MATLAB习题答案.docx
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MATLAB习题答案.docx
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MATLAB习题答案
习题二
1.如何理解“矩阵是MATLAB最基本的数据对象”?
答:
因为向量可以看成是仅有一行或一列的矩阵,单个数据(标量)可以看成是仅含一个元素的矩阵,故向量和单个数据都可以作为矩阵的特例来处理。
因此,矩阵是MATLAB最基本、最重要的数据对象。
2.设A和B是两个同维同大小的矩阵,问:
(1)A*B和A.*B的值是否相等?
答:
不相等。
(2)A./B和B.\A的值是否相等?
答:
相等。
(3)A/B和B\A的值是否相等?
答:
不相等。
(4)A/B和B\A所代表的数学含义是什么?
答:
A/B等效于A的逆左乘B矩阵,即inv(A)*B,而B/A等效于A矩阵的逆右乘B矩阵,即B*inv(A)。
3.写出完成下列操作的命令。
(1)将矩阵A第2~5行中第1,3,5列元素赋给矩阵B。
答:
B=A(2:
5,1:
2:
5);
(2)删除矩阵A的第7号元素。
答:
A(7)=[]
(3)将矩阵A的每个元素值加30。
答:
A=A+30;
(4)求矩阵A的大小和维数。
答:
size(A);
ndims(A);
(5)将向量t的0元素用机器零来代替。
答:
t(find(t==0))=eps;
(6)将含有12个元素的向量x转换成
矩阵。
答:
reshape(x,3,4);
(7)求一个字符串的ASCII码。
答:
abs(‘123’);或double(‘123’);
(8)求一个ASCII码所对应的字符。
答:
char(49);
4.下列命令执行后,L1、L2、L3、L4的值分别是多少?
A=1:
9;B=10-A;...
L1=A==B;
L2=A<=5;
L3=A>3&A<7;
L4=find(A>3&A<7);
答:
L1的值为(0,0,0,0,1,0,0,0,0)
L2的值为(1,1,1,1,1,0,0,0,0)
L3的值为(0,0,0,1,1,1,0,0,0)
L4的值为(4,5,6)
5.已知
完成下列操作:
(1)取出A的前3行构成矩阵B,前两列构成矩阵C,右下角
子矩阵构成矩阵D,B与C的乘积构成矩阵E。
答:
B=A(1:
3,:
);
C=A(:
1:
2);
D=A(2:
4,3:
4);
E=B*C;
(2)分别求E
答:
E ,E&D= ,E|D= ,~E|~D= find(A>=10&A<25)=(1,5) 6.当A=[34,NaN,Inf,-Inf,-pi,eps,0]时,分析下列函数的执行结果: all(A),any(A),isnan(A),isinf(A),isfinite(A)。 答: all(A)=0 any(A)=1 isnan(A)=(0,1,0,0,0,0,0) isinf(A)=(0,0,1,1,0,0,0) isfinite(A)=(1,0,0,0,1,1,1) 7.用结构体矩阵来存储5名学生的基本情况数据,每名学生的数据包括学号、姓名、专业和6门课程的成绩。 答: student (1).id=’0001’; student (1).name=’Tom’; student (1).major=’computer’; student (1).grade=[89,78,67,90,86,85]; 8.建立单元矩阵B并回答有关问题。 B{1,1}=1; B{1,2}=’Brenden’; B{2,1}=reshape(1: 9,3,3); B{2,2}={12,34,2;54,21,3;4,23,67}; (1)size(B)和ndims(B)的值分别是多少? 答: size(B)=(2,2) ndims(B)=2 (2)B (2)和B(4)的值分别是多少? 答: B (2)= ,B(4)= (3)B(3)=[]和B{3}=[]执行后,B的值分别是多少? 答: 当执行B(3)=[]后, B={1,[1,4,7;2,5,8;3,6,9],{12,34,2;54,21,3;4,23,67}} 当执行B{3}=[]后, B={1,[];[1,4,7;2,5,8;3,6,9],{12,34,2;54,21,3;4,23,67}} 习题三 1.写出完成下列操作的命令。 (1)建立3阶单位矩阵A。 答: A=eye(3); (2)建立5×6随机矩阵A,其元素为[100,200]范围内的随机整数。 答: round(100+(200-100)*rand(5,6)); (3)产生均值为1,方差为0.2的500个正态分布的随机数。 答: 1+sqrt(0.2)*randn(5,100); (4)产生和A同样大小的幺矩阵。 