实验四 MATLAB符号运算
MATLAB实验报告(1-4)
信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。
2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。
4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。
5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。
6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。
7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。
二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。
三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。
1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。
2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。
矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。
2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。
3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。
举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。
2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。
实验四MATLAB数值计算与符号计算
实验四 MATLAB数值计算与符号计算一、实验目的1.掌握数据插值和曲线拟合的方法2.掌握求数值导数和数值积分的方法3.掌握代数方程数值求解的方法4.掌握常微分方程数值求解的方法5.掌握求解优化问题的方法6.掌握求符号极限、导数和积分的方法7.掌握代数方程符号求解的方法8.掌握常微分方程符号求解的方法二、实验原理1．数据插值a) 一维数据插值 Y1=interp1(X,Y,X1,’method’)b) 二维数据插值 Z1=interp2(X,Y,Z,X1,Y1,’method’)2．曲线拟合[P,S]=polyfit(X,Y,m)3．符号对象的建立（1）符号量名=sym(符号字符串)：建立单个的符号变量或常量；（2）syms arg1 arg2,…,argn：建立n个符号变量或常量。
4．基本符号运算（1）基本四则运算：+，-，*，\，^（2）分子与分母的提取：[n,d]=numden(s)（3）因式分解与展开：factor(s),expand(s)（4）化简：simplify, simple(s)5．符号函数及其应用（1）求极限：limit(f,x,a)（2）求导数：diff(f,x,a);（3）求积分：int(f,v)三、实验内容1．按下表用3次样条方法插值计算0～900范围内整数点的正弦值和0～750范围内整数点的正切值，然后用5次多项式拟合方法计算相同的函数值，并将两种计算结果进行比较。
x2=0:75;y1=sin(pi.*x1./180);y2=tan(pi.*x2./180);;a=interp1(x1,y1,45,'cublic')b=interp1(x1,y1,45,'cublic')p1=polyfit(x1,y1,5)p2=polyfit(x2,y2,5)c1=polyval(p1,x1);c2=polyval(p2,x2);subplot(2,1,1);plot(x1,c1,':o',x1,y1,'r');subplot(2,1,2);plot(x2,c2,':o',x2,y2,'r');10203040506070802．（1）求函数33()sin cos f x x x =+在点,,,6432x ππππ=的数值导数。
实验四MATLAB符号运算
实验四MATLAB符号运算实验四MATLAB符号运算⼀、实验⽬的：1、掌握定义符号对象的⽅法；2、掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算。
3、掌握求符号函数极限及导数的⽅法。
4、掌握求符号函数定积分和不定积分的⽅法。
⼆、实验原理1、符号常量、符号变量、符号表达式的创建(1) 使⽤sym( )创建输⼊以下命令，观察Workspace 中A、B、f是什么类型的数据，占⽤多少字节的内存空间。
>>A=sym('1') %符号常量>>B=sym('x') %符号变量>>f=sym('2*x^2+3y-1') %符号表达式>>clear>>f1=sym('1+2') %有单引号，表⽰字符串>>f2=sym(1+2) %⽆单引号>>f3=sym('2*x+3')>>f4=sym(2*x+3) %为什么会出错>>x=1>>f4=sym(2*x+3)通过看MATLAB 的帮助可知，sym( )的参数可以是字符串或数值类型，⽆论是哪种类型都会⽣成符号类型数据。
(2) 使⽤syms 创建>>clear>>syms x y z %注意观察x,y,z都是什么类型的，它们的内容是什么>>x,y,z>>f1=x^2+2*x+1>>f2=exp(y)+exp(z)^2>>f3=f1+f2通过以上实验，知道⽣成符号表达式的第⼆种⽅法：由符号类型的变量经过运算(加减乘除等)得到。
