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1、武汉理工大学matlab课程设计报告课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 通信0903班 指导教师： 江雪梅 工作单位： 信息工程学院 题 目: MATLAB的基本运算与绘图 初始条件：1. Matlab实验软件2. 实验程序要求完成的主要任务: 1. 采用MATLAB选用适当的函数或矩阵进行如下计算（1） 极限的计算、微分的计算、积分的计算、级数的计算、求解代数方程、求解常微分方程；（2） 矩阵的最大值、最小值、均值、方差、转置、逆、行列式、特征值的计算、矩阵的相乘、右除、左除、幂运算；（3） 多项式加减乘除运算、多项式求导、求根和求值运算、多项式的部分分式展开、多项式的拟合、插值运算。2.
2、 MATLAB的绘图（1） 绘制四个不同的一维函数y=f(x)。把四个函数用不同曲线、不同标识符显示在同一幅图中；用同一种曲线、同一种标识符把四个函数显示在同一界面的不同窗口；要求显示网格、有图形标题、有坐标轴标志、有图形标注函数。（2） 选择合适的二维函数z= f(x,y)分别绘制其空间曲线图、三维网线图和三维曲面图（3） 选择一幅图像，画出图像的频谱图。（4） 对图像加入噪声，再画出图像的频谱图。时间安排：1.第15周排任务，分组2.1617周设计仿真，撰写报告3.第18周完成设计，提交报告，答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要MATLAB既是一种直观
3、、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数，工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。作为一个功能强大的工具软件，MATLAB具有很强的图形处理功能，提供了大量的二维、三维图形函数。由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算，所以在图形处理方面即常方便又高效。本文基于MATLAB的基本运算和绘图，利用各种具体实例对相应的函数的功能进行验证，并对其调用方法进行说明演示，加深对MATLAB语言的熟悉程度，为今后使用MATLAB软件奠定基础。关键词：MA
4、TLAB，绘图AbstractMATLAB is both an intuitive and efficient computer language, but it is also a scientific computing platforms. It for data analysis and data visualization, algorithm and application development provides the most core of math and advanced graphical tool. According to provide it with the
5、 more than 500 math and engineering function, engineering and technical personnel and scientific workers may in its integration environment interactive or programming to complete their calculations. As a powerful tool software Matlab strong graphics functions, provided a lot of 2d and 3d graphics fu
6、nctions. Due to the system USES object-oriented technology and rich matrix, so in graphics processing aspect is often convenient and efficiently.Based on the basic operations and MATLAB graphics, using a variety of specific examples of the functions of the corresponding functions for authentication,
7、 and invoke the method described demonstration, deepen familiarity with MATLAB language, to lay the foundation for the future use of MATLAB softwareKey word:MATLAB Drawing1武汉理工大学matlab课程设计报告 目录摘要IIIAbstractIV1. MATLAB基本介绍12.MATLAB的基本运算12.1微积分计算12.1.1计算极限12.1.2 微分的计算22.1.3 积分的计算32.1.4 级数的计算32.1.5 求解代
8、数方程42.1.6 求解常微分方程42.2 矩阵的基本计算52.2.1 矩阵的最大值、最小值62.2.2 矩阵的均值、方差72.2.3 矩阵的转置82.2.4 矩阵的逆、行列式92.2.5 矩阵特征值的计算102.2.6 矩阵的相乘112.2.7 矩阵右除和左除112.2.8 矩阵的幂运算122.3 多项式的基本运算132.3.1 多项式的四则运算142.3.2 多项式的求导、求根、求值152.3.3 多项式的部分分式展开162.3.4 多项式的拟合172.3.5 多项式插值运算183.二维绘图203.1二维绘图基础指令203.1.1 plot函数203.1.3图形的标注203.1.4图形对比
9、函数213.2绘制四条不同曲线212.2.1文件代码213.2.2生成结果223.3同界面不同窗口曲线223.3.1文件代码233.3.2生成结果234.三维绘图244.1基本函数介绍244.1.1 meshgrid函数244.1.2 plot函数244.1.3 mesh与surf函数254.2 空间曲线图254.2.2生成结果254.3三维网线图264.3.1三维网线图文件代码264.3.2 生成结果274.4三维曲面图274.4.1文件代码274.4.2生成结果285. 图像的频谱图285.1 基本函数介绍285.2图像频谱图295.2.1 程序代码295.2.2生成结果295.3加噪图像
10、频谱分析305.3.1 模拟噪声函数305.3.2程序代码305.2.3生成结果316. 总结317.参考文献324 1. MATLAB基本介绍MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的
11、优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C+ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。2.MATLAB的基本运算2.1微积分计算微积分的计算可以说是数学的基础，关于基础的微机分计算主要有求函数的极限，微分运算，积分运算，级数的计算，代数的求解，以及常微分方程的求解，下面分别介绍。2.1.1计算极限MATLAB中极限函数limit格式如下：limit(F,x,a) ；limit(F,a)；limit(F)
12、；limit(F,x,a,right)；limit(F,x,a,left)其中F表示的是函数式，x表示求极限的变量，a表示的是变量取的值，left或right表示是取左极限还是右极限。例：求 分析：这是一个典型的求极限的题目，题目中涉及了两个变量，故在程序开始应该先定义两个变量，然后直接利用函数limit编程计算。示例程序如下： syms x y; y=limit(sin(x)/x,x,0)运行结果如下： 2.1.2 微分的计算MATLAB中微分函数diff格式如下：Y = diff(X)；Y = diff(X,n)；其中X表示待微分的变量，n表示n次微分，n=1时n可以省略例：求的微分;分析
13、：微分运算能直观的显示函数值的变化快慢，在平时计算中常常反映变量的变化对函数值的影响大小这是一个简单的一阶微分式子,可以直接写定义变量然后求结果。示例程序如下：syms x y dy;y= sin(3x);dy=diff(y)运行结果如下：2.1.3 积分的计算MATLAB中积分常用函数为int，格式如下：int(f,x,a,b)其中f表示待积分的函数，x表示积分变量，而a，b则分别表示积分起始终止点。例：求下列变上限积分分析：积分运算大量运用于求面积体积等，此处选用的是一个变上限积分，属于有些典型的积分例子，但任然是根据函数格式就可以写出程序。示例程序如下：syms y x;y=x2-2;f
14、=int(y,x,2,5)运行结果如下：2.1.4 级数的计算MATLAB中级数常用函数为symsum，格式如下：r = symsum(s)；r = symsum(s,v)；r = symsum(s,a,b)；r = symsum(s,v,a,b)函数表达的意义是表达式s关于变量v从a到b求和。例： 计算级数 的值,示例程序如下：syms n;t=symsum(1/n,1,6)运行结果如下： 2.1.5 求解代数方程多项式方程的根的求解可调用MATLAB符号工具箱中的solve( )函数， MATLAB中求解代数方程常用函数solve格式如下：x,=solve(eqn1,eqn2,eqnn，x,)其中eqn表示的是式子，x等表示的是变量。例：求解方程2x+8=11示例程序如下：syms x;x=solve(2*x+8=11,x)运行结果如下：2.1.6 求解常微分方程未知的函数以及它的某