答: ones(size(A)); (5)将矩阵A对角线的元素加30。 答: A+eye(size(A))*30; (6)从矩阵A提取主对角线元素,并以这些元素构成对角阵B。 答: B=diag(diag(A)); 2.使用函数,实现方阵左旋90o或右旋90o的功能。 例如,原矩阵为A,A左旋后得到B,右旋后得到C。 答: B=rot90(A); C=rot90(A,-1); 3.建立一个方阵A,求A的逆矩阵和A的行列式的值,并验证A与A-1是互逆的。 答: A=rand(3)*10; B=inv(A); C=det(A); 先计算B*A,再计算A*B,由计算可知B*A=A*B,即A·A-1=A-1·A是互逆。 4.求下面线性方程组的解。 答: A=[4,2,-1;3,-1,2;12,3,0]; b=[2;10;8]; x=inv(A)*b 方程组的解为x= 5.求下列矩阵的主对角线元素、上三角阵、下三角阵、秩、范数、条件数和迹。 (1) (2) 答: (1)取主对角线元素: diag(A); 上三角阵: triu(A); 下三角阵: tril(A); 秩: rank(A); 范数: norm(A,1);或norm(A);或norm(A,inf); 条件数: cond(A,1);或cond(A,2);或cond(A,inf) 迹: trace(A); (2)【请参考 (1)】。 6.求矩阵A的特征值和相应的特征向量。 答: [V,D]=eig(A); 习题四 1.从键盘输入一个4位整数,按如下规则加密后输出。 加密规则: 每位数字都加上7,然后用和除以10的余数取代该数字;再把第一位与第三位交换,第二位与第四位交换。 答: a=input('请输入4位整数: '); A=[a/1000,a/100,a/10,a]; A=fix(rem(A,10)); A=rem(A+7,10); b=A(3)*1000+A(4)*100+A (1)*10+A (2); disp(['加密后的值为: ',num2str(b)]); 2.分别用if语句和switch语句实现以下计算,其中a、b、c的值从键盘输入。 答: (1)用if语句实现计算: a=input('请输入a的值: '); b=input('请输入b的值: '); c=input('请输入c的值: '); x=input('请输入x的值: '); y=a*x^2+b*x+c; end y=a*((sin(b))^c)+x; end y=log(abs(b+c/x)); end disp(['y=',num2str(y)]); (2)用switch语句实现计算: a=input('请输入a的值: '); b=input('请输入b的值: '); c=input('请输入c的值: '); x=input('请输入x的值: '); switchfix(x/0.5) case{1,2} y=a*x^2+b*x+c; casenum2cell(3: 6) y=a*((sin(b))^c)+x; casenum2cell(7: 10) y=log(abs(b+c/x)); end disp(['y=',num2str(y)]); 3.产生20个两位随机整数,输出其中小于平均值的偶数。 答: A=fix(10+89*rand(1,20)); sum=0; fori=1: 20 sum=sum+A(i); end B=A(find(A<(sum/20))); C=B(find(rem(B,2)==0)); disp(C); 4.输入20个数,求其中最大数和最小数。 要求分别用循环结构和调用MATLAB的max函数、min函数来实现。 答: (1)用循环结构实现: v_max=0; v_min=0; fori=1: 20 x=input(['请输入第',num2str(i),'数: ']); ifx>v_max v_max=x; end; ifx v_min=x; end; end disp(['最大数为: ',num2str(v_max)]); disp(['最小数为: ',num2str(v_min)]); (2)用max函数、min函数实现: fori=1: 5 A(i)=input(['请输入第',num2str(i),'数: ']); end disp(['最大数为: ',num2str(max(A))]); disp(['最小数为: ',num2str(min(A))]); 5.已知: ,分别用循环结构和调用MATLAB的sum函数求s的值。 答: (1)用循环结构实现: s=0; fori=0: 63 s=s+2^i; end s (2)调用sum函数实现: s=0: 63; s=2.^s; sum(s) 6.当n分别取100、1000、10000时,求下列各式的值。 (1) (2) (3) (4) 要求分别用循环结构和向量运算(使用sum或prod函数)来实现。 答: (1)用循环结构实现: sum=0; fork=1: 100 sum=sum+(-1)^(k+1)/k; end sum 使用sum函数: x=[]; fork=1: 10000 x=[x,(-1)^(k+1)/k]; end sum(x) (2)用循环结构实现: sum=0; fork=1: 100 sum=sum+(-1)^(k+1)/(2*k-1); end sum 使用sum函数: x=[]; fork=1: 100 x=[x,(-1)^(k+1)/(2*k-1)]; end sum(x) (3)用循环结构实现: sum=0; fork=1: 100 sum=sum+1/(4^k); end sum 使用sum函数实现: x=[]; fork=1: 100 x=[x,1/(4^k)]; end sum(x) (4)用循环结构实现: t=1; fork=1: 100 t=t*(((2*k)*(2*k))/((2*k-1)*(2*k+1))); end t 使用prod函数实现: x=[]; fork=1: 100 x=[x,((2*k)*(2*k))/((2*k-1)*(2*k+1))]; end prod(x) 7.编写一个函数文件,求小于任意自然数n的斐波那契(Fibnacci)数列各项。 斐波那契数列定义如下: 答: functionx=fibnacci(n) fori=1: n ifi<=2 x(i)=1; else x(i)=x(i-1)+x(i-2); end end 8.编写一个函数文件,用于求两个矩阵的乘积和点乘,然后在命令文件中调用该函数。 答: 函数文件myfnc.m: function[x,y]=myfnc(A,B) try x=A*B; catch x=[]; end y=A.*B; 命令文件myexe.m: A=input('请输入矩阵A: '); B=input('请输入矩阵B: '); [x,y]=myfnc(A,B); iflength(x)==0 display('两矩阵的维数不匹配,无法进行乘积运算! '); else disp('矩阵A和矩阵B的乘积为: '); x end disp('矩阵A和矩阵B的点乘为: '); y 9.先用函数的递归调用定义一个函数文件求 ,然后调用该函数文件求 。 答: 函数文件myfnc.m: functionsum=myfnc(n,m) ifn<=1 sum=1; else sum=myfnc(n-1,m)+n^m; end 在命令窗口中调用myfnc.m文件,计算 : sum=myfnc(100,1)+myfnc(50,2)+myfnc(10,-1) 10.写出下列程序的输出结果。 1s=0; a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23]; fork=a forj=1: 4 ifrem(k(j),2)~=0 s=s+k(j); end end end s 答: 执行结果为 s=108 2执行后的结果为: x= 41220 y= 246 MATLAB仿真及电子信息应用 第二单元 1.>>a=zeros (2) a= 00 00 >>a(1,2)=2 a= 02 00 2.>>a=[10-23];b=[0121]; >>a+b ans= 1104 >>a.*b ans= 00-43//-4+3=-1 >>dot(a,b) ans= -1 3.>>a=randn(4) a= >>sum(diag(a)) ans= >>reshape(a,2,8) ans= 4.>>a=rand(3,5) a= a= >>lt(a,0.5) ans= 01100 10100 00001 5.>>a=randn(3,2);b=randn(3,2); >>cat(1,a,b)//按列方向 ans= >>cat(2,a,b)//按行方向 ans= 6.>>'Helloeveryone' ans= Helloeveryone 7.