB语言功能时使用。 8. 级数求和：(1) 分别用for和while循环结构编写程序求和，并且说明for和while区别；答：for循环： ss=0;for k=1:64 ss=ss+1/(k*(k+1);endssss =0.9846while循环： ss=0;k=1;while k k=linspace(-3,3,5
14、0);y=shuzhi(x);rr=diff(y)rr =3*x2 - 4*exp(x) - 500*cos(x)函数shuzhi：function ss=shuzhi(x)ss=x.3-4.*exp(x)-sin(x)/0.002;end x=linspace(-3,3,100);y=x.3-4.*exp(x)-sin(x)/0.002;p=polyfit(x,y,3);d=polyder(p)d = 145.9691 -7.3927 -439.978813. 求方程组的根,分别采用数值运算fsolve和符号运算solve，数值运算的初始值为x0 = -5; -5，要求显示符号运算得到结构体
15、的每个元素的具体数值. (5分)答：数值运算fsolve：x=fsolve(dzya,-5,-5,optimset(Display,off)x = 0.5671 0.5671符号运算solve：syms x y;solve(2*x-y-exp(-x),-x+2*y-exp(-y)ans = x: 0.5671 y: 0.5671 14. 符号矩阵 (1) 简化符号矩阵然后求行列式、逆矩阵和秩； f=(4*x2+8*x)/y log(x)-exp(a*(x+y);33 sin(x)*cos(y)-cos(x)*sin(y); r,how = simple(f)r = (4*x*(x + 2)/y
16、, log(x) - exp(a*(x + y) 33, sin(x - y)how =simplify det(r)ans =(33*y*exp(a*x + a*y) + 4*x2*sin(x - y) - 33*y*log(x) + 8*x*sin(x - y)/y inv(r)ans = (y*sin(x - y)/(33*y*exp(a*(x + y) + 4*x2*sin(x - y) - 33*y*log(x) + 8*x*sin(x - y), (y*(exp(a*(x + y) - log(x)/(33*y*exp(a*(x + y) + 4*x2*sin(x - y) - 3
17、3*y*log(x) + 8*x*sin(x - y) -(33*y)/(33*y*exp(a*(x + y) + 4*x2*sin(x - y) - 33*y*log(x) + 8*x*sin(x - y), (4*x*(x + 2)/(33*y*exp(a*(x + y) + 4*x2*sin(x - y) - 33*y*log(x) + 8*x*sin(x - y) rank(r)ans =2(2) jx=int(r)jx = (4*x2*(x + 3)/(3*y), x*(log(x) - 1) - exp(a*x + a*y)/a 33*x, -cos(x - y) jy=int(r
18、,y,2,9) jy = 4*x*log(9/2)*(x + 2), 7*log(x) + (exp(a*x)*(exp(2*a) - exp(9*a)/a 231, cos(x - 9) - cos(2 - x)jxy=int(r,x,y)j = -(4*(x3 + 3*x2 - y3 - 3*y2)/(3*y), y*(log(y) - 1) - x*(log(x) - 1) + (exp(a*x + a*y) - exp(2*a*y)/a33*y - 33*x, cos(x - y) - 1（3）（10分） dx=diff(r,x)dx = (4*(x + 2)/y + (4*x)/y,
19、 1/x - a*exp(a*(x + y) 0, cos(x - y) dy2=diff(r,y,2)dy2 = (8*x*(x + 2)/y3, -a2*exp(a*(x + y) 0, -sin(x - y) dxy=diff(dx,y)dxy = - (4*(x + 2)/y2 - (4*x)/y2, -a2*exp(a*(x + y) 0, sin(x - y) 15. 椭圆的隐式方程为： ，它的参数方程可以表达为：x=a*cos() y=b*sin()，其中a=5,b=3；请用subplot在三个子图区域用不同的方法绘制椭圆曲线，要求为每幅子图形加上标题title和坐标轴标注,其中
20、(1)采用ezplot分别绘制椭圆隐式和参数方程在两个子图区域；(2)当a值由1变化到5时，采用plot绘制5条椭圆曲线在另一个子图区域中，t在-2,2范围，使用linspace命令取椭圆100个点，使用legend命令来标明每一条对应的a值曲线的图例。(10分)答：subplot(131);ezplot(y2/9+x2/25-1);title();xlabel(x);ylabel(y);syms t;subplot(132);ezplot(5*sin(t),0,2*pi);hold on;ezplot(3*cos(t),0,2*pi);axis(0 2*pi -6 6);xlabel(the
21、ta);ylabel(xy);title();subplot(133);title(a15);xlabel(x);ylabel(y);a=1;t=linspace(-2*pi,2*pi,100);x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-);hold on;a=2;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-);a=3;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,:);a=4;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,-.);a=5;x=a.*cos(t);y=3.*sin(t);plot(x,y,