⼜如：>>f1=sym('x^2+y +sin(2)')>>syms x y>>f2=x^2+y+sin(2)>>x=sym('2') , y=sym('1')>>f3=x^2+y+sin(2)>>y=sym('w')>>f4=x^2+y+sin(2)（3）符号矩阵创建>>syms a1 a2 a3 a4>>A=[a1 a2;a3 a4]>>A(1),A(3)或者>>B=sym('[ b1 b2 ;b3 b4] ')>>c1=sym('sin(x) ')>>c2=sym('x^2')>>c3=sym('3*y+z')>>c4=sym('3 ')>>C=[c1 c2; c3 c4]2、符号算术运算(1) 符号量相乘、相除符号量相乘运算和数值量相乘⼀样，分成矩阵乘和数组乘。
MATLAB实验报告(1-4)
信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。
2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。
4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。
5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。
6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。
7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。
二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。
三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。
1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。
2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn为结束值。
矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。
2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。
3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。
举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。
2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。
Matlab教学第四章 MATLAB符号运算(Symbolic)
>> y=dsolve('Dy+2*x*y=x*exp(-x^2)','x') >> syms x; diff(y)+2*x*y - x*exp(-x^2)
f2=2*(u+2)
ans=14 ans=2*((a+2)+2) f3=2*x+2*y ans=6
符号矩阵
使用 sym 函数直接生成 >> A=sym('[1+x, sin(x); 5, exp(x)]') 将数值矩阵转化成符号矩阵 >> B=[2/3, sqrt(2); 5.2, log(3)]; >> C=sym(B) 符号矩阵中元素的引用和修改 >> A=sym('[1+x, sin(x); 5, exp(x)]'); >> A(1,2) % 引用 >> A(2,2)=sym('cos(x)') % 重新赋值
符号对象的基本运算
基本函数
三角函数与反三角函数、指数函数、对数函数等
sin、cos、tan、cot、sec、csc、… asin、acos、atan、acot、asec、 acsc、…
exp、log、log2、log10、sqrt abs、conj、real、imag
rank、det、inv、eig、lu、qr、svd
How 中记录的为简化过程中使用的方法。
f
2*cos(x)^2sin(x)^2
(x+1)*x*(x-1)
R
HOW
3*cos(x)^2-1 simplify
x^3-x combine(tri g)
matlab符号运算解方程
matlab符号运算解方程
MATLAB是一款强大的数学计算工具，可以利用其符号运算功能方便地解方程。
符号运算是指以符号运算的形式表示数学问题，而非数值运算的计算。
具体步骤如下：
1. 在MATLAB中定义符号变量，可以使用“syms”命令。
例如，定义未知数x和y，可以输入“syms x y”。
2. 使用等于号“=”表示方程，例如“x + y = 5”。
3. 使用solve命令解方程，例如“solve(x + y = 5, x)”表示解出未知数x的值。
4. 对于多元方程组，可以使用solve命令同时解出所有未知数的值。
例如“solve(x + y = 5, 2*x + y = 7)”表示解出未知数x和y的值。
符号运算可以求出解析式解，便于进一步分析。
同时，MATLAB也可以进行数值运算，将符号解析式替换成数值代入进行计算，以得到近似解。
matlab的符号运算
提问： sym(‘sqrt(3)’) 和 sym(sqrt(3))区别是什么？
第四章 MATLAB的符号运算
