MATLAB试卷答案.pdf
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第 1 页 ( 共 12 页 ) 学 习 中 心 /函 授 站 _姓 名 学 号西 安 电 子 科 技 大 学 网 络 与 继 续 教 育 学 院2015 学 年 上 学 期 MATLAB 与 系 统 仿 真 期 末 考 试 试 题( 综 合 大 作 业 ) 题 号 一 二 三 总 分题 分 25 12 63得 分考 试 说 明 :1、 大 作 业 于 2015 年 4 月 3 日 公 布 , 2015 年 5 月 9 日 前 在 线 提 交 ;2、 考 试 必 须 独 立 完 成 , 如 发 现 抄 袭 、 雷 同 、 拷 贝 均 按 零 分 计 。3、 程 序 设 计 题 ( 三 ( 8, 10) ) 要 求 写 出 完 整 的 程 序 代 码 , 并 在 matlab 软 件 环 境 调试 并 运 行 通 过 , 连 同 运 行 结 果 一 并 附 上 。一 、 填 空 题 ( 1 25=25) 1、 Matlab 的 全 称 为 MATrixLABoratory 。2、 在 Matlab 编 辑 器 中 运 行 程 序 的 快 捷 键 是 : F5 。3、 Matlab 的 工 作 界 面 主 要 由 以 下 五 个 部 分 组 成 , 它 们 分 别 是 : Commandwindow(指 令窗 口 、 Currentdirectory( 当 前 路 径 浏 览 器 ) 、 Workspace(工 作 台 窗 口 ) 、 Commandhistory( 指 令 历 史 窗 口 ) 和 Launchpad( 发 布 平 台 ) 。4、 在 Matlab 中 inf 表 示 : 无 穷 大 ; clc 表 示 : 清 除 当 前 Commandwindow 区 域 内 容 ;more 表 示 : 显 示 命 令 窗 口 输 出 一 个 整 个 萤 幕 的 时 间 ; who 表 示 : 返 回 当 前 工 作 空 间 中 所有 变 量 名 ; whos 表 示 : 返 回 当 前 工 作 空 间 中 所 有 变 量 , 以 及 它 们 的 名 字 、 尺 寸 、 所 占 字节 数 、 属 性 等 信 息 。5、 在 Matlab 命 令 窗 口 中 运 行 命 令 Simulink 可 以 打 开 Simulink 模 块 库 浏 览 器 窗 口 。6、 求 矩 阵 行 列 式 的 函 数 : det ; 求 矩 阵 特 征 值 和 特 征 向 量 的 函 数 eig 。7、 Matlab 预 定 义 变 量 ans 表 示 : 当 前 未 定 义 变 量 和 变 量 名 的 答 案 ; eps 表 示 :浮 点 相 对 精 度 ( 其 值 是 从 1.0 到 下 一 个 最 大 浮 点 数 之 间 的 差 值 ) ; nargin 表 示 : 函 数 的 输 入 变 量 的 个 数 。8、 Matlab 提 供 了 两 种 方 法 进 行 程 序 分 析 和 优 化 , 分 别 为 : 提 高 程 序 运 算 速 度 和 减少 内 存 空 间 。 ( 不 确 定 是 否 正 确 )9、 建 立 结 构 数 组 或 转 换 结 构 数 组 的 函 数 为 : struct 第 2 页 ( 共 12 页 ) 实 现 Fourier 变 换 在 Matlab 中 的 对 应 函 数 为 : fft ; Laplace 变 换 的 函 数 :laplace 。10、 MATLAB 编 写 的 程 序 文 件 称 为 M 文 件 , M 文 件 有 脚 本 文 件 和 函 数 文 件 两种 。 二 、 简 答 题 ( 3 4=12)1、 简 述 MATLAB 命 令 窗 的 主 要 作 用 ?答 : MATLAB 的 命 令 窗 口 (CommandWindow)用 于 输 入 命 令 并 显 示 除 图 形 以 外 的 所 有 执行 结 果 , 是 MATLAB 的 主 要 交 互 窗 口 。2、 描 述 在 Matlab 中 矩 阵 运 算 的 含 义 , 如 A*B, A.*B 表 示 什 么 运 算 过 程 ?