matlab及应用实验指导书08.9
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while 表达式 1 语句 1 End
例 2 计算公式： e = 1 +
1 1 1 1 + + + L + + L ，使误差小于给定的 ε 。 1! 2! 3! n!
8
解：把
1 作为误差，程序如下： (n + 1)!
error=input('请输入误差：'); x=1; y=0; n=1; while x>error y=y+x; x=x/n; n=n+1; end e=y
t=0:0.05:10*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot3(x,y,t,'*-b') grid on
格式 comet3(x,y,z)
4
t=-20*pi:0.05:20*pi; comet3(sin(t),cos(t),t)
（三） 三维网格图 格式：mesh(X,Y,Z,C)，[X,Y]=meshgrid(x,y) 绘出 Z= x 2 y2 − ， x ∈ (−8,8) ， x ∈ (−8,8) 的三维网格图。 4 2 52
3、IF-ELSE-END 结构
很多情况下， 命令的序列必须根据关系的检验有条件地执行。 在编程语言里， 这种逻辑由某种 If-Else-End 结构来提供。最简单的 If-Else-End 结构是：
if 表达式 1 语句 1 End
如果在表达式 1 中的所有元素为真(非零)，那么就执行 if 和 end 语言之间的 语句 1。假如有两个选择，If-Else-End 结构是：
x ∈ (−10,10) , y ∈ (−8,8) ,z=
sin x 2 + y 2 x 2 + y2
5
5、绘出 x = sint ， y = t 2 + e t 的彗星效果图。 6、绘出函数 f = x 2 + e y x 在[-2，2]，[-2，2]上的三维曲面图。
6
实验三 MATLAB 编程入门
3.将正弦曲线 0~π/2 部分与轴包围的封闭图形填充为蓝色。
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); x1 =0:0.1:pi/2; y1= sin(x1); plot(x,y,'-r') hold on fill([x1,pi/2],[y1,0],'b')
将上面最后一句分别改为 fill(x1,y1,’b’),情况如何变化。 （二） 三维曲线图 格式 plot3(X,Y,Z,S) 绘制螺旋线
1
实验一 熟悉 MATLAB 环境
一、实验目的 1、熟悉 MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作； 2、学会简单的矩阵输入与运算符； 3、掌握部分绘图函数。 二、实验原理 MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各 种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。 三、实验内容 （一）熟悉简单的矩阵输入 1、从屏幕上输入矩阵 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，或 A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]。 观察输出结果。 2、试用回车代替分号，观察输出结果。 3、输入矩阵 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1]，C=[4,5,6;7,8,9;1,2,3],键入 A，B， C 观察结果。 4、选择 File|new 菜单中的 M-file，输入：name=[9 ,8,7;6,5,4;3,2,1]， 保存为“xingming.m”文件，退出编辑环境。此时在工作环境中使用 xingming 命令就可调出姓名矩阵。 5、再试着输入一些矩阵，矩阵中的元素可为任意表达式，但注意矩阵中各 行各列的元素个数需分别相等，否则会给出出错信息。 6、输入 who 和 whos 观察结果，了解其作用。 （二）运算符及基本序列运算 1、数组的加减乘除和乘方运算 输入 A=[1 2 3]，B=[4 5 6]，求 C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B， 并用 stem 画出 A，B，C，D，E，F，G。再输入一些数组，进行类似运算（注意 大小写字母的不同）。 2、输入 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1]
x 2 y2 + = 1 （用参数方程） 4 16
（3）在同一图形窗口中，画出四幅不同图形（用 subplot 命令） ： y1 = cos( x) ， y 2 = sin( x − pi / 2) ， y3 = x 2 cos( x − pi) ， y 4 = esin( x ) （ x ∈ [0,2π ] ） 4、画出如下的三维网格曲面图：
《matlab及应用》实验指导书
自动化工程学院 2008年
实验基本要求