22、p);legend(a=1,a=2,a=3,a=4,a=5);二、选答题（必须选4道题，每题5分，总计20分）1. 符号运算(1) 分解因式 syms xy=x4-5*x3+5*x2+5*x-6;yy=factor(y)yy =(x - 1)*(x - 2)*(x - 3)*(x + 1) syms x y z;f=x2+y2+z2+2*(x*y+y*z+z*x);ff=factor(f)ff =(x + y + z)2(2) 化简表达式 syms a b;f=sqrt(a+sqrt(a2-b)/2)+sqrt(a-sqrt(a2-b)/2);ff=simplify(f)ff =(2(1/2)
23、*(a + (a2 - b)(1/2)(1/2) + (a - (a2 - b)(1/2)(1/2)/2 syms x y;z=sin(x)*cos(y)-cos(x)*sin(y);ff=simplify(z)ff =sin(x - y)(3) 求极限 syms x k;f=(1-1/x)(k*x);limit(f,x,inf)ans = 1/exp(k)2. 积分运算 (1)定积分运算：分别采用数值和符号运算 数值积分： s=quad(sqrt(1+cos(x),0,pi/2,1e-8)s = 2.0000符号积分： syms xy=sqrt(1+cos(x);r=int(y,0,pi/2
24、) r =2符号： syms x y;z=x2+y2;r=int(z,x,0,1)rr=int(r,y,0,1)r =y2 + 1/3rr =2/3数值： rr=dblquad(fxx,0,1,0,1)rr =2/3 (2) 不定积分运算 syms a b x y;z=sin(x/a)+b/y;r=int(z,x);rr=int(r,y)rr = b*x*log(y) - a*y*cos(x/a)3. 已知微分方程采用数值运算ode和符号运算dsolve求解： dsolve(D2x-1000*(1-x2)*Dx-x=0,x(0)=2,Dx(0)=0)Warning: Explicit solu
25、tion could not be found. In dsolve at 120ans = empty sym ode求解：t,y=ode45(fxyz,0,40,2;0);plot(t,y)4. 采用GUIDE工具设计椭圆（x=a*cos(t) y=b*sin(t)）的用户界面， a和b值由编辑框输入，实现在坐标轴上显示椭圆曲线的目的。要求设计一个带有两个编辑框、一个坐标轴、一个按钮和相应的静态文本的图形用户界面，当用鼠标点击按钮时，在坐标轴内画出不同a和b值的椭圆曲线。function varargout = tuoyuan2(varargin)gui_Singleton = 1;gui
26、_State = struct(gui_Name, mfilename, . gui_Singleton, gui_Singleton, . gui_OpeningFcn, tuoyuan2_OpeningFcn, . gui_OutputFcn, tuoyuan2_OutputFcn, . gui_LayoutFcn, , . gui_Callback, );if nargin & ischar(varargin1) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin1);endif nargout varargout1:nargout = gui_main
27、fcn(gui_State, varargin:);else gui_mainfcn(gui_State, varargin:);endfunction tuoyuan2_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)handles.output = hObject; guidata(hObject, handles);function varargout = tuoyuan2_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout1 = handles.output;function a_Callb
28、ack(hObject, eventdata, handles)a = str2double(get(hObject, String);handles.a = a;guidata(hObject,handles) function a_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc & isequal(get(hObject,BackgroundColor), get(0,defaultUicontrolBackgroundColor) set(hObject,BackgroundColor,white);end function b_Callbac
29、k(hObject, eventdata, handles)b = str2double(get(hObject, String);handles.b = b;guidata(hObject,handles)function b_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc & isequal(get(hObject,BackgroundColor), get(0,defaultUicontrolBackgroundColor) set(hObject,BackgroundColor,white);endfunction jisuan_Callback(hObject, eventdata, handles)si=0:0.05*pi:2*pi;handles.xuyu.x=handles.a*sin(si);handles.xuyu.y=handles.b*cos(si);axes(handles.axes1);plot(handles.xuyu.x,handles.xuyu.y);