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2011—2012学年第2学期
课程名称：实验名称：实验类别：专业班级：实验地点：组 别：指导教师：
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实验报告
工程应用数学B
用MATLAB绘图 综合型 8#403 实验时间： 2012.4.1 第五组 * 绩： 考试资料
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一. 小组成员（具体分工） 学号 具体分工 实验步骤，实验程序 实验结果，实验总结 实验目的，实验内容 二. 实验目的 1.熟悉MATLAB程序的操作界面，了解MATLAB的基本功能。 2.简单掌握MATLAB语言，学会用MATLAB绘制书本中简单的图形。 三. 实验内容（要求） 1.使用MATLAB语言解决书本中的空间画图问题，即用MATLAB验证书中的图形。 2.按照老师要求设计数个图形程序。 四. 实验步骤（具体实施过程） 一：验证实验 x2tancosⅠ.验证题目：①简单图形，双叶双曲面的参数方程为y3tansin, 其中 z4sec W0i2Rdt ②曲面与曲面相交，曲面zx22y2与曲面zx2y25的交线。 ③球面x2y2z24和柱面x1y21的交线。 2Ⅱ.试验步骤 1.打开MATLAB，因为直接在MATLAB中输入命令要求极高，如出现错误无法删除， 还有不能随意换行达到美观效果，因此我们通常在notebook中输入命令。也可以就在 MATLAB主界面中打开file再点击new接着在new的菜单中选择script。 2.双叶双曲面简单的验证在MATLAB里输入命令即可，我一般选择script比较方便。 - 考试资料
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3.曲面与曲面相交空间立体感比较强，手绘图形没有立体感，用MATLAB验证。 4.球面与柱面的交线，比较难设计但是验证还是比较容易的，输入命令运行程序，在script中点击连接即可，可以验证图形的正确性。 5. 验证试验后，将验证出的图形导出到试验报告中，并复制程序到报告中。 二：设计实验 Ⅰ.验证题目：①设计一个求抛物面z2x2y2和柱面x2y21相交的图形程序。 ②画出正四面体的图形。 ③已知描述某连续系统的微分方程为2y''(t)y'(t)8y(t)f(t)，试用MATLAB绘出该系统的冲击响应和阶跃响应的波形。 Ⅱ.如验证试验一样，把设计的程序输入到MATLAB命令窗口，运行程序。 五．实验程序（经调试后正确的源程序） 一、验证程序： 1. 简单图形，双叶双曲面的程序： ezsurf('2*tan(u)*cos(v)','3*tan(u)*sin(v)','4*sec(u)',[-pi/2,3*pi/2,0,2*p i]); axis auto 2. 曲面与曲面的相交的程序： [x,y]=meshgrid(-1:0.1:2); z1=x.*x-2*y.*y; z2=x.*x+y.*y-5; - 考试资料
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mesh(x,y,z1);hold on;mesh(x,y,z2) r0=(abs(z2-z1)<0.1); zz=r0.*z1;yy=r0.*y;xx=r0.*x; plot3(xx(r0~=0),yy(r0~=0),zz(r0~=0),'k*') colormap(cool);view(-137,-6) 3. 球面与柱面的交线的程序： t=0:0.1:pi; r=0:0.1:2*pi; [u,v ]=meshgrid(t,r) x=2*sin(u).*cos(v); y=2*sin(u).*sin(v); z=2*cos(u); [p,q]=meshgrid(-pi/2:0.1:pi/2,-3:0.1:3) x1=2*cos(p).^2; y1=sin(2*p); z1=q; surf(x,y,z); hold on; surf(x1,y1,z1) 4. 验证结果： - 考试资料
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（1）双叶双曲面 x = 2 tan(u) cos(v), y = 3 tan(u) sin(v), z = 4 sec(u)302010z0-10-20-3020100-10y-20-20-10x10020 （2）曲面与曲面相交 - 考试资料
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420-2-4-6-8210-1210-1 （3）球面与柱面的交线 3210-1-2-3210-1-2-2-1102 - 考试资料
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二、设计试验： 1.抛物面与柱面相交程序： [p,q]=meshgrid(-4*pi:0.1:2*pi,-16:0.1:18); x=cos(p); y=sin(p); z=q; [x1,y1]=meshgrid(-4:0.1:4,-4:0.1:4); z1=2-x1.^2-y1.^2; mesh(x,y,z); hold on; mesh(x1,y1,z1) 2.四面体的程序： clc;close all; P1 = [1 0 0]; P2 = [0 sqrt(3) 0]; P3 = [-1 0 0]; P4 = [0 sqrt(3)/3 sqrt(6)*2/3]; x = [P1(1) P1(1) P2(1) P3(1); - 考试资料
