数学实验考试题(含答案)
电子科技大学应用数学学院
数学实验考试题目(B)
一、单项选择题（20分）
1．在MA TLAB命令窗口中，要了解当前工作目录中所有M文件的情况应该使用下面的哪一条命令（ B ）
A）help dir；B）dir；C）help type；D）type
2．假设在当前工作目录中有一名为exa1的M文件，其中有些错误。现在为了修改它，用键盘命令将这一文件打开编辑，使用下面的哪一条命令是不对的（ D ）A）edit exa1；B）edit exa1.m；C）type exa1；D）open exa1
3．设x是一个正实数，如果要四舍五入保留两位小数，应该使用下面的哪一条命令( B ) A）0.01*fix(x+0.005)；B）0.01*fix(100*x+0.5)；
C）0.01*fix(100*x+0.05)；D）0.01*fix(100*x+0.005)
4．正确表达命题A和B都大于C的逻辑表达式应该用下面哪一行（ C ）A）A > C；B）B>C；C）A >C & B >C；D）A >C | B >C；
5．在MA TLAB中程序或语句的执行结果都可以用不同格式显示，format是用于控制数据输出格式命令。将数据结果显示为分数格式的形式，用下面的哪一命令（ D ）A）format long；B）format long e；C）format bank；D）fromat rat
二、程序阅读理解（30分）
1．下面程序的功能是计算一个递推数列的前n项，试写出该数列的递推表达式以及自变量变化的范围。
n=input('input n:=');
f(1)=1;f(2)=2;k=2;
while k f(k+1)=f(k)+f(k-1); k=k+1; end 数列递推表达式： f k+1 = f k+ f k –1 ( k = 2，3，……，n-1) f1=1，f2=1 2．下面程序功能是产生M个平面上的随机点，并对落入某一区域内随机点的数目进行统计。试写出该平面区域的数学表达式。 M=input('input M='); N=0; xy=3*rand(M,2); for k=1:M x=xy(k,1);y=xy(k,2); if abs(log(x))+abs(log(y))<=1 plot(x,y,'.r'),hold on N=N+1; end end 9*N/M 平面区域的数学表达式：D={(x ，y ) | |ln x | + |ln y |≤1} 3．下面程序的功能是利用地球的球面近似模型计算两大城市间的最短飞行航程。试详细说明程序所用的算法原理和步骤。 function d=LL(p,q) R=6371+10; thata=[p(1),q(1)];thata=thata*pi/180; fai=[p(2),q(2)];fai=fai*pi/180; x=R*cos(thata).*cos(fai); y=R*cos(thata).*sin(fai); z=R*sin(thata); pq=[x;y;z];p=pq(:,1);q=pq(:,2); alpha=acos((p'*q)/(norm(p)*norm(q))); d=R*alpha; 设球半径为R ，给出球面上两点p ，q 的经度和纬度，记φ为纬度，θ为经度。直角坐标计算公式为 x = r sin φ cos θ y = r sin φ sin θ z = r cos φ 其中，0≤ r ≤+∞，0≤ φ ≤ π，0≤θ≤2π 球面上两点的直角坐标分别为：P 1（x 1，y 1，z 1），P 2（x 2，y 2，z 2），则球面上过P 1和P 2两点的短程线长度计算公式为 L = R ×α 其中，α 是从球心指向P 1，P 2两点的两向量的夹角（弧度单位），即 cos α = (x 1，y 1，z 1)·(x 2，y 2，z 2) / ( ||(x 1，y 1，z 1)|| ||(x 2，y 2，z 2)|| ) 三、程序设计（20分） 1.求线性方程组 ?????? ?=+-+-=+-=--=+-+0 674522963852432143242 14321x x x x x x x x x x x x x x 的解 MA TLAB 命令行 A=[2，1，-5，1；1，-3，0，-6；0，2，-1，2；1，4，-7，6]； B=[8；9；-5；0]； X=A\b 2．如果f (x ) 在区间[a ，b ]内有一个零点，且在区间两个端点处满足f (a )f (b ) < 0，则可以用二分法求方程 f (x ) = 0 的根（或函数的零点）。 算法描述如下： ①输入误差限ε0，ε1，计算 y 1 ← f (a )，y 2← f (b )； ②计算x 0 ←0.5(a+b )，y 0←f (x 0)，若|y 0| < ε0，则输出x 0，结束。否则转③； z P φ O y θ x ③若 y 0 y 1< 0，则置b ← x 0，y 2 ← y 0；否则a ← x 0，y 1 ← y 0，转④； ④若|b – a |>ε1则转第二步；否则，输出x 0结束。 给定函数f (x ) = x – sin x – 1，根据上面算法编写一个MA TLAB 程序，该程序的功能是求该函数在区间[1.5，2.5]的一个零点。 MA TLAB 程序： f=inline('x-sin(x)-1'); a=1.5;b=2.5;er=b-a;ya=f(a);k=0;er0=1/2^5; while er>er0 x0=.5*(a+b); y0=f(x0) if ya*y0<0 b=x0; else a=x0; ya=y0; end disp([a,b]);er=b-a;k=k+1 end 四、问答（10分） 1． 常用的创建矩阵方法有哪几种？ 2． 绘图命令plot 和mesh 有何区别？ 答： 1．常用的创建矩阵方法有：冒号法、方栝号直接输入法、文件读入法，以及矩阵编辑器法； 2．