MATLAB入门实验：熟悉语言基础与科学计算

"MATLAB实验指导书2012.docx" MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于工程、科学计算、数据分析等领域。本实验指导书旨在帮助学生掌握MATLAB的基本概念和操作，以便进行有效的科学计算。以下是实验的详细内容： 一、实验目标： 1. 熟悉MATLAB的用户界面和编程环境，了解如何启动和退出MATLAB。 2. 掌握MATLAB的基础命令，如变量创建、运算符、矩阵操作等。 3. 学会使用MATLAB的工作空间来查看和管理变量。 4. 熟悉MATLAB内置的帮助系统，能够快速查找和理解函数的用法。 5. 掌握矩阵在MATLAB中的重要性，包括矩阵的运算和索引。 6. 学习命令行和M文件两种运行MATLAB程序的方式。 7. 应用矩阵进行科学计算，了解MATLAB在数值计算中的应用。 二、实验方案分析及设计： 实验通过实际操作，让学生了解MATLAB的使用环境，体验常用命令，并通过矩阵运算实例加深理解。 三、实验设备： 实验所需的设备为一台装有MATLAB软件的电脑。 四、实验步骤： 1. 启动MATLAB软件，尝试输入并运行简单的命令。 2. 在工作空间中操作变量，学习保存和提取变量到M文件。 3. 利用MATLAB的帮助系统查找特定函数，例如以plot开头的函数，并详细了解plotfis函数的使用。 4. 按照实验步骤，输入并执行矩阵运算，观察和理解结果。 五、实验内容及要求： 1. 学习工作空间的管理，如保存变量到M文件，提取M文件中的变量。 2. 使用help命令查找和理解MATLAB函数，例如列出所有以plot开头的函数，了解plotfis的用法。 3. 执行一系列矩阵操作，理解不同索引和运算的含义： - A(2,3)：返回矩阵A的第二行第三列元素。 - A(:,2)：返回矩阵A的第二列。 - A(3,:)：返回矩阵A的第三行。 - A(:,3)*B(2,:)：矩阵乘法，将A的第三列与B的第二行相乘。 - B/A：矩阵除法，B的每个元素除以A的对应元素。 - A(:,1:2:3)：返回矩阵A的第一、三列。 - A*B：矩阵乘法。 - B./A：逐元素除法，B的每个元素除以A的对应元素。 - A(:,3).*B(:,2)：逐元素乘法，A的第三列与B的第二列相乘。 - A^2：矩阵的平方。 - A.*B：逐元素乘法，A和B对应元素相乘。 - A.^2：矩阵的每个元素平方。 4. 对于C=1:2:20，C(i)表示从1开始，每次增加2，到20为止的序列中的第i个元素。例如，当i=1时，C(i)=1；i=2时，C(i)=3，以此类推。 六、程序理解： 1. `clear`：清除当前工作空间的所有变量。 2. `t=0:0.001:2*pi;`：创建一个从0到2π的等差序列，步长为0.001。 3. `subplot(2,2,1); polar(t,1+cos(t))`：创建一个2x2子图，绘制第一个子图，显示极坐标图形，其中r=1+cos(t)。 4. `subplot(2,2,2); plot(cos(t).^3,sin(t).^3)`：在第二个子图中绘制三维余弦的立方和正弦的立方的二维图像。 5. `subplot(2,2,3); polar(t,abs(sin(t).*cos(t)))`：在第三个子图中，绘制极坐标图形，其中r是绝对值sin(t)和cos(t)的乘积。 6. `subplot(2,2,4);`：准备创建第四个子图，但未提供具体绘制的代码。 通过这个实验，学生将全面了解MATLAB的基本操作和计算能力，为进一步的MATLAB学习和科学研究奠定基础。