五、符号运算 2 sym函数 例如： sym(1/3,'f') sym(1/3,'e') sym(1/3,'r') sym(1/3,'d')
第四章 MATLAB的符号运算
五、符号运算 2 sym函数 例如：
第四章 MATLAB的符号运算
三、符号表达式的定义 MATLAB自变量确定原则: （1） x被视为默认的自变量。 （2）字母位置最接近x的小写字母； （。。。u,v,w,x,y,z。。。）
第四章 MATLAB的符号运算
三、符号表达式的定义 默认自变量实例
（1） sin（a*x+b*y） （2）a*x^2+b*x+c （3）1/（4+cos（t）） （4）4*x/y （5）2*a+b （6）2*i+4*j
符号表达式：包含数字、函数和变量的字符串， 不要求字符串中的变量有预先确定的值。 调用命令： sym 调用格式： f=sym（‘符号表达式’） 定义符号表达式，并将它赋值给变量f。
第四章 MATLAB的符号运算
三、符号表达式的定义
建立符号表达式有以下2种方法： (1)用sym函数建立符号表达式。 >> f=sym('a*x^2+b*x+c'); (2) 使用已经定义的符号变量组成符号表达式。 >> syms x y a b c >> f=a*x^2+b*x+c (?)利用单引号来生成符号表达式。 >> f='a*x^2+b*x+c'
实验4Matlab程序设计1
实验4 Matlab程序设计1实验目的：1、掌握建立和执行M文件的方法；2、掌握实现选择结构的方法；3、掌握实现循环结构的方法。
实验内容：1. 从键盘输入一个4位整数，按如下规则加密后输出。
加密规则：每位数字都加上7,然后用和除以10的余数取代该数字；再把第一位与第三位交换，第二位与第四位交换。
2. 求分段函数的值。
2x +x-6, x <0且x式-3y = *x2—5x + 6 0Wxc 5 且x 式2及x 式3X2 _ X -1 其他用if语句实现，分别输出x=-5,-3,0,1,2,2.5,3,5时的y值。
3. 输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E，其中90~100分为A，80~89分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。
要求：（1）分别用if语句和swich语句实现。
（2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。
4. 硅谷公司员工的工资计算方法如下：（1）工作时数超过120小时者，超过部分加发15% ；（2）工作时数低于60小时者，扣发700元；（3）其余按每小时84元计发。
试编程按输入的工号和该号员工的工时数，计算应发工资。
5. 设计程序，完成两位数的加、减、乘、除四则运算。
即：输入两个两位随机整数，再输入一个运算符号，做相应的运算，并显示相应的结果。
6. 建立5X 6矩阵，要求输出矩阵的第n行元素。
当n值超过矩阵的行数时，自动转为输出矩阵的最后一行元素，并给出出错信息。
7. 产生20 个两位随机整数，输出其中小于平均数的偶数。
实验代码及实验结果1.>> a=input(' 请输入一个四位整数：');请输入一个四位整数：9988>> a1=fix(a/1000);>> a2=rem(fix(a/100),10);>> a3=rem(fix(a/10),10);>> a4=rem(a,10);>> a1=rem(a1+7,10);>> a2=rem(a2+7,10);>> a3=rem(a3+7,10);>> a4=rem(a4+7,10);>> b=a1;a1=a3;a3=b;>> b=a2;a2=a4;a4=b;>> c=a1*1000+a2*100+a3*10+a4;>> disp(c)3.>> a=input C请输入一个四位整数：一); 请输人一个四f立整數：3988 »(a/1000);>> a2=ren(fix(a/100), 10);>> a3=ren(fiK(a/10)?10);>> 血(a, ID);» al=re&(al+^ 10)；>> a^rsB(a2+7f 10)；>> a3=rem(a3+7? 10):>> 丑"“血(M+C 10);>> b=al:a1=a3:a3=b；» b=a2:a2=a4:a4=b,» c-al *100(Hai2*l 0(H-a3*l 0+ttl;>> disp(c)55662.x=input('请输入x的值：');if x<0 & x~=-3y=x92+x-6;elseif x>=0 & x<5 & x~=2 & x~=3y=x.A2+5.*x+6elsey=x.A2-x-1;end请输入孟的値：[-瓦-亠0,1, 2t2. E f 3, 5]7 =29. 0000 IL ODDO -I. 0000 -1.0000 1. OODO 2.7500 5. QOOD(1) if语句:a=i nput（'请输入成绩：'）;ig.ooooif a>=90 & a<=100disp('A');elseif a>=80 & a<90disp('B');elseif a>=70 & a<80disp('C');elseif a>=60 & a<70disp('D');elseif a<60 &a>=0disp('E');elsedisp('输入有误！'); end( 2) switch 语句：a=input(' 请输入成绩：'); switch fix(a/10)case{9}disp('A');case{8}disp('B');case{7}disp('C');case{6}disp('D');case nu m2cell(2:5)disp('E')otherwisedisp('输入有误！');end请输入咸绩：80E请输入咸绩；5E请输入成绩：1212输入有误I»4.n=i nput('请输入工号：’)；a=i nput('请输入工作小时数：'); if a>=120 y=a*84+a*84*0.15;elseif a<120 & a>=60y=a*84;elsey=a*84-700;disp(y);end请输入工号：30请输入工作小时数：231232。