绘图命令plot 用于绘平面离散数据的曲线图，mesh 用于绘制空间曲面的网面图 五、数学模型（20分） 假设罐饮料筒为正圆柱体（视上、下为平面），上、下底半径为 r ，高为h ，若体积为V ，上、下底厚度分别是侧面厚度的2倍。试用数学方法推导：当半径和高度之比是多少时，用料最少？消费市场上常见的可口可乐和百事可乐易拉罐饮料壳大约是 r ：h = 1：4，试分析这种比例是否使用料最省？ 解：假设易拉罐侧面厚度为1个厚度单位，则用料数学模型为 S=2 π r h + 4 π r 2 其中，h 表示易拉罐高度，r 表示易拉罐半径。由于易拉罐容量V （体积）为一定数，故有约束条件：π r 2 h = V 。由算术-几何平均不等式，得 3 2 2 2 26]222[224π ππππππV r V r V r rh r S ? ≥+ + =+= 当r V r π222 = 时，不等式左右相等，故S 达到极小值。V=π r 2 h 代入r V r π222 = 有h r 4 1= 。 北京交通大学海滨学院考试试题 课程名称：数学实验2010-2011第一学期出题教师：数学组适用专业: 09机械, 物流, 土木, 自动化 班级：学号：姓名： 选做题目序号： 1.一对刚出生的幼兔经过一个月可以长成成兔, 成兔再经过一个月后可以 繁殖出一对幼兔. 如果不计算兔子的死亡数, 请用Matlab程序给出在未来24个月中每个月的兔子对数。 解: 由题意每月的成兔与幼兔的数量如下表所示： 1 2 3 4 5 6 ··· 成兔0 1 1 2 3 5··· 幼兔 1 0 1 1 2 3··· 运用Matlab程序： x=zeros(1,24); x(1)=1;x(2)=1； for i=2:24 x(i+1)=x(i)+x(i-1); end x 结果为x = 1 1 2 3 5 8 13 21 3 4 5 5 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 1094 6 7711 2865 7 46368 2.定积分的过程可以分为分割、求和、取极限三部分, 以1 x e dx 为例, 利用 已学过的Matlab 命令, 通过作图演示计算积分的过程, 并与使用命令int() 直接积分的结果进行比较. 解：根据求积分的过程，我们先对区间[0,1]进行n 等分， 然后针对函数x e 取和，取和的形式为10 1 i n x i e e dx n ξ=≈ ∑ ? ，其中1[ ,]i i i n n ξ-?。这里取i ξ为区间的右端点，则当10n =时，1 x e dx ?可用10 101 1.805610 i i e ==∑ 来近似计算， 当10n =0时，100 100 1 01 =1.7269100 i x i e e dx =≈ ∑?，当10n =000时，10000 10000 1 1 =1.718410000 i x i e e dx =≈ ∑ ?. 示意图如下图，Matlab 命令如下： x=linspace (0,1,21); y=exp(x); y1=y(1:20); s1=sum(y1)/20 y2=y(2:21); s2=sum(y2)/20 plot(x,y); hold on for i=1:20 fill([x(i),x(i+1),x(i+1),x(i),x(i)],[0,0,y(i),y(i),0],'b') end syms k;symsum(exp(k/10)/10,k,1,10)；%n=10 symsum(exp(k/100)/100,k,1,100)；%n=100 symsum(exp(k/10000)/10000,k,1,10000)；%n=10000 东华大学20 ~ 20 学年第__ __学期期_末_试题A 踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负 课程名称______高等数学实验___________使用专业____ 班级_____________姓名________________学号__________ 机号 要求：写出M 函数（如果需要的话）、MATLAB 指令和计算结果。1.设矩阵A = 6 14230215 1 0321 21----， 求A 的行列式和特征值。 2. 设 f (x ,y ) =2x cos (xy 2 )，求 21,2 x y f x y ==???。 3. 求积分? --1 2 2 1)2(x x xdx 的数值解。 4. 求解微分方程0.5e - x d y -sin x d x=0, y (0)=0, 要求写出x =2 时的y 值。 5. 求解下列方程在k=6,θ=π/3附近的解???=-=-1)sin (3 )cos 1(θθθk k 6. 取k 7. 编写一个M 函数文件，使对任意给定的精度ε, 求N 使得 επ≤-∑=612 1 2 N n n 并对ε= 0.001求解。 8. 在英国工党成员的第二代加入工党的概率为0.5，加入保守党的概率为0.4，加入自由党的概率为0.1。而保守党成员的第二代加入保守党的概率为0.7，加入工党的概率为0.2，加入自由党的概率为0.1。而自由党成员的第二代加入保守党的概率为0.2，加入工党的概率为0.4，加入自由党的概率为0.4。求自由党成员的第三代加入工党的概率是多少？假设这样的规律保持不变，在经过很多代后，英国政党大致分布如何？ 数学软件与数学实验作业 一.《数学软件》练习题（任选12题，其中19－24题至少选2题）： 3.