答 : MATLAB 中 矩 阵 算 术 运 算 包 括 基 本 算 术 运 算 和 点 运 算 。 基 本 算 数 运 算 是 在 矩 阵 意义 下 进 行 的 ( 当 个 数 据 的 算 术 运 算 只 是 一 种 特 例 ) , 如 矩 阵 m*n 维 矩 阵 A 和 n*m 维 矩 阵 B 相 乘 A*B 得 到 一 个 m*m 维 矩 阵 。 矩 阵 点 运 算 是 指 他 们 对 应 元 素 进 行 相 关 运 算 , 要 求 两 矩 阵的 维 数 相 同 , 如 m*n 维 矩 阵 A 和 m*n 维 矩 阵 B 点 乘 A.*B 得 到 一 个 m*n 为 矩 阵 。3、 分 析 以 下 函 数 执 行 过 程 , 回 答 问 题 :functionc=testarg1(a,b)if(nargin=1)c=a.2;elseif(nargin=2)c=a+b;end如 果 用 户 使 用 一 个 参 数 调 用 函 数 testarg1, 函 数 执 行 什 么 功 能 ? 如 果 使 用 两 个 参 数 调 用函 数 testarg1, 函 数 又 执 行 什 么 ?答 : 题 干 程 序 中 nargin 是 判 断 输 入 参 数 个 数 , 根 据 不 同 输 入 参 数 执 行 不 同 操 作 。 如 果 用 户 使 用 一 个 参 数 ( a) 调 用 函 数 testarg1, 函 数 执 行 c=a.2。 如 果 使 用 两 个 参 数 (a,b)调 用 函 数testarg1, 函 数 执 行 c=a+b。4、 新 建 Simulink 仿 真 模 型 文 件 的 方 法 是 什 么 ?答 :( 1) 、 首 先 打 开 SIMULINK 模 块 库 : 在 MATLAB 工 作 界 面 的 工 具 条 单 击 SIMULINK图 标 , 或 在 MATLAB 指 令 窗 口 中 运 行 simulink, 就 可 引 出 SIMULINK 模 块 浏 览 器 。( 2) 、 新 建 模 型 窗 : 单 击 SIMULINK 模 块 库 浏 览 器 工 具 条 上 的 新 建 图 标 , 引 出 空 白 模型 窗 。( 3) 、 添 加 元 器 件 并 保 存 : 从 模 块 库 中 找 到 所 要 的 元 器 件 , 拖 到 模 型 窗 中 , 连 线 并 保 存文 件 即 可 。5、 简 述 绘 制 二 维 图 形 的 一 般 步 骤 ? 答 : 首 先 定 义 自 变 量 x 的 范 围 及 步 长 ; 然 后 需 要 或 者 按 一 定 的 函 数 关 系 求 得 第 二 维 变 量的 值 y; 最 后 利 用 绘 制 二 维 图 形 函 数 如 : plot( x,y) 即 可 绘 制 出 x 与 y 的 二 位 图 形 。6、 简 述 脚 本 M 文 件 和 函 数 M 文 件 的 区 别 ?答 : ( 1) 、 M 函 数 文 件 一 般 都 要 带 参 数 , 都 要 有 返 回 结 果 , 而 M 脚 本 文 件 文 件 没 有 参 数与 返 回 结 果 第 3 页 ( 共 12 页 ) ( 2) 、 M 函 数 文 件 的 变 量 是 局 部 变 量 , 运 行 期 间 有 效 , 运 行 完 毕 就 自 动 被 清 除 , 而 命 令文 件 的 变 量 是 全 局 变 量 , 执 行 完 毕 后 仍 被 保 存 在 内 存 中( 3) 、 M 函 数 文 件 要 定 义 函 数 名 , 且 保 存 该 函 数 文 件 的 文 件 名 必 须 是 函 数 名 .m 。 M 函数 文 件 可 以 有 多 个 因 变 量 和 多 个 自 变 量 , 当 有 多 个 因 变 量 时 用 括 起 来 。