Ćw.10 Matlab1

Matlab (1)
Matlab (Mathworks) to licencjonowany pakiet do obliczeń naukowych, tworzenia wykresów, analiz i symulacji
układów dynamicznych itp.
Domyślne środowisko (Desktop Layout) składa się z okna Command Window, w którym wpisujemy kolejne
polecenia, okna Command History (historia utworzonych poleceń), okna z zakładkami Workspace (obszar roboczy lista zainicjowanych przez użytkownika zmiennych i ich wartości) i Current Directory (zawartość katalogu
roboczego). W przypadku braku niektórych okienek należy zajrzeć do menu Desktop (ewentualnie ustawić
Desktop/Layout/Default - domyślny układ okien).
Sposoby obsługi programu:
• dialog - wpisywanie kolejnych poleceń w oknie Command Window, zatwierdzanie klawiszem Enter,
• praca wsadowa – wykonywanie ciągu poleceń zapisanych w pliku z rozszerzeniem .m
Instrukcja przypisania - nadanie wartości zmiennej
Instrukcja przypisania nadaje wartość zmiennej - według schematu:
nazwa_zmiennej = wyrażenie
Wykonanie instrukcji oblicza wartość wyrażenia, inicjuje zmienną o nowej nazwie (wymyślonej przez użytkownika)
i nadaje jej obliczoną wartość. Jeśli zmienna już istnieje to jej poprzednia wartość jest zmieniana.
Nazwy zmiennych muszą się zaczynać od litery, a potem dowolny ciąg liter, cyfr i znaków podkreślenia _ .
W nazwach zmiennych istotne są duże i małe litery – x i X to dwie różne zmienne.
Wszystkie elementy wyrażenia muszą być znane, aby wyrażenie było obliczalne.
Wyrażenie budujemy bardzo podobnie jak w Excelu, wykorzystując:
• stałe - liczby całkowite, dziesiętne (uwaga: kropka dziesiętna!), możliwy też format naukowy (zmiennoprzecinkowy)
• zmienne uprzednio zainicjowane
• operatory działań arytmetycznych (jak w Excelu): + – * / ^
• nawiasy okrągłe, zmieniające kolejność działań,
• funkcje matematyczne.
Uwaga: Operacja potęgowania wykonywana jest przed operacją zmiany znaku (-2^2→ -4, ale 2^-1→0.5)- odwrotnie jak w Excelu (sprawdzić formułę =-2^2).
Edycja ewentualnego błędu polecenia po przewinięciu pamięci poleceń - przy pomocy strzałek klawiatury ↓↑.
Wpisanie samego wyrażenia powoduje przypisanie wyniku do zmiennej domyślnej ans (ang. answer)
Ćwiczenie
1. W oknie Command Window wpisujemy (zatwierdzając każdą linię Enterem):
diary('swojenazwisko_m1.txt')
diary on
Odtąd nasza praca będzie zapisywana w pliku dziennika o podanej nazwie.
2. Wpisać w oknie Command Window kolejno przykładowe instrukcje, każdą wykonać i zanalizować odpowiedzi
- obserwując pojawienie się nazwanych zmiennych i ich wartości w okienku Workspace:
3*5
a=1.2
b=1.5E5
c=(a+b)/3
3. Sprawdzić poniższe sposoby wypisania wartości zmiennej na ekranie:
c
disp(a)
%wyświetlenie wartości zmiennej a (ang. display)
4. Nadać zmiennej o nazwie wynik wartość wyrażenia :
−3,4 + 1
3.45 − 2,44 4.34 + 3.65
5. Przeanalizować dlaczego wykonanie poniższej instrukcji będzie błędne:
b=2*x
Kiedy powyższa instrukcja będzie poprawna?
6. Przeanalizować wykonanie ciągu instrukcji:
y=6
y=y/2
y=y+1
y=–y^2
Inne użyteczne polecenia
help
%pomoc globalna,
help elfun
% pomoc – spis funkcji elementarnych,
help nazwa
% pomoc na temat wybranej funkcji o nazwie,
format long
% większa dokładność wyświetlanych wyników,
format short % dokładność podstawowa,
demo
% program demonstracyjny Matlab'a,
clc
% czyszczenie ekranu Command Window,
clear
% usunięcie wszystkich zmiennych z obszaru roboczego Workspace,
clear x
% usunięcie zmiennej x z obszaru roboczego,
Zadanie
Wypróbować działanie powyższych poleceń
Wybrane wbudowane funkcje arytmetyczne
sin(x), cos(x), tan(x), cot(x) – trygonometria (kat w radianach),
sind(x), cosd(x), tand(x), cotd(x) – trygonometria (kąt w stopniach),
sqrt(w) – pierwiastek kwadratowy,
abs(w) – wartość bezwzględna,
exp(w) – funkcja wykładnicza (ew),
power(a, b) – potęga (ab) – uwaga: wymiennie można używać operatora ^,
log(w) – logarytm naturalny!
log10(w) – logarytm dziesiętny,
rem(x, y) – reszta z dzielenia całkowitego x/y,
rand – liczba losowa z przedziału (0, 1),
fix(w), ceil(w), floor(w), round(w) – funkcje zaokrągleń,
gdzie: w, a, b, x, y – dowolne wyrażenia obliczeniowe
pi
– stała π.
Uwaga: nazwy funkcji, stałych (np.pi) piszemy zawsze małymi literami.
Ćwiczenie
7. Obliczyć wartość wyrażenia:
−
−2
dla x=3.45
Wpisujemy kolejno:
x=3.45
y=(x^3-exp(-2*x))/(power(x,6)-2)
8. Wykonać obliczenia wyrażeń opisanych w postaci matematycznej:
sin45
√3
sin
"
√7
ln5
|tg176 |
log 1000
e
e
9. Obliczyć resztę z dzielenia liczby 2344 przez 7.
10. Wykonać przykładowe obliczenie wyrażeń dla wartości x=2.43:
a)
c)
&'()*+ * ,-*+
*
*
.+ *
*
x −3 + x 2 − 3 x
− 10 6
tg x − 2,5
b)
d)
x2 − 1 − 4 x
e −2 x − 0,3−1
+ 10−12
*
/0 1& + ./23 & 1
11. Wyjaśnić następujące operacje:
los1=rand
los2=rand*100
los3=rand*100-50
los4=ceil(rand*49)
12. Wyjaśnić działanie następującego ciągu operacji:
format long
pi4=round(pi*1e3)/1e3
pi7=round(pi*1e7)/1e7
format short
pi
13. Sprawdzić wyniki instrukcji:
d=45/0
e=sqrt(-5)
f=log(-5.6)
14. Wpisujemy polecenie zatrzymujące tworzenie pliku dziennika:
diary off
Lokalizacja pliku dziennika widoczna jest w okienku Current directory w pasku narzędzi. Odnajdujemy ten plik na
dysku i wysyłamy do serwisu ISWN.