课程名称：matlab 及应用实验 开课学期：3 课程总学时 ：10 学时（课外） 开课对象：自动化专业、测控技术及仪器专业二年级学生 实验目的与要求： 《MATLAB 及应用》实验是学习 MATLAB 软件重要实践环节，其目的在于 通过实验让学生熟悉 MATLAB 工作环境及基本功能设置，以 MATLAB 语言为 主要工具，掌握 MATLAB 程序设计的基本原理和设计方法，掌握 MATLAB 在 工程数学中的应用， 为后续课程打下基础， 提高学生分析问题和解决问题的能力， 并通过实验培养学生的创新意识。 本实验课程的基本要求如下： 1． 学会用 MATLAB 语言编写程序， 通过上机实习加深对课堂所学知识的理 解。 2．上机前按要求把实验内容准备好，编好程序，能预计出可能出现的结果。 3．观察实验结果，得出结论。 4．实验结束后提交实验报告。 5．实验考核：采用实验操作与实验报告综合评分。 实验报告内容要求: 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 四、实验所涉及到的理论知识要点 五、实验方法及步骤 六、实验结果及分析
x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x);plot(x,y)
（3）绘制 y=sin(x)图形
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)
可以给图形加标记，格栅线
x =0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,'r-') title('正弦曲线') xlabel('自变量 x') ylabel('函数 y=sinx') text(5.5,0,' y=sinx') grid
if 表达式 1 语句 1 Else 语句 2 end
在这里，如果表达式 1 为真，则执行语句 1；如果表达式是假，则执行语句
2。当有三个或更多的选择时，If-Else-End 结构采用形式
if 表达式 1 语句 1 Else if 表达式 2 语句 2 Else if 表达式 3 语句 3 Else if 表达式 4 语句 4 Else if …… else 语句 end
for x=0:19 for y=0:33 for z=0:100 if (x+y+z==100)&(5*x+3*y+z/3==100) d=[x,y,z] end end end end
2、While 循环
与 For 循环以固定次数求一组命令的值相反，While 循环以不定的次数重复 执行一组语句。While 循环的一般形式是：
n=10。
For 循环的其它重要特点是： （1）For 循环不能用 For 循环内重新赋值循环变量 n 来终止。
for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); n=9; end x n
执行过程是这样的: n=1,x(1)=sin(pi/10),n=9,n=2,x(2)=sin(2*pi/10),n=9,n=3,…,n=10, x(10)=sin(10*pi/10),n=9。循环结束后 n=9。 （2）在 For 循环内接受任何有效的 MATLAB 数组。
x=-8:8; y=-8:8; [X,Y]=meshgrid(x,y); z=(X.^2/4^2-Y.^2/5^2); mesh(x,y,z)
改变 x,y 的赋值步长，图形怎样变化？ （四） 三维曲面图 格式 surf(X,Y,Z,C) 输入教材 46 页下的程序 三、作业（要求写出 MATLAB 命令，图形可不画在实验报告上） 1、在一幅图上画出两个周期的正弦曲线和余弦曲线，画出坐标轴，加上各 种图注，并在正弦曲线（0～π/2）和横轴之间填充红色。 2、某校共有 1560 名学生，其中计算机 213 名，外语 387 名，音乐 220 名， 美术 280 名，中文 280 名，数理 180 名分别画出饼图，条形图示意学生分布（用 pie bar legend）。 3、做出下列函数的图像： （1） y ( x) = x 2 sin( x 2 − x − 2) ， − 2 ≤ x ≤ 2 （分别用 plot、fplot） （2）
例 1 公元前五世纪我国古代数学家张丘建在《算经》一书中提出了“百鸡问 题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、 雏各几何？ 解：设 x:鸡翁数，则 x 的范围：0～19；y:鸡母数，则 y 的范围：0～33；z: 鸡雏数，则 z 的范围：0～100。则：x+y+z=100，5x+3y+z/3=100。这是一个不定 方程。
一、实验目的
1、熟悉 MATLAB 简单编程； 2、学会 M 函数文件的建立存取和调用； 3、掌握 MATLAB 支持的控制流语句和调用格式。
二、实验内容
1、For 循环 For 循环的一般形式是：
for x =array 语句 end
在 for 和 end 语句之间的语句按数组中的每一列执行一次。 在每一次迭代中，
7
data=[3 9 45 6; 7 16 -1 5] for n=data x=n(1)-n(2) end
（3）For 循环可按需要嵌套。
for n=1:5 for m=1:5 A(n,m)=n^2+m^2 end disp(n) end x=zeros(1,10); for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); end
