Matlab有关试题.docx
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Matlab有关试题
2013-2014学年第
(一)学期考试试卷(A卷)
一简述下列命令在MATLAB中的作用(每题4分,共20分)
1、clear、clcclear从内存中清除变量和函数,clc清命令窗口,
2、whos、figure 在matlab中whos用于列出当前工作空间中所有变量,以及它们的名字、尺寸(比如一个矩阵或数组的行列维数)、所占字节数、属性等信息;figure建立图形。
3、boxon、使显示出来的图形有四周的边框;gridoff关闭画图中的网格线。
4、sym2poly返回一个包含符号多项式的数值系数的行向量,其系数是按照多项式中独立变量幂值的降序排列的;
poly2sym就是把系数数组转换为符号多项式
5、bar用于画条形图;pie用于画饼图
二简答题(共30分)
1、叙述MATLAB的主要窗口包括哪些?
其作用是什么?
(6分)
答:
主要窗口:
(1)命令窗口(CommendWindow)
(2)工作空间窗口(Workspace)
(3)当前目录浏览器(CurrentDirectory)
(4)命令历史窗口(CommendHistory)
(5)启动平台窗口(LaunchPad)
(6)帮助窗口(Help)
作用:
(1)命令窗口:
MATLAB的主要交互窗口,用于输入MATLAB命令、函数、数组、表达式等信息,并显示图形以外的所有计算结果。
例如从键盘输入矩阵
(2)工作空间窗口:
用于储存各种变量和结果的空间,又称为内存浏览器,用于显示变量的名称、大小、字节数及数据类型,对变量进行观察、编辑、保存和删除。
临时变量不占空间,Matlab在此窗口中设计有专门的内存数组编辑器,实现对数组的相关操作,为了对变量的内容进行观察、编辑与修改,可以用三种方法打开内存数组编辑器。
*双击变量名;*选择该窗口工具栏上的打开图标;*鼠标指向变量名,点击鼠标右键,弹出选择菜单,然后选项操作。
(3)当前目录浏览器:
用于显示及设置当前工作目录,同时显示当前工作目录下的文件名、文件类型及目录的修改时间等信息。
(4)命令历史窗口:
记录已运行过的所有的MATLAB命令历史,包括已输入和运行过的命令、函数、表达式等信息,可进行命令历史的查找、检查等工作,也可以在该窗口中进行命令复制与重运行,为用户下一次使用同一个命令提供方便。
(5)启动平台窗口:
启动平台窗口可以帮助用户方便地打开和调用MATLAB的各种程序、函数和帮助文件。
(6)帮助窗口:
给用户提供了方便快捷的帮助信息获取途径和图文并茂的帮助内容。
2、你知道几种数据矩阵的建立方式?
请简述并举例。
(6分)
答:
矩阵的建立
(1)直接输入法:
将矩阵的元素用方括号括起来,按矩阵行的顺序输入各元素,同一行的各元素之间用空格或逗号分隔,不同行的元素之间用分号分隔。
例如:
A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]
(2)利用M文件建立矩阵:
对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为它专门建立一个M文件。
例如:
利用M文件建立MYMAT矩阵。
a.启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器,并输入待建矩阵:
b.把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件名为mymatrix.m)。
c.在MATLAB命令窗口中输入mymatrix,即运行该M文件,就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵,可供以后使用。
(3)a.利用冒号表达式建立一个向量:
冒号表达式可以产生一个行向量,一般格式是:
e1:
e2:
e3(其中e1为初始值,e2为步长,e3为终止值。
)
例如:
c=1:
5:
50
b.还可以用linspace函数产生行向量。
其调用格式为:
linspace(a,b,n)(其中a和b是生成向量的第一个和最后一个元素,n是元素总数。
)
例如:
c=linspace(1,50,100)
(4)建立大矩阵
大矩阵可由方括号中的小矩阵或向量建立起来。
3、在命令窗口中输入“a=[3045]”,请问:
(6分)
(1)可以用“a”直接表示多项式吗?
若能,请写出该多项式的数学表达式.
答:
能;3x3+4x+5
(2)如果输入命令poly(a),则表示什么意思?
答:
poly(a)表示建立以a为其根的多项式
(3)写出将第
(2)问的多项式转换成自变量为“x”的符号形式的完整命令。
4、M文件有哪两种,各有什么特点?
