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 B 的逆右乘 A 矩阵,即 A*inv(B),而 B\A 等效于 B 矩阵的
逆左乘 A 矩阵,即 inv(B)*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); 或 B=A(2:5,[1 3 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3 4 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
A
23
41
32
6
10
45
5
9.54
0.778
65
0
54
0
5
32
3.14
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3 2 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;
答:E=10&A<25)。
0 0
1 0
0 0
1 1
0 1
1 1
find(A>=10&A<25)=[1; 5]。
1 1
1 1
1 1
0 1
0 0
0 1
,E&D=
,E|D=
,~E|~D=
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)的值为 0
any(A) 的值为 1
isnan(A) 的值为[ 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0]
isinf(A) 的值为[ 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0]
isfinite(A) 的值为[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) 的值为 2, 2。
ndims(B) 的值为 2。
(2) B(2)和 B(4)的值分别是多少?
[12]
[54]
[4]
1 4 7
2 5 8
3 6 9
答:B(2)=
,B(4)=
[34]
[21]
[23]
[2]
[3]
[67]
(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。
B
10 11 12
7
9
6
4
1
3
8
5
2
C
2
5
8
1
3
4
6
9
7
12 11 10
A
1 4 7 10
2 5 8 11
3 6 9 12
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:
逆。
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
4. 求下面线性方程组的解。
4
2
x
x
2
1
3
x
x
1
2
12
3
x
x
1
2
x
3
2
x
3
8
2
10
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=
6.0000
26.6667
27.3333
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
1
1
5
3
0
11 15
3
2
4 2
2
5
0
9
(1)
A
答:
(1) 取主对角线元素:
(2)
B
0.43 43
8.9
4
2
21
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。
A
1
1
1
1
0.5 0.25
0.5
0.25
2
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。
y
2
ax
c
sin
a
ln
b
, 0.5
c
bx
, 1.5
b x
c
x
, 3.5
x
x
x
1.5
3.5
5.5
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:');
if x>=0.5 & x<1.5
y=a*x^2+b*x+c;
end
if x>=1.5 & x<3.5
y=a*((sin(b))^c)+x;
end
if x>=3.5 & x<5.5
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:');
switch fix(x/0.5)
case {1,2}
y=a*x^2+b*x+c;
case num2cell(3:6)
y=a*((sin(b))^c)+x;
case num2cell(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;
for i=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;
for i=1:20
x=input(['请输入第', num2str(i), '数:']);
if x> v_max
v_max=x;
end;
if x< v_min
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:
for i=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:
s
1 2 2
2
3
2
2
63
,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;
for i=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
1
3
1
4
(1)
1
( 1)
n
1
(
ln 2)
1
n