x 被指定为数组的下一列，即在第 n 次循环中，x=array(:, n)。例如，
for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); end x
换句话，第一语句是说：对 n 等于 1 到 10，执行所有语句，直至下一个 end 语句。第一次通过 For 循环 n=1，第二次，n=2，如此继续，直至 n=10。在 n=10 以后，For 循环结束，然后执行 end 语句后面的任何命令。注意，该循环结束后
2
（1）输入 B(:,3)观察结果 （2）输入 B(3,:)观察结果 （3）输入 B(2,3)观察结果 （4）输入 B(:,2:3)观察结果 3、输入 A=[1 2 3]，B=[4 5 6]，输入 A&B，A|B，观察结果。 4、画出 y=sinx 的图形 （1）首先建立坐标点，然后用 plot 命令将这些点汇出并用直线连接起来选 取 5 点（0，0），（π/2，1），（π，0），（3π/2，-1），（2π，0）输入 命令：x=[0,pi/2,pi,3*pi/2,2*pi];y=sin(x);plot(x,y) （2）取 30 点，绘制 y=sin(x)图形
四、作业 1、说明最后一段程序 1、2 两行的作用，或给程序加注释。 2、说明最后一段程序 3-8 行的作用，或给程序加注释。 3、同一坐标系下画出 y=x, y=sinx 的图形。（plot(x,y,x,y1)）
3
实验二 MATLAB 绘图
一、实验目的 1、熟悉 MATLAB 二维绘图的方法，MATLAB 三维绘图的方法； 2、掌握部分绘图函数。 二、实验内容 （一）函数绘图 格式 fplot（‘function’,limits）,其中 limits 是指定 X 轴范围的向量 [xmin,xmax],或是 X 轴 Y 轴的范围的向量[xmin,xmax，ymin,ymax]。 1、画出 y=sin3x 在[o,pi]上的曲线
输入 fplot('sin(3*x)',[0,pi])
பைடு நூலகம்
画出 y=sinx,y=cosx 在[-2*pi,2*pi]的图像：
fplot('[sin(x),cos(x)]',[-2*pi,2*pi])
2、对数图形，格式 loglog(x,y)。
x=logspace(-1,2); loglog(x,10*exp(x),'-s') grid on
例 2 计算公式： e = 1 +
1 1 1 1 + + + L + + L ，使误差小于给定的 ε 。 1! 2! 3! n!
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解：把
1 作为误差，程序如下： (n + 1)!
error=input('请输入误差：'); x=1; y=0; n=1; while x>error y=y+x; x=x/n; n=n+1; end e=y
t=0:0.05:10*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot3(x,y,t,'*-b') grid on
格式 comet3(x,y,z)
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t=-20*pi:0.05:20*pi; comet3(sin(t),cos(t),t)
（三） 三维网格图 格式：mesh(X,Y,Z,C)，[X,Y]=meshgrid(x,y) 绘出 Z= x 2 y2 − ， x ∈ (−8,8) ， x ∈ (−8,8) 的三维网格图。 4 2 52
3、IF-ELSE-END 结构
很多情况下， 命令的序列必须根据关系的检验有条件地执行。 在编程语言里， 这种逻辑由某种 If-Else-End 结构来提供。最简单的 If-Else-End 结构是：
if 表达式 1 语句 1 End
如果在表达式 1 中的所有元素为真(非零)，那么就执行 if 和 end 语言之间的 语句 1。假如有两个选择，If-Else-End 结构是：
x ∈ (−10,10) , y ∈ (−8,8) ,z=
sin x 2 + y 2 x 2 + y2
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5、绘出 x = sint ， y = t 2 + e t 的彗星效果图。 6、绘出函数 f = x 2 + e y x 在[-2，2]，[-2，2]上的三维曲面图。
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实验三 MATLAB 编程入门
3.将正弦曲线 0~π/2 部分与轴包围的封闭图形填充为蓝色。
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); x1 =0:0.1:pi/2; y1= sin(x1); plot(x,y,'-r') hold on fill([x1,pi/2],[y1,0],'b')
将上面最后一句分别改为 fill(x1,y1,’b’),情况如何变化。 （二） 三维曲线图 格式 plot3(X,Y,Z,S) 绘制螺旋线
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实验一 熟悉 MATLAB 环境