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P2(1) P2(1) P3(1) P1(1); P3(1) P4(1) P4(1) P4(1)]; y = [P1(2) P1(2) P2(2) P3(2); P2(2) P2(2) P3(2) P1(2); P3(2) P4(2) P4(2) P4(2)]; z = [P1(3) P1(3) P2(3) P3(3); P2(3) P2(3) P3(3) P1(3); P3(3) P4(3) P4(3) P4(3)]; c = ones(size(x)); figure; subplot(1,2,1); fill3(x,y,z,c); axis square; subplot(1,2,2); axis square;view(3); for I = 1:4 h = patch(x(:,I),y(:,I),z(:,I),'r'); set(h,'edgecolor','k'); set(h,'FaceAlpha',rand); pause(0.5); end - 考试资料
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3.matlab与专业课联系的图形： b=[1]; a=[2 1 8]; subplot(1,2,1) impulse(b,a) subplot(1,2,2) step(b,a) 4.设计结果： （1）抛物面与柱面相交 - 考试资料
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（2）四面体的图形 - 考试资料
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221.5110.50210-1010210-101 （3）matlab与专业课联系的图形 Impulse Response0.250.25Step Response0.20.20.150.10.15Amplitude0.05Amplitude0.10.05051015202500-0.05-0.1-0.150510152025 Time (sec)Time (sec) - 考试资料
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七．实验总结（围绕心得体会、创新之处、改进方案等方面） MATLAB,一个生疏的字眼，也是有了这次自学，我们才有了接触他的机会，从一点都不知道到现在的略知一二，也觉得自己学到了一些知识。 本次在老师的英明领导下，我们开始了MATLAB的自学之行。首先，在一次MATLAB报告会中，我们开始接触MATLAB；随后，我们以看书和上机操作一步步了解MATLAB。在逐步的学习中，我们逐步了解到MATLAB功能的强大，也深深被其吸引。 在MATLAB的学习过程中，我们了解到了它的应用，有数学和计算算术发展模型的建立；模拟仿真；数据分析.开发；科学和工程图学；应用发展包括用户界面设计等等许许多多的方面。通过MATLAB的应用，我们能够抓住重点，深入学习MATLAB的各个功能来强化自身的能力。同时正因为MATLAB功能强大，也反映出其复杂性。在MATLAB的输入过程中，主要存在一点点的改变，其结果.图像就会发生或多或少的变化。所以，在MATLAB输入过程中，我们一定要认真仔细，同时，我们也可以通过改变细微以得到不同的结果，通过对比学习，得到提升。 由于直接在MATLAB中输入程序代码难以达到美观，比较繁琐，老师推荐我们使用notebook，在这当中编程比较方便，而我们组在MATLAB中找到了比较简单的方法，在MATLAB主界面中打开file再点击new接着在new的菜单中选择script，然后再在script中输入程序代码，这样也很方便，而且只需点击菜单区的生成键，程序对应得图形便会出现。 在编程的时候，我们的改进方案有，对颜色的修改，图形大小的选择，最重要还是我们组成员在写报告时一起讨论，在这其中我们不仅相互交流学到了知识，而且增进了- 考试资料
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我们之间的感情，在这时期尤其有利于对方案的修改于抉择，不仅对我们现在有用，对将来有一定影响。 在本次MATKAB的学习过程中，我们初步认识了它，但这对MATLAB强大的功能的影响下是永远不够的。从资料书与网上查询可知MATLAB的作用也是取之不尽.用之不竭的。它不仅适用于数学方面，而且MATLAB语言也可以适用于其他方面。例如电路仿真，物理模型等，所以在今后，我们依然要多加学习，相信能够获得更多。而且在本次学习MATLAB的使用过程中，我们不仅学习到了MATLAB的知识，更加认识到认真仔细学习的重要性，我相信这些对我们将受益终身。 八．教师评语 教师签名： 年
月 日 - 考试资料