《MATLAB编程设计与应用》课程设计.docx

《MATLAB编程设计与应用》课程设计.docx

《《MATLAB编程设计与应用》课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《MATLAB编程设计与应用》课程设计.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《MATLAB编程设计与应用》课程设计

《MATLAB编程设计与应用》课程设计

所在学院：

理学院

专业名称：

应用物理学

所在班级：

物理09-1

学生姓名：

学生学号：

0907120107

2011年6月

一，程序的结构和流程控制：

用Matlab程序的一般语句（循环语句for…end,条件循环语句while…end和条件转向语句if…else…end）分别求1～100的奇数和。

程序一

程序二：

程序三

sum=0;

forx=1:

1:

100;

ifmod（x,2）

sum=sum+x;

elsecontinue;

end

end

sum

clear

x=1;

sum=0;

whilex<101

sum=sum+x;

x=x+2;

end

sum

clear

sum=0;

forx=1:

2:

99;

sum=sum+x;

end

sum

二，2D绘制、函数图形的绘制：

1，用plot语句绘制函数图形，熟悉分区绘图命令（subplot），建立图形命令（figure），以及用title命令和一些指定的线性、颜色和标记对图形作注释的功能。

x=[-pi:

pi/20:

pi];

y1=sin（x）;

y2=cos（x）;

figure

（1）

subplot（2,2,1）,plot（x,y1,'+'）

gridon,title（'sin（x）'）

subplot（2,2,2）,plot（x,y2,'k'）

gridon,title（'cos（x）'）

subplot（2,2,3）,plot（x,y1,'b*',x,y2,'g-.'）

gridon,title（'sin（x）andcos（x）'）

subplot（2,2,4）,plot（x,y1,'-',x,y1,'ro'）

gridon,title（'sin（x）'）

2，用subplot命令将画图区域分为三份，分别用ploy，comet和fplot命令做y=sin（3x+2）的图像。

并用图形标题设置命令（title），X轴标签设置命令（xlabel），y轴标签设置命令（ylabel）对图形作注释。

程序：

x=-2*pi:

pi/20:

2*pi;

y=sin（3*x+2）;

subplot（3,1,1）

plot（x,y）

title（'y=sin（3x+2）'）

xlabel（'x[-2*pi,2*pi]'）

ylabel（'y=sin（3x+2）'）

subplot（3,1,2）

comet（x,y,'g'）

title（'y=sin（3x+2）'）

xlabel（'x[-2*pi,2*pi]'）

ylabel（'y=sin（3x+2）'）

subplot（3,1,3）

fplot（'sin（3*x+2）',[-2*pi,2*pi]）

title（'y=sin（3x+2）'）

xlabel（'x[-2*pi,2*pi]'）

ylabel（'y=sin（3x+2）'）

用行结果：

3，练习使用ezplot命令绘制参数曲线图形：

参数方程及程序

用行结果

参数方程：

程序：

subplot（2,1,1）

ezplot（'（cos（x））^3','（sin（x）^3）',[-4*pi,4*pi]）

subplot（2,1,2）

ezplot（'（x-sin（x））','（1-cos（x））',[-4*pi,4*pi]

参数方程：

程序：

subplot（2,1,1）

ezplot（'x*（cos（x））^3','x*（sin（x）^3）',[-pi,pi]）

subplot（2,1,2）

ezplot（'x*（x-sin（x））','x*（1-cos（x））',[-pi,pi]）

4，用polar命令绘制极坐标图形，并熟悉gtext命令，用鼠标将文本点击到图形相应的位置上。

在同一坐标区域内绘制三叶玫瑰线和四叶玫瑰线。

程序：

subplot（2,2,1）

ezpolar（'sin（2*x）',[0,2*pi]）

gtext（'ËÄҶõ¹åÏßr=sin（2x）'）

subplot（2,2,2）

ezpolar（'cos（2*x）',[0,2*pi]）

gtext（'ËÄҶõ¹åÏßr=cos（2x）'）

subplot（2,2,3）

ezpolar（'sin（3*x）',[0,2*pi]）

gtext（'ÈýҶõ¹åÏßr=sin（3x）'）

subplot（2,2,4）

ezpolar（'cos（3*x）',[0,2*pi]）

gtext（'ÈýҶõ¹åÏßr=cos（3x）'）

用行结果：

5，在同一坐标系中绘制不同函数的图像。

函数表达式及程序

用行结果

，

，

，

程序：

x=[-2*pi:

pi/20:

2*pi];

y1=sin（x）;

y2=x-x.^3/prod（1：

3）;

y3=x-x.^3/prod（1：

3）+x.^5/prod（1：

5）;

y4=y3-x.^7/（prod（1：

7）;

plot（x,y1,'r',x,y2,'b',x,y3,'g',x,y4,'k'）

函数表达式:

程序：

x=-1:

0.01:

1;

symst

y=（t^2-1）^3+1;

y1=diff（y,'t'）;

y2=diff（y1,'t'）;

y=subs（y,t,x）;

y1=subs（y1,t,x）;

y2=subs（y2,t,x）;

plot（x,y,'r',x,y1,'g',x,y2,'b'）

6，课外扩展：

分段函数的表达与绘图

编写程序计算

并画出在

上的曲线。

x=-3:

0.01:

3;

y1=zeros（size（x））;

y2=zeros（size（x））;

y3=zeros（size（x））;

N=length（x）;

fork=1:

N

ifx（k）<-1&x（k）>=-3;

y1（k）=（-x（k）.^2-4*x（k）-3）/2;

elseifx（k）>=-1&x（k）<1;

y2（k）=-x（k）.^2+1;

elsex（k）<=3&x（k）>=1;

y3（k）=（-x（k）.^2+4*x（k）-3）/2;

end

end

y=y1+y2+y3;

plot（x,y）

三，符号运算与数值运算综合练习

１.已知函数

的表达式为

编写一个函数文件，定义函数

在

处的一阶泰勒多项式。

函数文件myfun.m

调用语句

用行结果

functiony=myfun（x）

symst1t2t3t4t5t6t7

x0=[0.10.30.10.11.5160.75];

u

（1）=174.42*（t1/t5）*（t3/（t2-t1））^0.85*

sqrt（（1-2.62*（1-0.36*（t4/t2）^（-0.56））^1.5

*（t4/t2）^1.16）/（t6*t7））

u

（2）=diff（u

（1）,'t1'）;

u（3）=diff（u

（1）,'t2'）;

u（4）=diff（u

（1）,'t3'）;

u（5）=diff（u

（1）,'t4'）;

u（6）=diff（u

（1）,'t5'）;

u（7）=diff（u

（1）,'t6'）;

u（8）=diff（u

（1）,'t7'）;

u=subs（u,{'t1','t2','t3','t4','t5','t6','t7'},x0）

y=u*[1,x-x0]'

>>x=[1:

7];

y=myfun（x）

u=

8721/50*t1/t5*（t3/（t2-t1））^（17/20）*（（1-131/50*（1-9/25/（t4/t2）^

（14/25））^（3/2）*（t4/t2）^（29/25））/t6/t7）^（1/2）

u=

Columns1through6

1.725624.5896-5.991114.6675

-4.0281-1.1504

Columns7through8

-0.0539-1.1504

y=

29.820

y=

29.8206

注意事项：

保存时须要以函数名命名，负责不能调用函数。

说明:

用行结果没有完全按ＭＡＴＬＡＢ给出的形式，其中空行被去掉了

2.编辑一个函数文件，实现如下功能：

对输入的矩阵a，若a是方阵，计算其特征值与特征向量，并求出最大特征值及其对应的特征向量。

若a不是方阵，计算a的转置与a的乘积的特征值与特征向量，并求出最大特征值及其对应的特征向量。

函数文件myfun.m

调用语句

用行结果

function[Emax,Dmax]=myfun（x）

n=size（x）;

ifn

（1）==n

（2）;

b=x;

elseb=x'*x;

end

[e,d]=eig（b）

dmax=d（1,1）;

k=1;

fori=2:

n

（2）

if（dmax

dmax=d（i,i）

k=i;

end

end

Emax=e（:

k）

Dmax=dmax

>>a=[1,2,3,21;

1,4,4,12;

1,2,43,12;

4,2,3,5];

>>myfun（a）

e=

-0.1182-0.72640.87950.3798

-0.1272-0.51190.3012-0.9188

-0.98040.22020.05790.0040

-0.0928-0.4022-0.36380.1079

d=

44.5164000

013.127600

00-6.80390

0002.1599

Emax=

-0.1182

-0.1272

-0.9804

-0.0928

Dmax=

44.5164

四、优化工具箱试验

1，非线性不等式约束最优化问题

求解

约束条件：

，

实验步骤

用行结果

一，目标函数文件：

functionf=objfun（x）

f=exp（x

（1））*（4*x

（1）^2+2*x

（2）^2+4*x

（1）

*x

（2）+2*x

（2）+1）;

Optimizationterminated:

first-orderoptimalitymeasureless

thanoptions.TolFunandmaximumconstraintviolationisless

thanoptions.TolCon.

Activeinequalities（towithinoptions.TolCon=1e-006）:

lowerupperineqlinineqnonlin

1

2

x=

-9.54741.0474

fval=

0.0236

二，约束函数文件：

function

[c,ceq]=confun（x）

c=[1.5+x

（1）*x

（2）-x

（1）-x

（2）;

-x

（1）*x

（2）-10];

ceq=[];

三，初始化调用函数：

>>x0=[-1,1];

>>options=optimset（'LargeScale','off'）;

>>[x,fval]=fmincon（@objfun,x0,[],[],[],[],[],[],

@confun,options）

2，线性规划

求解下述问题：

根据函数linprog函数的功能，可知此问题可用linprog函数求解：

函数程序为：

f=[-3,-2,-1]';

a=[1,2,4;-2,1,-1;4,-1,-2;-4,1,2];

b=[5,-35,40,-30]';