一、实验目的 1、熟悉 MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作； 2、学会简单的矩阵输入与运算符； 3、掌握部分绘图函数。 二、实验原理 MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各 种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。 三、实验内容 （一）熟悉简单的矩阵输入 1、从屏幕上输入矩阵 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，或 A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]。 观察输出结果。 2、试用回车代替分号，观察输出结果。 3、输入矩阵 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1]，C=[4,5,6;7,8,9;1,2,3],键入 A，B， C 观察结果。 4、选择 File|new 菜单中的 M-file，输入：name=[9 ,8,7;6,5,4;3,2,1]， 保存为“xingming.m”文件，退出编辑环境。此时在工作环境中使用 xingming 命令就可调出姓名矩阵。 5、再试着输入一些矩阵，矩阵中的元素可为任意表达式，但注意矩阵中各 行各列的元素个数需分别相等，否则会给出出错信息。 6、输入 who 和 whos 观察结果，了解其作用。 （二）运算符及基本序列运算 1、数组的加减乘除和乘方运算 输入 A=[1 2 3]，B=[4 5 6]，求 C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B， 并用 stem 画出 A，B，C，D，E，F，G。再输入一些数组，进行类似运算（注意 大小写字母的不同）。 2、输入 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1]
x 2 y2 + = 1 （用参数方程） 4 16
（3）在同一图形窗口中，画出四幅不同图形（用 subplot 命令） ： y1 = cos( x) ， y 2 = sin( x − pi / 2) ， y3 = x 2 cos( x − pi) ， y 4 = esin( x ) （ x ∈ [0,2π ] ） 4、画出如下的三维网格曲面图：
《matlab及应用》实验指导书
自动化工程学院 2008年
实验基本要求
课程名称：matlab 及应用实验 开课学期：3 课程总学时 ：10 学时（课外） 开课对象：自动化专业、测控技术及仪器专业二年级学生 实验目的与要求： 《MATLAB 及应用》实验是学习 MATLAB 软件重要实践环节，其目的在于 通过实验让学生熟悉 MATLAB 工作环境及基本功能设置，以 MATLAB 语言为 主要工具，掌握 MATLAB 程序设计的基本原理和设计方法，掌握 MATLAB 在 工程数学中的应用， 为后续课程打下基础， 提高学生分析问题和解决问题的能力， 并通过实验培养学生的创新意识。 本实验课程的基本要求如下： 1． 学会用 MATLAB 语言编写程序， 通过上机实习加深对课堂所学知识的理 解。 2．上机前按要求把实验内容准备好，编好程序，能预计出可能出现的结果。 3．观察实验结果，得出结论。 4．实验结束后提交实验报告。 5．实验考核：采用实验操作与实验报告综合评分。 实验报告内容要求: 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 四、实验所涉及到的理论知识要点 五、实验方法及步骤 六、实验结果及分析
x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x);plot(x,y)
（3）绘制 y=sin(x)图形
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)
可以给图形加标记，格栅线
x =0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,'r-') title('正弦曲线') xlabel('自变量 x') ylabel('函数 y=sinx') text(5.5,0,' y=sinx') grid
if 表达式 1 语句 1 Else 语句 2 end
在这里，如果表达式 1 为真，则执行语句 1；如果表达式是假，则执行语句
2。当有三个或更多的选择时，If-Else-End 结构采用形式
if 表达式 1 语句 1 Else if 表达式 2 语句 2 Else if 表达式 3 语句 3 Else if 表达式 4 语句 4 Else if …… else 语句 end
for x=0:19 for y=0:33 for z=0:100 if (x+y+z==100)&(5*x+3*y+z/3==100) d=[x,y,z] end end end end
2、While 循环
与 For 循环以固定次数求一组命令的值相反，While 循环以不定的次数重复 执行一组语句。While 循环的一般形式是：
n=10。
For 循环的其它重要特点是： （1）For 循环不能用 For 循环内重新赋值循环变量 n 来终止。