对下列各式进行因式分解. (1). syms x y >> factor(x^5-x^3) (2). syms x y >> factor(x^4-y^4) (3). syms x >> factor(16-x^4) (4). syms x >> factor(x^3-6*x^2+11*x-6) (5). syms x y >> factor((x+y)^2-10*(x+y)+25) (6). syms x y >> factor(x^2/4+x*y+y^2) (7). syms x y a b >> factor(3*a*x+4*b*y+4*a*y+3*b*x) (8). syms x >> factor(x^4+4*x^3-19*x^2-46*x+120) 5.解下列方程或方程组. (1).solve('(y-3)^2-(y+3)^3=9*y*(1-2*y)') (2). solve('3*x^2+5*(2*x+1)') (3). solve('a*b*x^2+(a^4+b^4)*x+a^3*b^3','x') (4). solve('x^2-(2*m+1)*x+m^2+m','x') (5). [x,y]=solve('4*x^2-9*y^2=15','2*x-3*y=15') 6.计算极限. (1). syms x f=(exp(x)-exp(-x))/sin(x); limit(f,x,0) (2) syms x >> f=(x/(x-1)-1/log(x)); >> limit(f,x,1) (3). syms x >> f=(1-cos(x))/x^2; >> limit(f,x,0) 清华大学2002至2003学年第二学期数学实验期末考试试题A 数学实验试题 2003.6.22 上午 (A卷；90分钟) 一. 某两个地区上半年6个月的降雨量数据如下（单位：mm）： 月份123456 地区A259946337054 地区B105030204530 在90%的置信水平下，给出A地区的月降雨量的置信区 间： 在90%的置信水平下，A地区的月降雨量是否不小于70（mm）？ 在90%的置信水平下，A、B地区的月降雨量是否相同？ A地区某条河流上半年6个月对应的径流量数据如下（单位：m3）：110，184，145，122，165，143。该河流的径流量y与当地的降雨量x的线性回归方程为；若当地降雨量为55mm，该河流的径流量的预测区间为（置信水平取90%）。 答案：（程序略） (1) [32.35，76.65] (2) 是 (3) 否 (4) y=91.12+0.9857x (5) [130.9,159.7] 二．（10分） （1）（每空1分）给定矩阵，如果在可行域上考虑线性函数，其中，那么的最小值是，最小点为；最大值是，最大点为。 （每空2分）给定矩阵，，考虑二次规划问题，其最优解为，（2） 最优值为，在最优点处起作用约束 为 。 答案：（1）最小值为11/5，最大值为7/2，最小点为（0，2/5，9/5），最大点为（1/2，0，3/2）。 （2）最优解为（2.5556，1.4444），最优值为–1.0778e+001，其作用约束为。 三．（10分）对线性方程组：，其中Ａ＝，b= （3分）当时，用高斯—赛德尔迭代法求解。取初值为，写出迭代第4步的结果=____________________。 （4分）当时，用Jacobi 迭代法求解是否收敛？__________ , 理由是_________________________________________________ 。 （3分）求最大的c, 使得对任意的，用高斯—赛德尔迭代法求解一定收敛，则c应为__________。 答案：（1）x = [ -1.0566 1.0771 2.9897] 东南大学2014学年数学建模与数学实验考试卷（A 卷） 课程名称 数学建模与数学实验 考试学期 得分 适用专业 理工各专业 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 （可带计算器） 自 觉 遵 守 考 场 纪 律 如 考 试 作 弊 此 答 卷 无 效 注：以下各题只需计算到小数点后两位。 一 填空与选择（每题3分，共30分） 1 已知113,(mod19)02A A -??==???? 则 。 2 已知一组(1,1),(2,1),(3,2)-观测数据，则其分段线性插值多项式为 。 3 根据一组等距节点的观测数据分析知其2阶差分波动最小，则其最合适的拟合多项式阶数是 。 4 已知微分方程'()0.005(1/10000)(0)2000 x t x x x =-??=?，则其变化率最大时间为 。 5考虑V olterra 模型'0.050.001'0.10.0001x x xy y x xy =-??=-+? ， 则,x y 的周期平均值为 x y ?? ? ??? = 6 已知非线性差分方程 21(2)n n n x bx x +=-的正平衡点稳定 （b>0）， 则参数b 的取值范围为 。 7 记123 ()((),(),())a k a k a k a k =考虑马氏链 0.40.30.3(1)()0.40.40.2(0)(0.3.0.4.0.3)0.30.20.5a k a k a ????+==?????? ，，其正平衡点为 。 8 轮渡船上甲板总面积为A 。它能运载小轿车，每辆小轿车所占甲板面积为C ，能运载卡车，每辆卡车所占甲板面积为 L 。每辆小轿车要付渡船费p 元；每辆卡车要付q 元。调度想知道在渡船上运载多少辆小轿车(x) 和多少辆卡车(y)才能获取最大的利润？ 下列哪一个选项给出利润函数及需满足的约束条件？ （ ） A. yq xp + ，满足 A xL yC ≤+ B. yq xp +，满足 A yL xC ≤+ C. ))((q p y x ++， 满足A yL xC ≤+ D. ))((q p y x ++ ，满足A L C y x ≤++))(( 9 下面哪一个选项最接近小轿车从静止开始起步的的速度变化模型？ （ ） A t e --1 B 2)1(t - C 2t t - D 1t e -+ 10 模型检验是建模过程中的必要步骤，以下哪一个选项不是常见的模型检验过程。