>>str1=['MATLAB'];str2=['isstrong'];str3=[str1,str2] str3= MATLABisstrong 8. (1)直接法 >>a={'Function''Variable';'y=f(x)''x';'6'[1: 5]} a= 'Function''Variable' 'y=f(x)''x' '6'[1x5double] (2)函数法 >>a=cell(3,2);a{1,1}='Function';a{1,2}='Variable'; >>a{2,1}='y=f(x)';a{2,2}='x'; >>a{3,1}='6';a{3,2}=[1: 5]; >>a a= 'Function''Variable' 'y=f(x)''x' '6'[1x5double] 9. >>student1.Name='Mary';student1.Age='Eighteen'; >>student1.Score='502';student1.Class='1';student1 student1= Name: 'Mary' Age: 'Eighteen' Score: '502' Class: '1' >>student2.Name='Mike';student2.Age='Nighteen'; >>student2.Score='498';student2.Class='2';student2 student2= Name: 'Mike' Age: 'Nighteen' Score: '498' Class: '2' >>student3.Name='Joe';student3.Age='Eighteen'; >>student3.Score='520';student3.Class='3';student3 student3= Name: 'Joe' Age: 'Eighteen' Score: '520' Class: '3' 第三单元 3-1 clearall clc p=[54121]; roots(p)%求根 y=polyval(p,5)%求在5处函数的函数值 3-2 clearall clc p=[20-25]; x=[124;-103;521]; f=polyder(p)%多项式求导 polyvalm(p,x) 3-3 clearall clc f=factor(sym('2*x^4-5*x^3+4*x^2-5*x+2')) 3-4 clearall clc f1=sym('(x^2+1)(x-2)'); f2=sym('2*x^2+1'); f=expand(f1*f2) 3-5 clearall clc >>symsxy; >>f=log(1+x); >>g=2*sin(y); >>compose(f,g) >>compose(g,f) 3-6 clearall clc >>symsx; >>finverse(cos(1+x)) 3-7 (1) (2) clearall clc >>symsxyk; >>f1=(1/2^x)+((-1)^x/x^2); >>f2=[1/(1+k^2)1/(2*k+1)] >>s1=symsum(f1,1,inf) >>s2=symsum(f2,1,inf) (3)(4)(5)(6) >>clearall clc symsx; f1=(1+2^x)^(1/x); f2=(x^2)*exp(1/x^2); f3=log(tan(x))/sin(x); f4=(x/(2*x+1))^(x-1); limit(f1,inf) limit(f2,0) limit(f3,x,0,'right') limit(f4,inf) (7)(8) clearall clc symsxyzab; f1=1/(1+x^2); f2=(x^2+y^2+z^2); int(f1,x,a,b) int(int(int(f2,z,sqrt(x*y),x*y),y,sqrt(x),x),x,0,1) 3-8 clearall clc symsx; f=[x*exp(x)log(sin(x));1/(1+x^2)x^(3/2)]; diff(f,2) 3-9 (1) clearall clc f=sym('x^3-2*x+5'); solve(f) (2) clearall clc symsx1x2x3; f1=2*x1-5*x2+3; f2=5*x1-2*x2+18; [x1x2]=solve(f1,f2) (3) 方法一: clearall clc symsx1x2x3; f1=3*x1+11*x2-2*x3-8; f2=1*x1+1*x2-2*x3+4; f3=x1-x2+x3-3; [x1x2x3]=solve(f1,f2,f3) 方法二: clearall clc A=[311-2;11-2;1-11]; B=[8;-4;3]; x=A\B (4) clearall clc symsx1x2x3; f1=2*x1-x2-exp(-x1); f2=x1-2*x2-exp(-x2); [x1x2]=solve(f1,f2) 3-10 clearall clc dsolve('D2y+2*Dy+2*y=0','y(0)=0','Dy(0)=1') 3-11 clearall clc [xy]=dsolve('Dx=y,Dy=(-1)*x','x(0)=1,y(0)=2')
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