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）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MATrix LABoratory 。

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：Command window(指令窗口、Current directory（当前路径浏览器）、Workspace(工作台窗口) 、Command history （指令历史窗口）和Launch pad（发布平台）。

4、在Matlab中inf表示：无穷大；clc表示：清除当前Command window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9、建立结构数组或转换结构数组的函数为：struct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：MA TLAB的命令窗口(Command Window)用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果，是MA TLAB 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：function c = 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MA TLAB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（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 =1 23 4>>N=str2num(S) %将字符矩阵转换为数字矩阵N =1 23 42、把矩阵A，B分别在垂直方向，水平方向连接，A=[1 2 3]，B=[4 5 6]?>>A=[1 2 3];>>B=[4 5 6];>> H=[A,B] %将A,B在水平方向连接H =1 2 3 4 5 6>> V=[A';B'] %将A,B在垂直方向连接V =1234563、编程实现函数3()25f x x x =--的根？>>p=[1 0 -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20ax bx c ++=？程序如下：clear clcdisp('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; if deta>0disp('该方程有两个不相等的实数根'); elseif deta==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=1 b=4 c=1该方程有两个不相等的实数根 x =-0.2679 -3.73215、求()1020xf x x =-+=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;format long ;x=x0-f(x0)/f_(x0); if (abs(x)<0.5) delt=abs(x-x0); elsedelt=abs((x-x0)/x); endwhile (delt>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); endif f(x)==0 break end enddisp('解方程y=x-10^x+2,牛顿迭代法结果') xfunction y=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()y x y x ==。

要求： （1）[]0,2x π∈； （2）数据采样间隔/50π? （3）设置网格； （4）添加图形标注；（5）两幅图叠加在一张图中。

程序如下：clear clcx=0:pi/50:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x);plot(x,y1,'r'); hold onplot(x,y2,'b'); grid onlegend('y1=sin(x)','y2=cos(x)');运行结果如下：1234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.817、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：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）clear clcx=0:pi/100:4*pi; y1=sin(x); y2=cos(x);plot(x,y1,'r-'); hold onplot(x,y2,'g--'); for i=1:length(x)delt=abs(y1(i)-y2(i)); if delt<=1e-2 hold onplot(x(i),y1(i),'k*'); end endlegend('y1=sin(x)','y2=cos(x)','Á½ÇúÏß½»µã');2468101214-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.819、编写一个实现n 阶乘的函数。

function [s] = fun(n) s = 1;for i = 1:n s = s * i; end10、已知矩阵n=10+自己的真实学号，22(),ij n n ij A 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nn a 的值。