（ ） A 已知数据回代 B 分析参数变化对结果影响 C 与相关模型作对比分析 D 对未来趋势作预测 二 (10分) 假设某种物资有10个产地，5个销售地，第i 个产地产量为i a ，第j 个销售地的需求量为j b ，其中10511i j i j a b ==≥∑∑。由产地i 到销售地j 的距离为ij d ，问如何安排运输， 才能既满足各地销售要求，又使运输总吨公里数（吨公里指运输量×路程）最少？请建立该问题的数学模型(不需求解，记产地i 到销售地j 的运输量为ij x ) 实验报告 课程名称：数学软件姓名： 学院： 专业： 年级： 学号： 指导教师： 职称： 年月日 实验项目列表 附件三： 实验报告（二） 系：专业：年级：姓名学号：实验课程： 实验室号：_ 实验设备号：实验时间： 指导教师签字：成绩： 1. 实验项目名称：符号计算基础与符号微积分 2. 实验目的和要求 1.掌握定义符号对象的方法 2.掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算 3.掌握求符号函数极限及其导数的方法 4.掌握求符号函数定积分和不定积分的方法 3. 实验使用的主要仪器设备和软件 方正商祺N260微机；MATLAB7. 0或以上版本 4. 实验的基本理论和方法 （1）符号函数;sym(x)；syms a b …… （2）平方根：sqrt(x) （3）分解因式：factor（s） （4）符号表达式化简：simplify（s） （5）逆矩阵：inv(x) （6）下三角矩阵：tril（x） （7）矩阵行列式的值:det(x) （8）符号函数求极限：limit （f ，x ，a ）；limit （f ，x ，a ，‘right ’） （9）符号函数求导：diff （f ，v ，n ） （10）符号函数求不定积分：int （f ，v ） （11）符号函数求定积分：int （f ，v ，a ，b ） 5. 实验内容与步骤 （描述实验中应该做什么事情，如何做等，实验过程中记录发生的现象、中间结果、最终得到的结果，并进行分析说明） （包括：题目，写过程、答案） 题目： 1. 已知x=6，y=5，利用符号表达式求 y x x z -++= 31。 提示：定义符号常数)'5(')'6('sym y sym x ==，。 >> x=sym('6'); >> y=sym('5'); >> z=(x+1)/(sqrt(3+x)-sqrt(y)) z = 7/(3-5^(1/2)) 2. 分解因式：44y x - >> syms x y; >> A=x^4-y^4; >> factor(A) ans = (x-y)*(x+y)*(x^2+y^2) 3. 化简表达式 (1)2121sin cos cos sin ββββ- (2) 123842+++x x x (1) >> syms x y; >> f1=sin(x)*cos(y)-cos(x)*sin(y); 复习题 1、写出3 2、i ｎv(A)表示Ａ的逆矩阵； 3、在命令窗口健入 clc,４、在命令窗口健入clea 5、在命令窗口健入６、x=-1:０.2:17、det(A)表示计算Ａ的行列式的值；8、三种插值方法：拉格朗日多项式插值,分段线性插值，三次样条插值。 9、若A=123456789?? ????????,则fliplr （Ａ）＝321654987?????????? Ａ-３=210123456--??????????A ．＾２=149162536496481?????????? tril(A)=100450789?????????? tri ｕ（Ａ，－1)=123456089??????????ｄiag(A ）＝100050009?????????? Ａ(:,2),＝2 58A(3,:)=369 10、nor ｍcd ｆ（1，1，2)=0.5%正态分布mu=1,s ｉgm ａ＝２,x ＝1处的概率 ｅ45(@ｆ,［ａ,b ］,x0),中参数的涵义是@fun 是求解方程的函数M 文 件,[a,b ］是输入向量即自变量的范围a 为初值,ｘ0为函数的初值，t 为输出指定的[ａ,b],x 为函数值 １5、写出下列命令的功能：te ｘt （1,2,‘ｙ=s ｉｎ(x)’ hold on 16fun ｃｔion 开头; 17 ,4) ３，４） 21、设x 是一向量，则）的功能是作出将Ｘ十等分的直方图 ２2、interp １(［1,2,3]，[3,４,5]，2.5) Ans=4.５ 23、建立一阶微分方程组? ??+='-='y x t y y x t x 34)(3)(2 的函数M 文件。(做不出来） 二、写出运行结果: １、>＞ｅy ｅ（3，4)=1000 01000010 2、>>s ｉze([1,2,3])=1;3 3、设b=ro ｕnd （unifrnd(-５，5,１，4)),则=3 ５ 2 -5 >>[x,m]=ｍin(b)；x ＝－5；m=4 ，［x,n ］=sort(b ） －５ 2 3 ５ 4 3 １ 2 ｍea ｎ(ｂ）=１.2５，m ｅdian(b)＝2.5,range(ｂ）=10 ４、向量ｂ如上题,则 ＞>ａn ｙ(b),all(ｂ<2),ａｌl(b<6） Ans ＝１ 0 １ ５、＞>[5 6;7 8]>[7 8；5 6]=00 11 6、若1234B ??=???? ,则 7、>>ｄｉag(d ｉag （B ）)=10 04 8、＞>[4:-2:１].＊[-1,６]=-4 12 9、>>acos(0.5),a ｔan(1） ans ＝ 1.６5９8 ans= 《数学建模与数学实验》上机报告（第 1 次） 一、上机训练目的、题目或内容（简述综述）等 题目一：数学软件（MathType5.2、MATLAB 、Maple、Mathematica4.0、LINGO8.0）安装调试；基本命令使用（变量赋值、定义函数、过程控制、绘图命令、拟合、线性规划、非线性规划）；高等数学实验（绘图，极限，求导，积分，解微分方程）；线性代数实验（矩阵基本运算，线性方程组求解，解超定方程组，优化命令）。