(6分)
答:
M文件可以根据调用方式的不同分为两类:
命令文件(ScriptFile)和函数文件(FunctionFile)。
命令文件是包含多条MATLAB命令的文件;函数文件可以包含输入变量,并把结果传送给输出变量,两者的简要特点如下:
命令文件:
(1)多条命令的综合体
(2)没有输入、输出变量
(3)使用MATLAB基本工作空间
(4)没有函数声明行
函数文件:
(1)常用于扩充MATLAB函数库
(2)可以包含输入、输出变量
(3)运算中生成的所有变量都存放在函数工作空间
(4)包含函数声明行
5、现有下列脚本程序,请解释该程序的作用。
(6分)
x=[1636151815];
ee=[20-212^2sqrt(4)];
subplot(122)
pie(x,ee)
答:
输出一个饼形图,该饼形图中每份的所占份额分别为:
16%,36%,15%,18%,15%
三阅读程序指令(共20分)
1.写出下列指令的运行结果。
(5分)
>>a=zeros(2,2)
>>a(3,4)=10^2
>>a(6)=50
>>a(:
3)
>>a(:
:
)
>>size(a)
答:
ans=
0
0
0
ans=
0000
0000
0500100
ans=
34
2.写出下列指令的运行结果。
(5分)
>>A=1:
3:
10.5;
>>B=1:
4;
>>C=[B;A]
>>D=fliplr(C)
>>E=sort(D)
答:
C=
1234
14710
D=
4321
10741
E=
4321
10741
3.写出下列指令的运行结果。
(5分)
>>X=[2,0;2,4];Y=[-1-4;10];A=3;
>>X.*Y
>>X*Y
>>X.*A
答:
ans=
-20
20
ans=
-2-8
2-8
ans=
60
612
4.写出下列指令的运行结果。
(5分)
>>a=[41-5;679;1086;204030];
>>median(a)
>>cumsum(a)
>>diff(a,2)
答:
ans=
8.00007.50007.5000
ans=
41-5
1084
201610
405640
ans=
2-5-17
63127
5.现有下列脚本程序,请分析该“for”循环执行情况并写出该程序运行结果。
(5分)
form=1:
3
forn=1:
3
H(m,n)=m^2+n
end
end
答:
H=
2
H=
23
H=
234
H=
234
500
H=
234
560
H=
234
567
H=
234
567
1000
H=
234
567
10110
H=
234
567
101112
四编程题(共10分)
编写一个脚本程序实现:
在同一图上分别用红色实线和绿色点划线绘制函数y1=cosx和y2=x2+x-1在区间[-10,10]的曲线,标题为“用作图法求两条函数曲线的交点”,x轴为“自变量x”,y轴为“函数y1、y2的曲线”,并给出图例“‘y1=cosx’,‘y2=x2+x-1’”。
(10分)
答:
x=-10:
0.5:
10;
y1=cos(x);
y2=power(x,2)+x-1;
plot(x,y1,'r-',x,y2,'g-.');
title('用作图法求两条函数曲线的交点');
xlabel('自变量x');
ylabel('函数y1、y2的曲线');
legend('y1=cos(x)','y2=x^2+x-1');
五叙述题(共20分)
结合本学期MATLAB所学内容,叙述MATLAB软件的功能。
(20分)
答:
MATLAB是矩阵实验室(MatrixLaboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
一、Matlab的主要功能有:
1数值计算和符号计算功能
Matlab以矩阵作为数据操作的基本单位,这使得矩阵运算变得非常简洁,方便,高效。
Matlab还可以提供非常丰富的数值计算函数,而且采用的都是国际通用的数值计算算法;其程序由国际一流的专家编制优化,计算功能为matlab赢得了良好的口碑。
2绘图功能
利用matlab绘图十分方便,它可以绘制各种图像,囊括了2d和3d图形,也可以对图像进行修饰控制,以增强图像的表现效果。
Matlab提供两个层次的绘图操作,一种是对图形句柄进行的底层绘图操作;另一种是建立在低层绘图之上的高层绘图,利用matlabu的高层绘图,用户不需要考虑过多的细节,只要给出一个剧本参数就能会出图像。
3汇编语言功能
Matlab具有程序结构控制,函数调用,数据结构,输出输入。
面向对象的程序设计语言特征。
不仅简单易学,而且操作简便,对于数值结算,程序仿真,计算机辅助设计等领域的人来说matlab是个理想的选择。
4扩展功能
Matlab包括基本部分和各种选择工具箱。
工具箱扩展了matlab的其他功能。
Matlab工具箱分为两大类:
功能类工具箱和学科类工具箱。
功能类工具箱主要是用来扩充其符号计算功能,可视建模仿真及文字处理功能,学科性工具专业性比较强,如控制系统工具箱、神经网络工具箱,金融工具箱等。
二.
如果当命令过多时,可以用“;”在句末,进行分行,这样进行分行,不会出现多余的内容,且简单方便。
三、
help和lookfor;HELP命令是查询函数语法的最基本方式、查询信息直接显示在查询窗口,help命令只搜索出那些与关键字完全匹配的结果。
Lookfor命令对搜索范围内的M文件进行关键字的搜索,条件比较宽松;而且lookfor文件只对m文件的第一行进行搜索,-all选项,则进行m文件全文搜索。
四.
结构矩阵可以是不同数据的类型,它能将一组具有不同属性的数据纳入到一个统一的变量名下进行管理。
建立一个矩阵可以采用给组员赋值的办法。
结构矩阵名·成员名=表达式(表达式可以理解为矩阵表达式)引用结构矩阵成员时,显示其值。
引用结构矩阵元素时,显示成员名和他的值,但成员是矩阵时,不显示其具体内容,只显示成员矩阵的大小参数。
单元矩阵的建立和一般矩阵相似,只是矩阵元素用大括号括起来,单元矩阵的元素可以是结构或单元数据。
可以使用celldisp函数显示整个单元矩阵。
五.
稀疏储存方式仅储存所有的非零元素的值和位置,即型号和序列,显然这对于具有大量零元素的稀疏矩阵来说十分有效,在matlab中,稀疏矩阵也是按序列储存的。
当矩阵更加稀疏的时候,这种储存方式会更加有效的节省储存空间。
稀疏矩阵有俩个不同的概念,一是指矩阵的0元素较多,该矩阵是一个具有稀疏特性的矩阵;二是指采用稀疏方式储存的矩阵。
稀疏存储矩阵只是矩阵的存储方式不同,它的运算规则不同的矩阵是一样的。
所以在运算过程中,稀疏存储矩阵可以直接参与运算。
当参与运算的对象不是完全的稀疏存储矩阵时,所得的结果一般是完全存储形式。
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