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MATLAB
实验报告
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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
clc
clear
help
lookfor
who
清除命令窗口中内容
清除工作空间中变量
对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明
查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称
查询工作空间中的变量信息
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。
变量名
ANS
i或j
pi
eps
realmax
表1MATLAB的特殊变量与常量
功能说明 变量名
realmin
默认变量名,以应答
最近一次操作运算结果
INF(inf)
虚数单位
NAN(nan)
圆周率
nargin
浮点数的相对误差
最大的正实数
nargout
功能说明
最小的正实
数
无穷大
不定值(0/0)
函数实际输
入参数个数
函数实际输
出参数个数
MATLAB运算符,通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符
表 2MATLAB 算术运算符
操作符
+
*
.*
^
.^
功能说明
加
减
矩阵乘
数组乘
矩阵乘方
数组乘方
表 3MATLAB 关系运算符
操作符
==
~=
>
<
>=
<=
表 4MATLAB 逻辑运算符
逻辑运算符
&
|
逻辑运算
And
Or
说明
逻辑与
逻辑或
功能说明
等于
不等于
大于
小于
大于等于
小于等于
操作符
\
.\
/
./
'
.'
功能说明
矩阵左除
数组左除
矩阵右除
数组右除
矩阵转置
数组转置
~
Xor
Not
逻辑非
逻辑异或
表 5MATLAB 特殊运算
符号
:
;
,
()
[]
{}
功能说明示例
1:1:4;1:2:11
分隔行
分隔列
符号
.
..
…
%
!
=
功能说明
示例
构成向量、矩阵
构成单元数组
注释
调用操作
系统命令
用于赋值
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
指令格式
A(r,c)
A(r,:)
A(:,c)
A(:)
A(i)
A(r,c)=Sa
A(:)=D(:)
指令功能
数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组
数组A中r指定行对应的所有列之元素组成的子数组
数组A中c指定列对应的所有行之元素组成的子数组
数组A中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组
"一维长列"子数组中的第i个元素
数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组的赋值
数组全元素赋值,保持A的行宽、列长不变,A、D两组元素
总和应相同
5.MATLAB的基本运算
表 7 两种运算指令形式和实质内涵的异同表
数组运算
指令
A.'
A=s
s+B
s-B,B-s
s.*A
含义
非共轭转置
把标量s赋给A的每个元素
标量s分别与B元素之和
标量s分别与B元素之差
标量s分别与A元素之积
矩阵运算
指令 含义
A’ 共轭转置
s*A
s./B,B.\s 标量s分别被B的元素除
A.^n A的每个元素自乘n次
标量s分别与A每个
元素之积
S*inv(B) B阵的逆乘s
A^n A阵为方阵,自乘n
次
A.^p
A+B
A-B
A.*B
A./B
B.\A
exp(A)
log(A)
sqrt(A)
对A各元素分别求非整数幂
对应元素相加
对应元素相减
对应元素相乘
A的元素别B的对应元素除
与上相同
以自然数e为底,分别以A的元
素为指数,求幂
对A的各元素求对数
对A的各元素求平方根
A^p
A+B
A-B
A*B
A/B
B\A
expm(A)
方阵A的非整数乘方
矩阵相加
矩阵相减
内维相同矩阵相乘
A右除B
A左除B
A的矩阵指数函数
logm(A) A的矩阵对数函数
sqrtm(A) A的矩阵平方根函数
6.MATLAB的常用函数
表8标准数组生成函数
指令
diag
eye
magic
ones
含义
产生对角形数组(对高维不适用)
产生单位数组(对高维不适用)
产生魔方数组(对高维不适用)
产生全1数组
指令
rand
randn
zeros
size()
含义
产生均匀分布随机数组
产生正态分布随机数组
产生全0数组
返回指定矩阵的行数和
列数
表9数组操作函数
指令
diag
flipud
fliplr
reshape
rot90
det
rank
含义
提取对角线元素,或生成对角阵
以数组“水平中线”为对称轴,交换上下对称位置
上的数组元素
以数组“垂直中线”为对称轴,交换左右对称位置
上的数组元素
在总元素数不变的前提下,改变数组的“行数、
列数”
矩阵逆时针旋转90度
方阵的行列式值
矩阵的秩
三、实验内容
1、学习安装MATLAB软件。
2、学习使用help命令,例如在命令窗口输入helpeye,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)
3、学习使用clc、clear,观察commandwindow、commandhistory和workspace
等窗口的变化结果。
4、初步程序的编写练习,新建Mfile ,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。
注意:每一次Mfile 的修改后,都要存盘。
四、实验结果
练习A:
(1) helprand,然后随机生成一个2×6的数组,观察commandwindow、
commandhistory和workspace等窗口的变化结果。
(2)学习使用clc、clear,了解其功能和作用。
(3)输入C=1:2:20,则C(i)表示什么?其中i=1,2,3,…,10。
(4)输入 A=[715;256;315],B=[111;222;333],在命令窗口中执行下列表达式,
掌握其含义:
A(2,3)A(:,2)A(3,:)A(:,1:2:3)A(:,3).*B(:,2)A(:,3)*B(2,:)A*
BA.*BA^2A.^2B/AB./A
(5)二维数组的创建和寻访,创建一个二维数组(4×8)A,查询数组A
第2行、第3列的元素,查询数组A第2行的所有元素,查询数组A
第6列的所有元素。
(6)两种运算指令形式和实质内涵的比较。设有3个二维数组A
2×4
,B
2×4
,
C
2×2
,写出所有由2个数组参与的合法的数组运算和矩阵指令。
(7)学习使用表8列的常用函数(通过help方法)
(8)学习使用表9数组操作函数。
练习B
(9)用reshape指令生成下列矩阵(不超过3次操作),并取出方框内的数
组元素。
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苦茶子12138
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