调试运行给定的两个程序： 题目二： 1、以两种方式打开MATLAB 工作窗口，进入MATLAB 6.0 的工作环境，并尝试用不同的方式退出。（这个在报告里面说明方法就可以） 2、尝试、熟悉MATLAB 6.0 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（自己掌握，报告里面就不写了） 3、绘制函数y=cos(5x+2)/sin(3x+1) 的图像，并求解当x=2 时的函数值。 4、练习并熟练掌握MATLAB 的帮助命令，学会利用MATLAB 的帮助信息。 5、求矩阵Ａ=的行列式、逆的特征根；Ｂ=，解方程ＢＸ= 6、两个矩阵Ａ=Ｂ=将矩阵改为3行3列的矩阵，作加、减、乘和除（左 除，右除）运算，同事运用数组运算法则进行运算，比较二者计算结果有何异同。 二、数学模型或求解分析或算法描述程序命令图形等 题目一： 1) c=[6,3,4]; A=[0,1,0]; b=[50]; Aeq=[1,1,1]; beq=[120]; vlb=[30,0,20]; vub=[]; [x,fval]=linprog(c,A,b,Aeq,beq,vlb,vub) 2) function f=fun3(x); f=-x(1)-2*x(2)+(1/2)*x(1)^2+(1/2)*x(2)^2 x0=[1;1]; A=[2 3 ;1 4]; b=[6;5]; Aeq=[];beq=[]; VLB=[0;0]; VUB=[]; [x,fval]=fmincon('fun3',x0,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB) 题目二： 3. x=2; y=cos(5*x+2)./sin(3*x+1) x=[-10:0.01:10]; y=cos(5*x+2)./sin(3*x+1); plot(x,y) 数学软件实验报告 学院名称：理学院专业年级： 姓名：学号： 课程：数学软件实验报告日期：2014年12月6日 实验七SIMULINK建模与工具箱的使用 一．实验目的 MATLAB 具有丰富的可用于各种专业方向的工具箱，这些工具箱已经形成了MATLAB 的系列产品。特别是动态仿真建模工具箱，更是成为许多工具箱的基础。本次实验的目的就是要使大家了解MA TLAB工具箱使用的基本方法，以及如何查询工具箱，主要掌握系统优化工具箱的使用和系统动态仿真建模工具箱的使用。 二．实验要求 MATLAB系统的工具箱十分的丰富，并且随着版本的不断升级，其工具箱还在不断地增加。通过本次实验，要求了解MA TLAB系统工具箱的分类与查询，会使用系统优化工具箱解决一些实际问题。能建立系统仿真方框图，并进行系统仿真模拟。 三．实验内容 最优化工具箱 非线性最小化函数 fgoalattain 多目标达到优化 constr 有约束最小化 fminbnd 有边界最小化 fminunc使用梯度法的无约束最小化 fminsearch 使用简单法的无约束最小化 fzero 非线性方程求解（数量情况） fsolve 非线性方程求解 lsqnonlin 非线性最小二乘 fminimax 最小的最大解 fseminf 半无穷区间最小化 2.矩阵问题的最小化 linprog 线性规划 quadprog 二次规划 lsqnonneg 非负线性最小二乘 lsqlin 约束线性最小二乘 第十章 10.1线性优化 >> f=[-5 4 2]; >> a=[6 -1 1;1 2 4]; >> b=[8 10]; >> 1b=[-1 0 0]; >> ib=[-1 0 0]; >> ub=[3 2]; >> [x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,a,b,[],[],ib,ub) Optimization terminated. x = 1.3333 0.0000 0.0000 fval = -6.6667 exitflag = 1 output = iterations: 7 algorithm: 'large-scale: interior point' cgiterations: 0 message: 'Optimization terminated.' constrviolation: 0 lambda = ineqlin: [2x1 double] 数学实验试题 2003.6.22 上午 班级姓名学号得分 说明： （1）第一、二、三题的答案直接填在试题纸上； （2）第四题将数学模型、简要解题过程和结果写在试题纸上；卷面空间不够时，可写在背面； （3）考试时间为90分钟。 一．（10分，每空2分）（计算结果小数点后保留4位有效数字） 地区的月降雨量的置信区间： （2）在90%的置信水平下，A地区的月降雨量是否不小于70（mm）？ （3）在90%的置信水平下，A、B地区的月降雨量是否相同？ （4）A地区某条河流上半年6个月对应的径流量数据如下（单位：m3）：110，184，145，122，165，143。该河流的径流量y与当地的降雨量x的线性回归方程为；若当地降雨量为55mm，该河流的径流量的预测区间为（置信水平取90%）。 二．（10分） （1）（每空1分）给定矩阵，如果在可行域上考虑线性函数，其中，那么的最小值是，最小点为；最大值是，最大点为。 （2）（每空2分）给定矩阵，，考虑二次规划问题，其最优解 为，最优值为，在最优点处起作用约束为。 三．（10分）对线性方程组：，其中Ａ＝，b= (1)（3分）当时，用高斯—赛德尔迭代法求解。取初值为， 写出迭代第4步的结果=____________________。 (2)（4分）当时，用Jacobi 迭代法求解是否收敛？