MATLAB计算与仿真课程试卷+答案

一．简答题(每题5分，共40分)
1．数组运算和矩阵运算的运算符有什么区别？
答：在加、减运算时数组运算与矩阵运算的运算符相同，乘、除和乘方运算时，在矩阵运算的运算符前加一个点即为数组运算，如a*b为矩阵乘，a.*b为数组乘。

2. 命令文件与函数文件的主要区别是什么？
答：（1）命令文件是一系列命令的组合，函数文件的第一行必须用function说明；
（2）命令文件没有输入参数，也不用返回参数，函数文件可以接受输入参数，也可以返回参数；
（3）命令文件处理的变量为工作空间变量，函数文件处理的变量为函数内部的局部变量，也可以处理全局变量。

3. 如何定义全局变量？
答：用关键字global可以把一个变量定义为全局变量，在M文件中定义全局变量时，如果在当前工作空间已经存在了相同的变量，系统将会给出警告，说明由于将该变量定义为全局变量，可能会使变量的值发生改变，为避免发生这种情况，应该在使用变量前先将其定义为全局变量。

4. 什么是Simulink ?
答：Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续的、离散的或二者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样速率的多速率系统。

5. 如何在Simulink中进行指定仿真时间的操作?
选择Simulation菜单打开参数设置对话框，在Solver页面中第一项Simulation time 中通过输入开始时间和结束时间来确定仿真时间。

6. MATLAB的变量命名有什么规则？能用”NaN”来作为变量名吗，为什么？
答：变量可以包括数字、字母、下划线，必须以字母开头
可以，因为符合变量名命名规则
7. 简述MATLAB命令窗的主要作用？
答：命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。

是MATLAB提供给用户使用的管理功能的人机界面，其管理功能包括：管理工作空间中的变量、数据的输入输出的方式和方法，开发、调试、管理M 文件和M函数的各种工具。

8. 简述MATLAB桌面集成环境包括的7个窗口及其主要功能？
答：桌面是MATLAB的主要工作界面。

命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。

工作空间管理窗口用于显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、数学结构、该变量的字节数及其类型，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。

命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录，并标明使用时间，这样可以方便用户查询。

当前目录窗口显示当前用户工作所在的路径。

Start菜单用于选择菜单中的命令执行MATLAB产品的各种工具，并且可以查阅MATLAB所含的各种资源。

编译窗口为用户提供了一个图形界面进行M文件的编写和调试。

二．编程题(每题10分，共60分)
1.编写M文件，使用for循环计算f=5^x，当f（x）>500就终止程序，在命令窗口中调用函数文件，求终止程序时f的值和n运行的值分别为多少?
解：
function[y]=f(x) % 2分
for x=1:00 % 4分
f=5^x
if f>500
f=z
n=x
break % 4分
end
end
2. 编写程序分别对符号表达式23
3546
f x y x y
=+-+的x和y求一阶微分。

解：smys x y % 2分
f=3*x^2+5*y^3-4*x+6*y; % 4分
dfdx=diff(f)% 对x求一阶微分% 2分
dfdy=diff(f,y)% 对y求一阶微分% 2分
3. 写出用黑色画出一条正弦虚线和一条余弦点划线，时间为0到2π并标记横坐标和纵坐标，并限定x轴和y轴的显示范围，并添加图例的步骤。

解：
x=0:pi/10:2*pi;
y1=sin(x);
y2=cos(x); %4分
plot(x,y1,’:b’,x,y2,’-.b’) % 2分
xlabel(‘x’)
ylabel(‘y’) %2分
axis([0 2*pi -1 1]) %2分
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legend('sin(x)','cos(x)');
4. 写出计算
693
275
A
⎡⎤
=⎢⎥
⎣⎦
与
241
468
B
⎡⎤
=⎢⎥
⎣⎦
的数组乘积C,而后删除C的第1、3两
列。

解：
A=[6 9 3;2 7 5]; % 2分
B=[2 4 1;4 6 8]; % 2分
C=A.*B% 3分
C(:,[1 3])=[] %3分
5．编写MATLAB程序，用三阶多项式来拟合数据，在同一图形窗口中绘制拟合前和拟合后两条曲线，并对图形坐标轴进行控制。

(每空2分)
clc;clear;close all; %清除命令窗口中的内容，清除工作空间中保持的变量，关闭所有的图形窗口。

x=[1, 2, 3, 4, 5]；y=[5.1, 6.2, 7.0, 8.2, 9.3]；
p=polyfit(x,y,3) ; %采用三阶多项式拟合
x2=1:0.1: 5;
y2=polyval(p,x2); %拟合后的曲线
figure(1)%指定1号图形窗
plot(x1,y1,’k -’,x2,y2,’r:’); %绘制曲线，用黑色实线画y1，用红色虚线画y2 m1 = max([y, y2]); m2 = min([y, y2]);
axis([0 6 m2 m1]); %用axis调制坐标轴，横坐标在[0 6]之间，且完全显示图形set(gca,’Xtick’,[ 1, 3, 5], ’Ytick’,[ 5, 7, 8],) %设置二维坐标刻度为x轴[1, 3, 5]，y轴为[5, 7, 9]
title(‘多项式曲线拟合’); %加上标题“多项式曲线拟合”
xlabel('/itx');ylabel('/ity'); %加上横、纵坐标名“x”和“y”的斜体
legend(‘y1’,‘y2’); %绘制两条曲线所用线型、色彩或数据点形图例
6. 编制一个解数论问题的函数文件：取任意整数，若是偶数，则用2除，否则乘3加1，重复此过程，直到整数变为1。

解：
function c=collatz(n) % 2分
% collatz
% Classic “3n+1” Ploblem from number theory c=n;
while n>1% 2分
if rem(n,2)==0% 2分
n=n/2;
else% 2分
n=3*n+1;
end
c=[c n]; % 2分
end
第2页（共2页）。