matlab符号运算
第2章符号运算- Presentation Transcript1.第二章符号运算o MA TLAB 的数学计算＝数值计算＋符号计算o其中符号计算是指使用未定义的符号变量进行运算，而数值计算不允许使用未定义的变量。
2. 1. 符号变量、符号表达式和符号方程的生成o使用sym 函数定义符号变量和符号表达式o使用syms 函数定义符号变量和符号表达式3. 2 、用syms 创建符号变量o使用syms 命令创建符号变量和符号表达式o语法：o syms(‘arg1’, ‘arg2’, …, 参数) % 把字符变量定义为o% 符号变量o syms arg1 arg2 …, 参数% 把字符变量定义为符号变量的简洁形o% 式o说明：syms 用来创建多个符号变量，这两种方式创建的符号对象是相同的。
参数设置和前面的sym 命令相同，省略时符号表达式直接由各符号变量组成。
4.使用syms 函数定义符号变量和符号表达式▪>> syms a b c x▪>> f = a*x^2 + b*x + c▪ f =▪a*x^2 + b*x + c▪>> g=f^2+4*f-2▪g =▪(a*x^2+b*x+c)^2+4*a*x^2+4*b*x+4*c-2▪>>ex02015.符号方程的生成▪>> % 符号方程的生成▪>> % 使用sym 函数生成符号方程▪>> equation1='sin(x)+cos(x)=1'▪equation1 =▪sin(x)+cos(x)=1▪>>6. 2.2 符号形式与数值形式的转换o 1 、将符号形式转换为数值形式：o eval 与numerico例：a1='2*sqrt(5)+pi'o a1 =o2*sqrt(5)+pio b2=numeric(a2) % 转换为数值变量o b2 =o7.6137o b3=eval(a1)o b3 =o7.61377. 2.2 符号形式与数值形式的转换▪ 2 、数值形式转换为符号形式▪p=3.1416;▪q=sym(p)▪执行后屏幕显示：▪q=3927/1250▪numeric(q)▪屏幕显示：▪ans =▪ 3.14168. 2.2 符号形式与数值形式的转换3 、多项式与系数向量之间的转换3.1 sym2poly: 将多项式转化为对应的系数向量例：syms x p; p=x^3-4*x+5; sym2poly(p) 执行后屏幕显示：ans= 1 0 -4 5 9. 2.2 符号形式与数值形式的转换o 3 、多项式与系数向量之间的转换o 3.2 poly2sym: 将向量转化为对应的多项式o例o a=[1 0 -4 5];o poly2sym(a)o执行后屏幕显示o ans=o x^3-4*x+510. 3. 符号表达式( 符号函数) 的操作o(1) 符号表达式的四则运算o syms xo f=x^3-6*x^2+11*x-6;o g=(x-1)*(x-2)*(x-3);o h=x*(x*(x-6)+11)-6;o f+g-ho执行后输出：o ans =o x^3-6*x^2+11*x+(x-1)*(x-2)*(x-3)-x*(x*(x-6)+11)11.(1) 符号表达式的四则运算▪>> syms x y a b▪>> fun1=sin(x)+cos(y)▪fun1 =▪sin(x)+cos(y)▪>> fun2=a+b▪fun2 =▪a+b▪>> fun1+fun2▪sin(x)+cos(y)+a+b▪>>fun1*fun2▪ans =▪(sin(x)+cos(y))*(a+b)12.o(1) 将表达式中的括号进行展开: expando(2) 将表达式进行因式分解：factoro(3) 将一般的表达式变换为嵌套的形式：hornero(4) 将表达式按某一个变量的幂进行集项：collecto(5) 化简表达式：simplifyo(6) 化简表达式，使之成为书写长度最短的形式：simple13.o同一个数学函数的符号表达式的可以表示成三种形式，例如以下的f(x) 就可以分别表示为：o多项式形式的表达方式：o f(x)=x^3+6x^2+11x-6o因式形式的表达方式(factor) ：o f(x)=(x-1)(x-2)(x-3)o嵌套形式的表达方式(horner) ：o f(x)=x(x(x-6)+11)-614.集项－合并符号表达式的同类项o>> syms x y▪>> collect(x^2*y + y*x - x^2 - 2*x)▪ans =▪(y-1)*x^2+(y-2)*xo>> syms x y▪>> collect(x^2*y + y*x - x^2 - 2*x,y)▪ans =▪(x^2+x)*y-x^2-2*x15.符号多项式的嵌套(horner )▪>> syms x▪>> fun1=2*x^3+2*x^2-32*x+40▪fun1 =▪2*x^3+2*x^2-32*x+40▪>> horner(fun1)▪ans =▪40+(-32+(2+2*x)*x)*x▪>> fun2=x^3-6*x^2+11*x-6▪fun2 =▪x^3-6*x^2+11*x-6▪>> horner(fun2)▪ans =▪-6+(11+(-6+x)*x)*x16.