__________ , 理由是_________________________________________________ 。 (3)（3分）求最大的c, 使得对任意的，用高斯—赛德尔迭代法求解一 定收敛，则c应为__________。 四．（20分）一个二级火箭的总重量为2800公斤。第一级火箭的重量为1000公斤，其中燃料为800公斤。第一级火箭燃料燃烧完毕后自动脱落，第二级火箭立即继续燃烧。第二级火箭中的燃料为600公斤。假设火箭垂直向上发射，两级火箭中的燃料同质，燃烧率为15公斤/秒，产生的推力为30000牛顿。火箭上升时空气阻力正比于速度的平方，比例系数为0.4公斤/米。 （1）建立第一级火箭燃烧时火箭运行的数学模型，并求第一级火箭脱落时的高度、速度和加速度； （2）建立第二级火箭燃烧时火箭运行的数学模型，并求火箭所有燃料燃烧完毕瞬间的高度、速度、和加速度。 （提示：牛顿第二定律f=ma，其中f为力，m为质量，a为加速度。重力加速度9.8米/平方秒。） 实验一：了解数学软件MATLAB 实验目的与要求： 了解MATLAB的基本特点，掌握MATLAB界面上的主要窗口，熟练掌握MATLAB的帮助系统。 实验内容： 1启动按钮 打开MATLAB主界面以后，单击“Start”按钮，显示一个菜单，利用“START”菜单机器子菜单中的选项，打开MATLAB的有关工具。 2命令窗口 命令窗口（Command Window）是用于输入数据，运行MA TLAB函数和脚本并显示结果的主要工具之一。命令窗口没有打开时，从“Desktop”菜单中选择“Command Window”选项可以打开它。 在命令窗口中键入命令并执行：a=[123;456;789] 在上述语句末尾加分号“；”，结果是什么？请与不加分号的情况作比较。 功能。 命令历史窗口（command history）显示命令窗口中最近输入的所有语句。先关闭历史窗口，再分别用“Desktop”菜单打开它和用command history命令打开它。 （1）将命令历史窗口中的语句复制到命令窗口中； （2）直接双击命令历史窗口中的语句。 4工作空间窗口 清空工作空间的命令是：clear 清空命令窗口的命令是：clc 在命令窗口中键入： t=0:pi/4:2*pi y=sin(t) 在命令窗口中键入：who,看运行结果； 在命令窗口中键入：whos,看运行结果； 在命令窗口中键入：whos y,看运行结果。 退出MATLAB时，工作空间中的内容随之清除。可以将当前空间中的部分或全部变量保存到一个MA T文件中，它是一个二进制文件，扩展名为.mat。然后可以在以后使用它时载入它，请练习这一操作过程。 5帮助浏览器 使用帮助浏览器可以搜索和查询所有Math Works产品的文档和演示。帮助浏览器是集成到MA TLAB桌面的一个HTML查看器。请打开帮助浏览器，熟悉它。 分别用Help函数和doc函数获取format函数的帮助，进而说明format函数的功能 第1题：对编写好的程序进行求解的方法不是（） （A）点击工具栏的按钮 （B）点击LINGO下拉菜单的SOLVE选项 （C）使用组合键Ctrl+U （D）在编辑窗口进行回车操作 选择正确答案： A B C D 第2题：某工厂生产甲、乙、丙三种产品，单位产品所需工时分别为2、3、1个工 时；单位产品所需原材料分别为3、1、5公斤；单位产品利润分别为2元、3元、5 元。工厂每天可利用的工时为12个，可供应的原材料为15公斤。若产品必须为整数 单位，则最大利润可为（） （A）17 （B）18 （C）19 （D）20 选择正确答案： A B C D 第3题： SAS画散点图时，用y*x='*'来表示点用*来表达，如果将其改为y*x，则 点用（）表达。 A.* B.o C.A D.B 选择正确答案： A B C D 第4题：为了解某乡粮田土壤肥力的变化情况，2008年和2009年连续两年对9个监测点进行取土样化验有机质含量。X代表2008年化验结果，Y代表2009年化验结果，分析两年土壤有机质的变化情况时，得到方差相等检验时pr>Fr的值为（）。 X：1.64 1.04 1.46 0.88 1.30 0.84 1.39 0.99 1.43 Y：1.60 0.62 1.49 0.74 1.24 0.65 1.51 0.84 1.50 A.0.1537 B.0.2354 C.0.3203 D.0.4518 选择正确答案： A B C D 第5题：下列matlab函数不能产生特殊矩阵的是（） A. round B. rand C. randn D.vander 选择正确答案： A B C D 第6题：下列matlab命令的运行结果是（） syms x s; f=sin(2*x)+s^2; int(f,s) A. -1/2*cos(2*x)+s^2*x B. sin(2*x)*s+1/3*s^3 C. s^2*pi D. 4*sin(2*x)+16/3 电子科技大学二零零八到二零零九学年第二学期期末考试《数学实验》课程考试题A卷(120分钟) 考试形式：闭卷考试日期：2009年7月8日 一、单项选择题(20分) 1、三阶幻方又称为九宫图，提取三阶幻方矩阵对角元并构造对角阵用( ) (A) diag(magic(3)); (B) diag(magic); (C) diag(diag(magic(3))); (D) diag(diag(magic))。 2、MATLAB命令P=pascal(3)将创建三阶帕斯卡矩阵，max(P)的计算结果是( ) (A) 1 2 3 (B) 1 2 1 (C) 3 6 10 (D) 1 3 6 3、命令J=*1;1;1+**1,2,3+;A=j+j’-1将创建矩阵( ) (A) 123 234 345 ?? ?? ?? ?? ?? ; (B) 234 345 456 ?? ?? ?? ?? ?? (C) 123 123 123 ?? ?? ?? ?? ?? (D) 111 222 333 ?? ?? ?? ?? ?? 