for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); n=9; end x n
执行过程是这样的: n=1,x(1)=sin(pi/10),n=9,n=2,x(2)=sin(2*pi/10),n=9,n=3,…,n=10, x(10)=sin(10*pi/10),n=9。循环结束后 n=9。 （2）在 For 循环内接受任何有效的 MATLAB 数组。
x=-8:8; y=-8:8; [X,Y]=meshgrid(x,y); z=(X.^2/4^2-Y.^2/5^2); mesh(x,y,z)
改变 x,y 的赋值步长，图形怎样变化？ （四） 三维曲面图 格式 surf(X,Y,Z,C) 输入教材 46 页下的程序 三、作业（要求写出 MATLAB 命令，图形可不画在实验报告上） 1、在一幅图上画出两个周期的正弦曲线和余弦曲线，画出坐标轴，加上各 种图注，并在正弦曲线（0～π/2）和横轴之间填充红色。 2、某校共有 1560 名学生，其中计算机 213 名，外语 387 名，音乐 220 名， 美术 280 名，中文 280 名，数理 180 名分别画出饼图，条形图示意学生分布（用 pie bar legend）。 3、做出下列函数的图像： （1） y ( x) = x 2 sin( x 2 − x − 2) ， − 2 ≤ x ≤ 2 （分别用 plot、fplot） （2）
例 1 公元前五世纪我国古代数学家张丘建在《算经》一书中提出了“百鸡问 题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、 雏各几何？ 解：设 x:鸡翁数，则 x 的范围：0～19；y:鸡母数，则 y 的范围：0～33；z: 鸡雏数，则 z 的范围：0～100。则：x+y+z=100，5x+3y+z/3=100。这是一个不定 方程。
一、实验目的
1、熟悉 MATLAB 简单编程； 2、学会 M 函数文件的建立存取和调用； 3、掌握 MATLAB 支持的控制流语句和调用格式。
二、实验内容
1、For 循环 For 循环的一般形式是：
for x =array 语句 end
在 for 和 end 语句之间的语句按数组中的每一列执行一次。 在每一次迭代中，
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data=[3 9 45 6; 7 16 -1 5] for n=data x=n(1)-n(2) end
（3）For 循环可按需要嵌套。
for n=1:5 for m=1:5 A(n,m)=n^2+m^2 end disp(n) end x=zeros(1,10); for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); end
x 被指定为数组的下一列，即在第 n 次循环中，x=array(:, n)。例如，
for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); end x
换句话，第一语句是说：对 n 等于 1 到 10，执行所有语句，直至下一个 end 语句。第一次通过 For 循环 n=1，第二次，n=2，如此继续，直至 n=10。在 n=10 以后，For 循环结束，然后执行 end 语句后面的任何命令。注意，该循环结束后
2
（1）输入 B(:,3)观察结果 （2）输入 B(3,:)观察结果 （3）输入 B(2,3)观察结果 （4）输入 B(:,2:3)观察结果 3、输入 A=[1 2 3]，B=[4 5 6]，输入 A&B，A|B，观察结果。 4、画出 y=sinx 的图形 （1）首先建立坐标点，然后用 plot 命令将这些点汇出并用直线连接起来选 取 5 点（0，0），（π/2，1），（π，0），（3π/2，-1），（2π，0）输入 命令：x=[0,pi/2,pi,3*pi/2,2*pi];y=sin(x);plot(x,y) （2）取 30 点，绘制 y=sin(x)图形
四、作业 1、说明最后一段程序 1、2 两行的作用，或给程序加注释。 2、说明最后一段程序 3-8 行的作用，或给程序加注释。 3、同一坐标系下画出 y=x, y=sinx 的图形。（plot(x,y,x,y1)）
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实验二 MATLAB 绘图
一、实验目的 1、熟悉 MATLAB 二维绘图的方法，MATLAB 三维绘图的方法； 2、掌握部分绘图函数。 二、实验内容 （一）函数绘图 格式 fplot（‘function’,limits）,其中 limits 是指定 X 轴范围的向量 [xmin,xmax],或是 X 轴 Y 轴的范围的向量[xmin,xmax，ymin,ymax]。 1、画出 y=sin3x 在[o,pi]上的曲线
输入 fplot('sin(3*x)',[0,pi])
பைடு நூலகம்
画出 y=sinx,y=cosx 在[-2*pi,2*pi]的图像：
fplot('[sin(x),cos(x)]',[-2*pi,2*pi])
2、对数图形，格式 loglog(x,y)。
x=logspace(-1,2); loglog(x,10*exp(x),'-s') grid on