符号表达式的化简(simplify)▪>> syms x▪>> fun1=(1/x+7/x^2+12/x+8)^(1/3)▪fun1 =▪(13/x+7/x^2+8)^(1/3)▪>> sfy1= simplify (fun1)▪sfy1 =▪((13*x+7+8*x^2)/x^2)^(1/3)▪>> sfy2= simple (sfy1)▪sfy2 =▪(13/x+7/x^2+8)^(1/3)17.subs 函数用于替换求值▪>> syms x y▪ f = x^2*y + 5*x*sqrt(y)▪ f =▪x^2*y+5*x*y^(1/2)▪>> subs(f, x, 3)▪ans =▪9*y+15*y^(1/2)▪>> subs(f, y, 3)▪ans =▪3*x^2+5*x*3^(1/2)▪>>subs(f,{x,y},{1,1})ex0202 ex0203 ex020418. 4 、反函数的运算(finverse )▪>> syms x y▪>> f = x^2+y▪ f =▪x^2+y▪>> finverse(f,y)▪ans =▪-x^2+y使用格式： 1 、g=finverse(f):f,g 均为单变量x 的符号函数； 2 、g=finverse(f,t) 返回值g 的自变量取为t ；19. 5 复合函数的运算(compose)▪>> syms x y z t u▪>> f = 1/(1 + x^2);▪>> g = sin(y);▪>> h = x^t;▪>> p = exp(-y/u) ;▪>> compose(f,g)▪ans =▪1/(1+sin(y)^2)▪>> compose(f,g,t)▪ans =▪1/(1+sin(t)^2)使用格式：Compose(f,g) % 返回当f=f(y) 和g=g(x) 时的复合函数f(g(x)) Compose(f,g,t) % 返回的复合函数以t 为自变量，即有f(g(t))20. 6 函数的极限、导数与积分o（1 ）函数极限－limit 函数的使用o（2 ）函数求导－diff 函数的使用o（3 ）符号积分－int 函数的使用21.o符号极限(limit)假定符号表达式的极限存在，Symbolic Math Toolbox 提供了直接求表达式极限的函数limit ，函数limit 的基本用法如下表所示。
matlab实验报告(实验4)
学生实验报告开课学院及实验室: 机电学院2012年12月21日学院机电学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称MATLAB程序设计成绩实验项目名称实验4: 数据和函数的可视化指导老师一、实验目的1、掌握MATLAB绘图的基本步骤和相关指令调用的先后顺序。
2、掌握MATLAB绘图指令的调用方法。
二、实验内容数学函数从形式上可以分为离散函数和连续函数。
MATLAB对这两种函数数据的可视化都提供了相应的指令。
仔细阅读教材【例5.1-1】的实现代码, 运行并保存结果；并改用stem函数, 画出【例5.1-1】的序列图。
仔细阅读教材【例5.1-2】的实现代码, 运行并保存结果；并分别使用描点和连折线方式, 画出连续函数y=xcosx的近似图形（采样点数自定, 要求画出的图尽量接近原连续函数的图）。
仔细阅读【例5.2-2】的实现代码, 理解plot指令画多条曲线的运用方法, 运行并保存结果；并使用plot函数和legend函数, 在同一个图形窗口上画出y=sint和y=sin(2t)在[0,2pi]区间上的图形, 并标出图例。
仔细阅读【例5.2-4】的实现代码, 理解图形标识选项的运用方法, 运行并保存结果；并修改代码, 把“sin(t)”字体改为正体, 大小改为20, “极大值”改为宋体。
阅读【例5.2-6】, 理解使用hold on指令画多幅图的方法, 运行并保存结果。
阅读【例5.2-8】, 理解使用subplot函数画多个子图的方法, 运行并保存结果。
（1）综合实验: 阅读以下关于通过绘制二阶系统阶跃响应综合演示图形标识的示例, 理解示例中所有图形标识指令的作用, 掌握各个图形标识指令的运用方法, 并在原指令上改动以实现以下功能:（2）把横坐标范围改为0至5pi, 纵坐标范围改为0至2；（3）把图中的横轴的刻度改为从0开始到4pi, 中间各点间隔为pi/2；纵轴刻度改为从0开始到1.5, 中间各点间隔为0.3；（4）把图中的α改为σ。
matlab符号运算
Matlab中的符号运算主要用于系统设计模拟及表达式求解，包括设计
参数优化和复杂系统建模等任务。
它可以使用文字、矩阵与数学表达
式来描述复杂的系统结构，可以使用层级、耦合和其他逻辑建模。
另外，符号运算可以通过线性及非线性系统模拟来解决给定的问题，如
振荡器及其他高阶波形。
除此之外，符号运算也可以帮助用户获取准确的表达式解决方案，它
可以对数值、逻辑、字符等求解等任务都很有帮助。
它还可以用于计
算各种函数的极限、求导、积分等操作，可以帮助用户解决复杂的化学、数学和物理问题。
符号运算的另一大作用是它可以帮助用户设计优化参数并取得最优解，这将助力优化问题求解。
另外符号运算还可以用在控制参数调整中，
可以根据需求调整参数，以达到最佳性能，可以用在不同系统中开发
出适用于噪声消除、稳定性增强等。
总体而言，符号运算是一种强大的计算方式，它可以帮助用户解决复
杂的系统建模、表达式求解以及参数优化困难，可以解决各种函数的
极限求解等，这在系统设计中发挥着重要作用。
matlab符号运算实验原理
matlab符号运算实验原理
