实验五--M文件和MATLAB程序设计

实验五--M文件和MATLAB程序设计

实验五 M文件和MATLAB程序设计

一、实验目的

matlab作为一种高级计算机语言，不仅可以命令行方式完成操作，也具有数据结构、控制流、输入输出等能力，本次实验通过熟悉和掌握m 文件的建立与使用方法，以及函数与控制程序流程语句的使用，使学生具备一定的编程和程序调试能力。

1．掌握M文件的使用方法。

2．掌握if语句和switch语句的使用

3. 掌握循环语句的使用

4. 通过练习理解MATLAB编程方法。

二、实验原理

1．m文件

用matlab语言编写的程序，称为m文件。M文件根据调用方式的不同分为两类，命令文件（Script file）和函数文件（Function file）。区别?

2．程序控制结构

1）顺序结构

2）选择结构

（1）if语句a) 单分支if语句b) 双分

支if语句c) 多分支if语句

（2）switch 语句

（3）try语句

3）循环结构

（1）for 语句

（2）while语句

（3）break语句、continue语句、return使用,区别?

3．函数文件

function 输出形参表＝函数名（输入形参表）

注释说明部分

函数体语句

三、实验要求

1．首先上机练习PPT中各种流程控制语句的有关实例。

2．然后上机练习下面的实验习题。

四、实验习题

1．数论中一个有趣的题目：任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。重复此过程，最终得到的结果为1。如：

3→10→5→16→8→4→2→1

6→3→10→5→16→8→4→2→1

运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。

%classic "3n+1" problem from number theory.

while 1

n=input('Enter n,negative quits:');

if n<=0

break

end

a=n;

while n>1

if rem(n,2)==0

n=n/2;

else

n=3*n+1;

end

a=[a,n];

end

a

Enter n,negative quits:3

a =

3 10 5 16 8

4 2 1

2． 编程求满足∑=>m i i 1100002的最小m 值。 a=0;

i=1; while (a<10000) a=a+pow2(i); i=i+1; end m=i-1; m 13 3． 编写一个函数，计算下面函数的值，给

出x 的值，调用该函数后，返回y 的值。 function [y]=myfun1(x)

⎪⎩⎪⎨⎧>+-≤<≤=3,630,

0,sin )(x x x x x x x y

选择一些数据测试你编写的函数。

function y=myfun1(x) if x<=0 y=sin(x); elseif x>0&x<=3 y=x; elseif x>3 y=-x+6; end 运行结果:

>> y=myfun1(-pi/2) y = -1 >> y=myfun1(0)y = 0 >> y=myfun1(2) y = 2 >> y=myfun1(4) y = 2

4． 用如下迭代公式求a ，a 的值分别为：3，

17，113。迭代的终止条件为5n

1n 10x x -+≤-，迭代初值0.1x 0=,迭代次数不超过100次。分别对迭代结果和准确值进行比较，并统计迭代次数。迭代公式：11122--++=n n n x a x x

function [x, n]=sqrt_a(a) x=1.0; for k=1:100 m=x; x=x/2+a/(2*x); if abs(x-m)<=10^(-5) break end end x; n=k; s=(x-sqrt(a)); if s<=10^(-5) disp('正确'); else disp('错误'); end 下面调用举例：

运行结果:

>> [x ,n]=sqrt_a(3) 正确

x = 1.7321 n = 5 >> [x, n]=sqrt_a(17) 正确

x = 4.1231 n = 6

>> [x,n]=sqrt_a(113)

正确

x = 10.6301

n =

8

5．定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在命令文件中调用该函数文件。

程序设计：

function [e ln s c]=num(x)

e=exp(x)

ln=log(x)

s=sin(x)

c=cos(x)

end

运行结果：

>> num(5i)

e =

0.2837 - 0.9589i

ln =

1.6094 + 1.5708i

s =

0 +74.2032i

c =

74.2099

ans =

0.2837 - 0.9589i

6． 设 f(x)=01

.01

1.01)3()2(42+++--x x ，编写一个MATLAB 函数文件fx.m ，使得调用f(x)时，x 可用矩阵代入，得出的f(x)为同阶矩阵。

程序设计：

函数文件fx.m:

function A=fx(x)

A=1./((x-2).^2+0.1)+1./(((x-3).^4)+0.01)

end

调用fx.m 的命令文件：

>> A=fx([1 2;2 3;4 3])

运行结果:

A =

0.9716 10.9901

10.9901 100.9091

1.2340 100.9091

7． 已知y=)20()30()

40(f f f +

当f(n)=n+10ln(n 2+5)时，求y 的值。

程序设计：

函数文件fn.m:

function x=fn(n)

x=n+10*log(n^2+5)

end

调用fn.m 的命令：

y=fn(40)/(fn(30)+fn(20))