大学阶段matlab期末考试所有一定会考的函数及其基本格式

发布于:2024-12-06 ⋅ 阅读:(144) ⋅ 点赞:(0)

1.矩阵操作相关函数

 zeros函数

  • 基本功能:创建全零矩阵。
  • 基本格式A = zeros(m,n),其中mn分别表示矩阵的行数和列数,例如创建一个3X4的全零矩阵A,可以写为A = zeros(3,4)

 ones函数

  • 基本功能:创建全 1 矩阵。
  • 基本格式B = ones(m,n),和zeros函数类似,例如B = ones(2,5)会创建一个2X5的全 1 矩阵。
  • eye函数

  • 基本功能:创建单位矩阵,即主对角线元素为 1,其余元素为 0 的方阵。
  • 基本格式C = eye(n),这里n为方阵的阶数,如C = eye(4)会创建一个4X4的单位矩阵。
  • rand函数

    • 基本功能:生成均匀分布的随机矩阵。
    • 基本格式D = rand(m,n),生成一个mXn的随机矩阵,其元素在区间内均匀分布,例如D = rand(3,3)会生成一个3X3的随机矩阵。
  • randn函数

    • 基本功能:生成正态分布的随机矩阵。
    • 基本格式E = randn(m,n),生成一个mXn的随机矩阵,其元素服从均值为 0,标准差为 1 的正态分布,如E = randn(2,2)
  • size函数

    • 基本功能:获取矩阵的大小(行数和列数)。
    • 基本格式[r,c] = size(A),其中A是矩阵,r返回行数,c返回列数。也可以只获取行数或列数,如r = size(A,1)获取行数,c = size(A,2)获取列数。
  • reshape函数

    • 基本功能:改变矩阵的形状,重新排列矩阵元素。
    • 基本格式B = reshape(A,m,n),将矩阵A的元素重新排列成一个mXn的矩阵B,要求A的元素总数等于m*n,例如A = [1 2 3 4;5 6 7 8]B = reshape(A,4,2)会将A重塑为一个4X2新的矩阵。

2.数学运算相关函数

  • sum函数

    • 基本功能:对矩阵元素求和。
    • 基本格式s = sum(A),如果A是向量,返回向量元素之和;如果A是矩阵,默认按列求和,返回一个列向量,其元素为每列元素之和。可以通过sum(A,2)按行求和,例如A = [1 2;3 4]sum(A)返回[4;6]sum(A,2)返回[3;7]
  • prod函数

    • 基本功能:对矩阵元素求积。
    • 基本格式p = prod(A),和sum函数类似,按列求积,也可以通过prod(A,2)按行求积,例如A = [1 2;3 4]prod(A)返回[3;8]prod(A,2)返回[2;12]
  • max函数

    • 基本功能:求矩阵元素的最大值。
    • 基本格式[M,I] = max(A),如果A是向量,M返回最大值,I返回最大值的索引(位置);如果A是矩阵,默认按列求最大值,M返回每列最大值组成的列向量,I返回最大值所在行的索引组成的列向量。可以通过max(A,[],2)按行求最大值,例如A = [1 3;2 4]max(A)返回[3;4]I返回[2;2]max(A,[],2)返回[3;4]

·min函数

  • 基本功能:求矩阵元素的最小值。
  • 基本格式[m,i] = min(A),和max函数类似,例如A = [1 3;2 4]min(A)返回[1;2]i返回[1;1]。
  • sqrt函数

    • 基本功能:计算矩阵元素的平方根。
    • 基本格式B = sqrt(A),对矩阵A中的每个元素求平方根得到矩阵B,例如A = [1 4;9 16]B = sqrt(A)得到B = [1 2;3 4]
  • exp函数

    • 基本功能:计算以自然常数e为底的指数函数。
    • 基本格式C = exp(A),对矩阵A中的每个元素计算得到矩阵C,例如A = [0 1; - 1 0]C = exp(A)得到C = [1.0000 2.7183;0.3679 1.0000]
  • log函数

    • 基本功能:计算自然对数。
    • 基本格式D = log(A),对矩阵中大于的元素计算自然对数得到矩阵,例如A = [1 2;3 4]D = log(A)得到D = [0 0.6931;1.0986 1.3863]

3.方程求解相关函数

  • solve函数(符号计算)

    • 基本功能:用于求解代数方程(组)。
    • 基本格式:对于单个方程,solution = solve(equation, variable),其中equation是包含变量的方程表达式,variable是要求解的变量。对于方程组,solutions = solve(equations, variables)equations是方程数组,variables是要求解的变量数组,例如求解方程组x+y=3,x-y=1关于x和y的解:
      syms x y;
      equations = [x + y == 3, x - y == 1];
      variables = [x, y];
      solutions = solve(equations, variables);

    • fsolve函数(数值计算)

      • 基本功能:用于求解非线性方程组。
      • 基本格式[x,fval,exitflag,output] = fsolve(fun,x0),其中fun是定义非线性方程组的函数句柄,x0是初始猜测值向量,例如对于方程组x^{^{2}}+y=5,x-y=1,可以这样定义函数句柄:
function F = myfun(x)
F(1) = x(1)^2 + x(2)^2 - 5;
F(2) = x(1) - x(2) - 1;
end
  • 然后x0 = [1;1]作为初始猜测值,[x,fval,exitflag,output] = fsolve(@myfun,x0)进行求解。

4.绘图相关函数

  • plot函数

    • 基本功能:绘制二维曲线。
    • 基本格式plot(x,y),其中xy是长度相同的向量,分别表示横坐标和纵坐标的数据,例如x = [1 2 3 4];y = [1 4 9 16];plot(x,y)会绘制出y=x^{2}在[1,4]的曲线。也可以在一个图中绘制多条曲线,如plot(x1,y1,x2,y2)
  • subplot函数

    • 基本功能:将图形窗口划分为多个子图。
    • 基本格式subplot(m,n,p),将图形窗口划分为mXn个小的子图区域,当前绘图在第p个子图中进行,例如subplot(2,2,1)会将窗口划分为2X2个子图,当前在左上角的子图进行绘图。
  • xlabelylabeltitle函数

    • 基本功能:分别用于给轴、轴添加标签和给图形添加标题。
    • 基本格式xlabel('x轴标签')ylabel('y轴标签')title('图形标题'),例如x = [1 2 3 4];y = [1 4 9 16];plot(x,y);xlabel('x');ylabel('y');title('二次函数曲线')
  • bar函数

    • 基本功能:绘制柱状图。
    • 基本格式bar(x,y),如果x是向量,y\)可以是向量(和\(x\)长度相同)或者矩阵(列数和\(x\)长度相同),例如x = [1 2 3];y = [4 5 6];bar (x,y)` 绘制简单的柱状图。

hist函数

  • 基本功能:绘制直方图。
  • 基本格式hist(y,n),对向量y的数据进行统计并绘制直方图,n是直方图的区间数,例如y = randn(1000);hist(y,10)会绘制y的直方图,分为10个区间.

5.编程和流程控制相关函数

for循环函数

  • 基本格式
for variable = start:increment:end
    statements
end
  • 例如for i = 1:5;disp(i);end会依次输出到。
  • while循环函数

    • 基本格式
while expression
    statements
end
  • 例如i = 1;while i <= 5;disp(i);i = i + 1;end也会依次输出1到5。
  • if - else - end语句函数
    • 基本格式
if expression
    statements
elseif expression2
    statements2
else
    statements3
end
  • 例如x = 3;if x > 2;disp('x大于2');elseif x == 2;disp('x等于2');else;disp('x小于2');end会输出x大于2

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