MATLAB中的符号运算是一种使用符号变量和表达式的运算方式，与数值
运算不同。
其原理主要基于以下方面：
1. 符号表达式的创建：MATLAB中的符号运算使用符号常量、符号变量和
符号表达式。
这些都可以通过`sym`函数创建。
例如，`A=sym('1')`会创建
一个符号常量，`B=sym('x')`会创建一个符号变量，而`f=sym('2x^2+3y-
1')`则会创建一个符号表达式。
2. 符号运算的执行：符号运算主要包括基本的四则运算（加、减、乘、除）、复合运算、求导和积分等。
对于初等函数，这些运算可以直接使用基本的数学公式进行。
例如，求导和积分可以使用基本的初等函数导数公式和积分公式，以及四则运算法则和复合函数链式求导法则。
3. 结果的表示：符号运算的结果可以是数值或者符号。
对于数值结果，MATLAB会自动进行数值化表示。
对于符号结果，MATLAB会以符号形式
表示。
4. 特殊情况的处理：对于一些特殊情况，如求高次多项式的零点或者对一些特殊函数进行积分等，可能需要特殊的处理方法或者预存的求根或求积套路。
总的来说，MATLAB的符号运算实验原理主要基于符号表达式的创建、使
用基本的数学公式进行运算以及对特殊情况的处理。
这些原理使得
MATLAB能够方便地进行数学上的符号运算，为数学研究和工程计算提供了强大的工具。
《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附问题详解
实验项目及学时安排实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时实验二 MATLAB数值计算实验 2学时实验三 MATLAB数组应用实验 2学时实验四 MATLAB符号计算实验 2学时实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本知识1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。
2.掌握MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下：（1）变量名可以由英语字母、数字和下划线组成（2）变量名应以英文字母开头（3）长度不大于31个（4）区分大小写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。
MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式5.MATLAB的基本运算表7 两种运算指令形式和实质涵的异同表6.MATLAB的常用函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、实验容1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。
3、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、exerc2、 exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。
实验4答案 Matlab程序设计1
实验4 Matlab 程序设计1实验目的：1、 掌握建立和执行M 文件的方法；2、 掌握实现选择结构的方法；3、 掌握实现循环结构的方法。
实验内容：1. 从键盘输入一个4位整数，按如下规则加密后输出。
加密规则：每位数字都加上7，然后用和除以10的余数取代该数字；再把第一位与第三位交换，第二位与第四位交换。
a = input('请输入一个四位整数:');a1 = fix(a/1000);a2 = rem(fix(a/100),10);a3 = rem(rem(fix(a/10),100),10);a4 = rem(a,10);a1 = rem(a1+7,10)a2 = rem(a2+7,10)a3 = rem(a3+7,10)a4 = rem(a4+7,10)b1 = a1;a1 = a3;a3 = b1;b2 = a2;a2 = a4;a4 = b2;b = a1*1000+a2*100+a3*10+a42. 求分段函数的值。
,x x x x y x x x x x x x ⎧+- <≠-⎪=-+ ≤<≠≠⎨⎪-- ⎩2226035605231且且及其他用if 语句实现，分别输出x=-5,-3,0,1,2,2.5,3,5时的y 值。
x = input(请输入X 的值:');if x <0 & x~=-3y = x.*x +x-6;elseif x>=0 & x<5 & x~=2 & x~=3y = x.*x-5*x+6;elsey = x.*x-x-1;endy3.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E，其中90~100分为A，80~89分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。
要求：（1）分别用if语句和swich语句实现。
（2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。
第四章 MATLAB符号计算
Ezpolar函数实现极坐标中二维曲 线图象的绘制,它的调用格式:
ezpolar(f,[a,b])
说明: 绘图表达式为rho=f(theta)极坐标曲线,
theta的取值范围为,缺省时为[0,2*pi]
例:p83
4.5.2三维绘图函数