三 、 程 序 设 计 及 分 析 ( 1-2 每 题 4, 3-9 每 题 5, 10 题 20, 共 63)1、 将 下 列 字 符 矩 阵 S 转 换 为 数 字 矩 阵 ( 1 23 4S ) ?S=12;34%输 入 字 符 矩 阵S= 1234N=str2num(S)%将 字 符 矩 阵 转 换 为 数 字 矩 阵N=12342、 把 矩 阵 A, B 分 别 在 垂 直 方 向 , 水 平 方 向 连 接 , A=123, B=456?A=123;B=456;H=A,B%将A,B在 水 平 方 向 连 接 H=123456V=A;B%将A,B在 垂 直 方 向 连 接V=12345 第 4 页 ( 共 12 页 ) 63、 编 程 实 现 函 数 3( ) 2 5f x x x 的 根 ?p=10-2-5;x=roots(p)x=2.0946-1.0473+1.1359i-1.0473-1.1359i4、 编 程 实 现 一 元 二 次 方 程 2 0ax bx c ?程 序 如 下 :clearclc disp(求 方 程:a*x2+b*x+c=0的 解);disp(请 输 入a,b,c的 值:);a=input(a=);b=input(b=);c=input(c=);deta=b*b-4*a*c;ifdeta0disp(该 方 程 有 两 个 不 相 等 的 实 数 根);elseifdeta=0disp(该 方 程 有 两 个 相 等 的 实 数 根);else disp(该 方 程 有 两 个 共 轭 复 根);endx=(-b+sqrt(deta)/2/a;(-b-sqrt(deta)/2/a运 行 结 果 如 下 :求 方 程:a*x2+b*x+c=0的 解请 输 入a,b,c的 值:a=1b=4c=1该 方 程 有 两 个 不 相 等 的 实 数 根x= 第 5 页 ( 共 12 页 ) -0.2679-3.73215、 求 ( ) 10 2 0 xf x x 在 0 0.5x 附 近 的 根 ?%牛 顿 迭 代 法 解 方 程y=x-10x+2在x0=0.5附 近 的 根x0=0.5;formatlong;x=x0-f(x0)/f_(x0);if(abs(x)1e-6|abs(f(x0)1e-6) x0=x;x=x0-f(x0)/f_(x0);if(abs(x)0.5)delt=abs(x-x0);elsedelt=abs(x-x0)/x);endiff(x)=0breakendenddisp(解 方 程y=x-10x+2,牛 顿 迭 代 法 结 果)x functiony=func1_1(x)y=x-10.x+2;运 行 结 果 如 下 :解 方 程 y=x-10x+2,牛 顿 迭 代 法 结 果x=0.3758120875934266、 绘 制 函 数 图 形 : 1 sin( ), 2 cos( )y x y x 。 要 求 :( 1) 0,2x ; ( 2) 数 据 采 样 间 隔 /50 ?( 3) 设 置 网 格 ;( 4) 添 加 图 形 标 注 ; 第 6 页 ( 共 12 页 ) ( 5) 两 幅 图 叠 加 在 一 张 图 中 。程 序 如 下 :clearclcx=0:pi/50:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,r);holdonplot(x,y2,b);gridonlegend(y1=sin(x),y2=cos(x);运 行 结 果 如 下 : 0 1 2 3 4 5 6 7-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 y1=sin(x) y2=cos(x) 7、 分 析 以 下 程 序 执 行 后 的 效 果 ?x=-2:0.2:2;y=x;x,y=meshgrid(x,y);z=x.*exp(-x.2-x.2);mesh(x,y,z);题 干 可 能 有 误 : 如 果 z=x.*exp(-x.2-x.2);结 果 如 下 : 第 7 页 ( 共 12 页 ) -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 如 果 z=x.*exp(-x.2-y.2);结 果 如 下 :分 析 : 该 程 序 的 作 用 是 以 x,y 为 自 变 量 , z 为 因 变 量 , 画 出 3 维 曲 面 -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2-0.5 0 0.5 8、 在 同 一 图 上 分 别 用 红 色 实 线 和 绿 色 虚 线 绘 制 y1=sin(x)和 y2=cos(x)在 区 间 0, 4*pi的 曲 线 , 并 用 星 号 *标 出 两 条 曲 线 的 交 点 以 及 标 注 图 例 。 ( 要 求 附 上 运 行 结 果 ) 第 8 页 ( 共 12 页 ) clearclcx=0:pi/100:4*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,r-);holdonplot(x,y2,g-);fori=1:length(x)delt=abs(y1(i)-y2(i);ifdelt=1e-2holdonplot(x(i),y1(i),k*);end endlegend(y1=sin(x),y2=cos(x),); 0 2 4 6 8 10 12 14-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 y1=sin(x) y2=cos(x) 两曲线交点 9、 编 写 一 个 实 现 n 阶 乘 的 函 数 。functions=fun(n)s=1;fori=1:ns=s*i;end 第 9 页 ( 共 12 页 ) 10、 已 知 矩 阵 n=10+自 己 的 真 实 学 号 , 2 2( ) ,ij n n ijA a a i j , 试 编 写 一 个 m 文 件 完成 以 下 问 题 : ( 要 求 附 上 程 序 运 行 结 果 )( 1) 求 A 的 行 列 式 ;( 2) 求 A 的 秩 ;( 3) 画 出 A 的 每 个 行 向 量 的 图 形 ;( 4) 查 看 A 的 大 小 ( 即 行 、 列 数 ) ;( 5) 计 算 A 的 第 11行 与 第 11列 的 乘 积 ;( 6) 用 一 个 二 次 函 数 去 拟 合 A 的 最 后 一 行 向 量 , 画 出 图 形 ;( 7) 计 算 A 的 每 行 的 和 , 用 条 形 图 把 该 和 向 量 描 绘 出 来 , 加 上 轴 标 签 和 图 形 标 题 ;( 8) 计 算 A 的 特 征 值 和 特 征 向 量 ;( 9) 计 算 A 的 迹 、 逆 和 范 数 ;( 10) 查 看 *TA A的 右 下 角 元 素 nna 的 值 。 ( TA 为 A 的 转 置 矩 阵 ) 自 己 的 真 实 学 号 如 实 输 入 就 OK 了 ,这 里 假 设 学 号 是 5, 到 时 候 自 己 改clearclcdisp(请 输 入 自 己 的 学 号);x=input(x=);n=10+x;A=zeros(n,n);fori=1:nforj=1:nA(i,j)=i2+j2;endend(1)d=det(A); d=-1.059683846499320e-174(2)r=rank(A);r=2(3)fori=1:size(A,1)plot(A(i,:)holdonendholdoff 第 10 页 ( 共 12 页 ) 0 5 10 150 50 100 150 200 250 300 350 400 450 (4)nr,nc=size(A);nr=15nc=15(5)P=A(11,:)*A(:,11);P=698007 (6)x=1:n;y=A(end,:);z=polyfit(x,y,2)w=polyval(z,x);plot(x,y,k+,x,w,r) 第 11 页 ( 共 12 页 ) 0 5 10 15200 250 300 350 400 450 500 (7)S=sum(A,2);bar(S);xlabel(行 数);ylabel(不 同 行 的和);title(矩 阵A每 行 的 和) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 行数 不同 行的 和 矩阵A每行的和 第 12 页 ( 共 12 页 ) (8)V,D=eig(A); (9)T=trace(A);A_=inv(A);N=norm(A);T=2480N= 2.875444893599292e+003(10)B=A*A;a=B(end,end);a=1495687- 配套讲稿:
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