4、data=rand(1000,2);x=data(:,1);y=data(:,2);II=find(y 重庆科技学院 数学实验与数学软件课程设计 课程名称：菜单与对话框设计 开课学期：_2014-2015-1 学院:__ 数理学院 开课实验室：_数学实验与建模实验室_ 学生姓名: 谭云文 专业班级: 应数13-2班 __ 学号:___ 20134432214 _ 实验十二 我们本次实验做的是菜单与对话框设计，所谓菜单与对话框的设计包括在图形用户界面中。而图形用户界面是由窗口、菜单、对话框等各种图形元素组成的用户界面。因为在这种用户界面中，用户的操作既生动形象，又方便灵活，这是它的一大特点。 在MATLAB中，基本的图形用户界面对象包含3类：用户界面控件对象、下 拉式菜单对象和快捷菜单对象，可以设计出界面友好、操作方便的图形用户界面。 其中MATLAB用户菜单对象是图形窗口的子对象，所以菜单设计总在某一个图形 窗口中进行。MATLAB的图形窗口有自己的菜单栏。为了建立用户自己的菜单系 统，可以先将图形窗口的MenuBar属性设置为none，以取消图形窗口默认的菜 单，然后再建立用户自己的菜单。对话框是用户与计算机进行信息交流的临时窗 口，在现代软件中有着广泛的应用。在软件设计时，借助于对话框可以更好地满 足用户操作需要，使用户操作更加方面灵活。为了更便捷地进行用户界面设计， MATLAB提供了图形用户界面开发环境，这使得界面设计在可视化状态进行，设计过程中变得简单直观，实现了“所见即所得”。 例1 一、实验目的 1. 掌握plot菜单的方法。 2. 掌握建立控件对象的方法。 3. 掌握对话框设计的方法。 二、实验内容 设计图1所示的菜单。 菜单条上仅有Plot菜单，其中有Sine Wave、Cosine Wave和Exit共3个命令。若选择了其中的Sine Wave命令，则将绘制出正弦曲线；若选择了其中的Cosine Wave命令，则将绘制出余弦曲线；如果选择了Exit命令，则将关闭窗口。 程序如下： screen=get(0,'ScreenSize'); W=screen(3);H=screen(4); figure('Color',[1,1,1],'position',[0.2*H,0.2*H,0.5*W,0.3*H],... 'Name','图形演示系统','NumberTitle','off','Menubar','none'); %plot hplot=uimenu(gcf,'Label','&Plot'); uimenu(hplot,'Label','Sine Wave','Call',... ['t=-pi:pi/20:pi;','plot(t,sin(t));',... 'set(hgon,''Enable'',''on'');',... 'set(hgoff,''Enable'',''on'');',... 'set(hbon,''Enable'',''on'');',... 'set(hboff,''Enable'',''on'');']); uimenu(hplot,'Label','Cosine Wave','Call',... ['t=-pi:pi/20:pi;','plot(t,cos(t));',... 'set(hgon,''Enable'',''on'');',... 'set(hgoff,''Enable'',''on'');',... 'set(hbon,''Enable'',''on'');',... 'set(hboff,''Enable'',''on'');']); uimenu(hplot,'Label','&Exit','Call','close(gcf)'); 三、运行结果 1.点击SineWave函数将出现我们所需要的图像，如图： 2点击CosineWave函数将出现我们所需要的图像，如图： ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 一. 请编程完成下列功能： 22 x 1. 用polyval 请计算多项式函数13++x 在节点0:0.1:3上的函数值； 2. 绘制这些节点的散点图 参考答案： ////codebegin %%%title1:应用练习题 %%%title2:五、数值计算 %%%title:一题 close all a=[2 3 1]; v=0:0.1:3; w=polyval(a,v); plot(v,w,'+') ////codeend 二. 某种复合物质的主要成分为A 。经过试验和分析，发现主要成分A 与其性能指标E 之间有一定的数 量关系。下面有一组数据。 A 37.0 37.5 38.0 38.5 39.039.540.040.541.041.5 42.0 42.543.0 E 3.40 3.00 3.00 2.27 2.10 1.83 1.53 1.70 1.80 1.90 2.35 2.54 2.90 请编写程序绘出散点图，并用二次多项式函数拟合数据，然后分别预测A=44，45时，指标E 的值。 参考程序： ////codebegin %%%title1:应用练习题 %%%title2:五、数值计算 %%%title:二题 A=[37.0 37.5 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 41.5 42.0 42.5 43.0]; E=[3.40 3.00 3.00 2.27 2.10 1.83 1.53 1.70 1.80 1.90 2.35 2.54 2.90]; plot(A,E,'*') a = polyfit(A,E,2); Fnew = polyval(a,[44 45]) ////codeend 参考程序2： ////codebegin %%%title1:应用练习题 %%%title2:五、数值计算 %%%title:二题 考试课程数学实验下午 班级姓名学号得分 [说明] （1）第一、二、三题的答案直接填在试题纸上； （2）第四题将数学模型、简要解题过程和结果写在试题纸上；卷面空间不够时，请写在背面； （3）除非特别说明，所有计算结果小数点后保留4位数字。 （4）考试时间为120分钟。 一、（10分）某厂生产A、B两种产品，1千克原料在甲类设备上用12小时可生产3件A，可获净利润64元；在乙类设备上用8小时可生产4件B，可获净利润54元。该厂每天可获得55千克原料，每天总的劳动时间为480小时，且甲类设备每天至多能生产80件A。试为该厂制订生产计划使每天的净利润最大。 1）以生产A、B产品所用原料的数量x1、x2（千克）作为决策变量，建立的数学规划模型是： 决策变量： 生产A原料x1；生产B原料x2 目标函数： y=64*x1+54*x2 约束条件： x1+x2 ≤55 12*x1+8*x2≤480 3*x1≤80 x1,x2 0 基本模型： max(y)= 64*x1+54*x2 . x1+x2 ≤55 12*x1+8*x2≤480 3*x1≤80 x1,x2 0 c=[64 54]; A1=[ 1 1 ; 12 8 ; 3 0]; b1=[55;480;80]; v1=[0 0]; [x,z,ef,out,lag]=linprog(-c,A1,b1,[],[],v1) 输出结果: x = ans = 2）每天的最大净利润是___3070__元。若要求工人加班以增加劳动时间，则加班费最多 为每小时元。若A获利增加到26元/件，应否改变生产计划____不变___ c=[78 54]; A1=[ 1 1 ; 12 8 ; 3 0]; b1=[55;480;80]; v1=[0 0]; [x,z,ef,out,lag]=linprog(-c,A1,b1,[],[],v1) 二、(10分) 已知常微分方程组初值问题 试用数值方法求__ (保留小数点后5位数字)。你用的MATLAB命令是______ ode45(@ff, ts,y0)______，其精度为____四阶__。 %待解常微分方程组函数M文件源程序： function dy=ff (x,y) 电子科技大学成都学院二零壹零至二零壹壹学年第一学期 数学实验课程考试题B （120分钟） 闭卷 考试时间： 注意：请同学们将答案填写在答题纸上，否则无效。 一、单项选择题（共40分） 1、下面有关MATLAB 变量名和函数名的说法中，错误的说法是( ) (A) 变量名的第一个字符必须是一个英文字母 (B) 变量名可由英文字母、数字和下划线混合组成 (C) 变量名不得包含空格和标点，但可以有下连字符 (D) 变量名和函数名对于英文的大小使用没有区别 2、符号计算与一般数值计算有很大区别，它将得到准确的符号表达式。在MATLAB 命令窗口中键入命令syms x y1=x^2；y2=sqrt(x)；int(y1-y2,x,0,1) 屏幕显示的结果是（ ） （A ）y1 =x^(1/2) （B ）ans= 1/3； （C ）y2 =x^2； （D ）ans= -1/3 3、MATLAB 命令syms x; f=sin(x); V=pi*int(f*f,x,0,pi)功能是( ) (A) 绘出函数f 在[0,2π]图形； (B) 计算函数f 在[0,2π]的积分； (C) 计算旋转曲面所围的体积； (D) 计算旋转曲面的表面积。 4、用赋值语句给定x MATLAB 表达式是（ ） （A ）sqrt(7sin(3+2x)+exp(3)log(3)) （B ）sqrt(7*sin(3+2*x)+exp(3)*log(3)) （C ）sqr(7*sin(3+2*x)+e^3*log(3)) （D ）sqr(7sin(3+2x)+ e^3log(3)) 5、MATLAB 语句strcat(int2str(2010),'年是', s,'年')的功能是（ ） （A ）将数据2010转换为符号； （B ）将数据2010与符号变量合并； （C ）将几个符号变量合并为一个； （D ）将符号变量转换为数值变量； 6、十二属相为“鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪”，命令k=mod(2008,12)+1的结果是( ) (A) k 指向第二动物牛； (B) k 指向第三动物虎； (C) k 指向第四动物兔； (D) k 指向第五动物龙。 7、MATLAB 命令A=magic(3)创建3阶幻方矩阵，求A 的特征值绝对值最小用( ) (A) min(abs(eig(A))); (B) min(eig(abs(A))); (C)min(eig(A)); (D) min(abs(A)); 8、MATLAB 命令x=rand(10,1)生成10个随机数，将它们从大到小排序，使用( ) (A) y=sort(x);z=y(10:1); (B) [y,II]=sort(x);z=y(II); (C) y=sort(x);z=y(10:-1;1); (D) [y,II]=sort(x);z=x(II); 9、MATLAB 命令[x,y]=meshgrid(1:3);H=1./(x+y-1)产生的矩阵H 是( ) (A) ????? ?????333222111 (B) ????? ?????321321321 (C) ????? ?????543332321 (D) ???? ? ?????5/14/13/14/13/12/13/12/11 10、设a,b,c 表示三角形的三条边，表达式a+b>c|a+c>b|b+c>a ， （ ） （A ）是三条边构成三角形的条件； （B ）是三条边不构成三角形的条件；《数学实验》试题答案
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