ezplot3是实现三维绘图的函数,它的 调用格式:
ezplot3(x,y,z,[tmin,tmax]) ezplot3(x,y,z,[tmin,tmax ],'animate')
3.符号表达式的提取分子和分母运算
在matlab中可利用numden函数来提取符号表达式 中的分子或分母。其一般调用格式为:
[n,d]=numden(s)
说明:
参数s是符号表达式是一个 有理分式或可以展开为有理
例: s=sym('2/5+3/7')
n= 29
分式,numden函数把有理分 式的分子返回给n,分母返回
dsolve在求常微分方程组时 的调用格式为:
dsolve('eq1,eq2,...','cond1,cond2...','v')
说明: 该函数求解常微分方程组eq1,…,eqn在初值条件或边界 条件为cond1,…,condn下的符号特解，若不给出初值 条件，则求方程组的通解，v为指定的返回值中的变量 表示。
例4-9解超越方程组
sin(x+y)-y*exp(x)=0 x^2-y=2
syms x y
[x,y]=solve('sin(x+y)-y*exp(x)=0','x^2-y=2')
x =-.66870120500236202933135901833637
Matlab教学第四章MATLAB符号运算(Symbolic)
符号计算可以给出完全正确的封闭解，或任意精度的数
值解（封闭解不存在时）。
符号计算指令的调用比较简单，与数学教科书上的公式相近。
符号计算所需的运行时间相对较长。
Matlab 符号运算举例
求一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的根 >> solve('a*x^2+b*x+c=0') 求的根 f (x) = (cos x)2 的一次导数 >> x=sym('x'); >> diff(cos(x)^2) 计算 f (x) = x2 在区间 [a, b] 上的定积分
>> syms a b x; >> int(x^2,a,b)
符号对象与符号表达式
在进行符号运算时，必须先定义基本的符号对象，可以是符号常量、符号变 量、符号表达式等。符号对象是一种数据结构。
含有符号对象的表达式称为符号表达式，Matlab 在内部把符号表达式表示 成字符串，以与数字变量或运算相区别。
syms a b c
符号表达式的建立
符号表达式的建立：
建立符号表达式通常有以下2种方法： (1) 用 sym 函数直接建立符号表达式。 (2) 使用已经定义的符号变量组成符号表达式。
例： >>
y=sym('sin(x)+cos(x)')
>> x=sym('x'); >> y=sin(x)+cos(x) >> syms x; >> y=sin(x)+cos(x)
六类常见符号运算
因式分解、展开、合并、简化及通分等 计算极限 计算导数 计算积分 符号求和 代数方程和微分方程求解
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实验四 MATLAB 符号运算一、实验目的掌握符号变量和符号表达式的创建，掌握MATLAB 的symbol 工具箱的一些基本应用。
二、实验内容(1) 符号变量、表达式、方程及函数的表示。
(2) 符号微积分运算。
(3) 符号表达式的操作和转换。
(4) 符号微分方程求解。
三、实验步骤1. 符号运算的引入 在数值运算中如果求xx x πsin lim 0→，则可以不断地让x 接近于0，以求得表达式接近什么数，但是终究不能令0=x ，因为在数值运算中0是不能作除数的。
MATLAB 的符号运算能解决这类问题。
输入如下命令：>>f=sym('sin(pi*x)/x')>>limit(f,'x',0)>> f=sym('sin(pi*x)/x')f =sin(pi*x)/x>> limit(f,'x',0)ans =Pi2. 符号常量、符号变量、符号表达式的创建1) 使用sym( )创建输入以下命令，观察Workspace 中A 、B 、f 是什么类型的数据，占用多少字节的内存空间。
>> A=sym('1')>> B=sym('x')>> f=sym('2*x^2+3*y-1')>> clear>> f1=sym('1+2')>> f2=sym(1+2)>> f3=sym('2*x+3')>> f4=sym(2*x+3)>> x=1>> f4=sym(2*x+3)> A=sym('1')A =1>> B=sym('x')B =x>> f=sym('2*x^2+3*y-1')f =2*x^2+3*y-1>> clear>> f1=sym('1+2')f1 =1+2>> f2=sym(1+2)f2 =3>> f3=sym('2*x+3')f3 =2*x+3>> f4=sym(2*x+3)Undefined function or variable 'x'. >> x=1x =>> f4=sym(2*x+3)f4 =通过看MATLAB的帮助可知，sym( )的参数可以使字符串或数值类型，无论是哪种类型都会生成符号类型数据。
