MATLAB试卷+答案

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251263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''2''3''4'S）？S=['1''2';'3''4']%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()25fxxx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20axbxc？程序如下：clearclcdisp('求方程:a*x^2+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');elsedisp('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*x^2+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()1020xfxx在00.5x附近的根？%牛顿迭代法解方程y=x-10^x+2在x0=0.5附近的根x0=0.5;formatlong;x=x0-f(x0)/f_(x0);if(abs(x)0.5)delt=abs(x-x0);elsedelt=abs((x-x0)/x);endwhile(delt1e-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-10^x+2,牛顿迭代法结果')xfunctiony=func1_1(x)y=x-10.^x+2;运行结果如下：解方程y=x-10^x+2,牛顿迭代法结果x=0.3758120875934266、绘制函数图形：1sin(),2cos()yxyx。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：01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81y1=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）-2-1012-2-1012-0.4-0.200.20.4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-2-1012-2-1012-0.500.58、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*');endendlegend('y1=sin(x)','y2=cos(x)','Á½ÇúÏß½»µã');02468101214-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81y1=sin(x)y2=cos(x)两曲线交点9、编写一个实现n阶乘的函数。function[s]=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，22(),ijnnijAaaij，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*TAA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)=i^2+j^2;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）051015050100150200250300350400450（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）051015200250300350400450500（7）S=sum(A,2);bar(S);xlabel('行数');ylabel('不同行的和');title('矩阵A每行的和')1234567891011121314150500100015002000250030003500400045005000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