2)使用syms 创建>>syms x y z>>x,y,z>> f1=x^2+2*x+1>>f2=exp(y)+exp(z)^2>> f3=f1+f2>> clear>> syms x y z>> x,y,zx =xy =yz =z>> f1=x^2+2*x+1f1 =x^2+2*x+1>> f2=exp(y)+exp(z)^2f2 =exp(y)+exp(z)^2>> f3=f1+f2f3 =x^2+2*x+1+exp(y)+exp(z)^2通过以上实验，知道生成符号表达式的第二种方法：由符号类型的变量经过运算(加减乘除等)得到，又如：>> f1=sym('x^2+y+sin(2)')>> syms x y>> f2=x^2+y+sin(2)>> x=sym('2'),y=sym('1')>> f3=x^2+y+sin(2)>> y=sym('w')>> f4=x^2+y+sin(2)>> f1=sym('x^2+y+sin(2)')f1 =x^2+y+sin(2)>> syms x y>> f2=x^2+y+sin(2)f2 =x^2+y+4095111552621091/4503599627370496>> x=sym('2'),y=sym('1')x =2y =1>> f3=x^2+y+sin(2)f3 =26613109689473571/4503599627370496>> y=sin('w')Undefined function or method 'sin' for input arguments of type 'char'.>> y=sym('w')y =w>> f4=x^2+y+sin(2)f4 =22109510062103075/4503599627370496+w思考题：syms x 是不是相当于?)'('x sym x =理解：这两个式子是不相同的。
syms x 是定义x 为符号变量，而?)'('x sym x =是给x 赋值。
3. 符号复诊创建】>> syms a1 a2 a3 a4>> A=[a1 a2;a3 a4]>> A(1),A(3)>> syms a1 a2 a3 a4>> A=[a1 a2;a3 a4]A =[ a1, a2][ a3, a4]>> A(1),A(3)ans =a1ans =或者>> B=sym('[ b1 b2;b3 b4]') >> c1=sym('sin(x)')>> c2=sym('x^2')>> c3=sym('3*y+z')>> c4=sym('3')>> C=[c1 c2;c3 c4]>> B=sym('[ b1 b2;b3 b4]') B =[ b1, b2][ b3, b4]>> c1=sym('sin(x)')c1 =sin(x)>> c2=sym('x^2')c2 =x^2>> c3=sym('3*y+z')c3 =3*y+z>> c4=sym('3')c4 =3>> C=[c1 c2;c3 c4]C =[ sin(x), x^2][ 3*y+z, 3]练习：分别用sym 和syms 创建符号表达式：.,2sin cos 221t e y f x x f -=-+=4.符号算术运算1) 符号量相乘、相除符号量相乘运算和数值量相乘一样，分成矩阵乘和数组乘。
>> a=sym(5);b=sym(7);>> c1=a*b>> c2=a/b>> a=sym(5);B=sym([3 4 5]);>> C1=a*B,C2=a\B>> syms a b>> A=[5 a;b 3];B=[2*a b;2*b a];>> C1=A*B, C2=A.*B>> C3=A\B,C4=A./B>> a=sym(5);b=sym(7);>> c1=a*bc1 =35>> c2=a/bc2 =5/7>> a=sym(5);B=sym([3 4 5s]s]|Error: Expression or statement is incorrect--possibly unbalanced (, {, or [.>> a=sym(5);B=sym([3 4 5]);>> C1=a*B,C2=a\BC1 =[ 15, 20, 25]C2 =[ 3/5, 4/5, 1]>> syms a b>> A=[5 a;b 3];B=[2*a b;2*b a];>> C1=A*B, C2=A.*BC1 =[ 10*a+2*a*b, 5*b+a^2][ 2*a*b+6*b, b^2+3*a]C2 =[ 10*a, a*b][ 2*b^2, 3*a]>> C3=A\B,C4=A./BC3 =[ 2*a*(b-3)/(-15+a*b), (a^2-3*b)/(-15+a*b)] [ 2*b*(a-5)/(-15+a*b), -(5*a-b^2)/(-15+a*b)]C4 =[ 5/2/a, a/b][ 1/2, 3/a]2)符号数值任意精度控制和运算任意精度的VPA运算可以使用命令digits (设定默认的精度)和vpa (对指定对象以新的精度进行计算)来实现。
>> a=sym('2*sqrt(5)+pi')>> b=sym(2*sqrt(5)+pi)>> digits>> vpa(a)>> digits(15)>> vpa(a)>> c1=vpa(a,56)>> c2=vpa(b,56)>> a=sym('2*sqrt(5)+pi')a =2*sqrt(5)+pi>> b=sym(2*sqrt(5)+pi)b =8572296331135796*2^(-50)>> digitsDigits = 32>> vpa(a)ans =7.6137286085893726312809907207421>> digits(15)>> vpa(a)ans =7.61372860858937>> c1=vpa(a,56)c1 =7.6137286085893726312809907207420553550784061185981572696>> c2=vpa(b,56)c2 =7.6137286085893727261009189533069729804992675781250000000注意观察c1和c2的数据类型，c1和c2是否相等。