课程名称:数学实验
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:
1 设兔群在第n个月的总对数为gn ,n=0,1,2,…,为找出兔群的对数随月份变化的规律,列出如下数
表
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月份
0
1
2
3
4
5
….
幼兔
1
0
1
1
2
3
….
成兔
0
1
1
2
3
5
….
总数
1
1
2
3
5
8
….
从表中发现g0 = g1 =1,g2=g1 + g0 , …,g n+2=g n+1 + g n ,于是可以知道g n满足如下递推关系:
g n+2=g n+1 + g n
g0 = g1 =1 n=0,1,2,……
2 输入命令
建立主程序:
n=input('please input n=');
for i=1:(n-2)
a(1)=1;a(2)=1;
a(i+2)=a(i+1)+a(i);
end
a
please input n=25
a =
Columns 1 through 7
1 1 2 3 5 8 13
Columns 8 through 14
21 34 55 89 144 233 377
Columns 15 through 21
610 987 1597 2584 4181 6765 10946
Columns 22 through 25
3 17711 28657 46368 75025
4 所以未来24个月中每个月的兔子对数为1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584,4181, 6765, 10946, 17711, 28657, 46368, 75025。
2, 定积分的过程可以分为分割、求和、取极限三部分, 以
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: 定积分是一个求和的极限。
1 把积分区间[0,1]等距的划分为20个子区间。
输入主程序: x=linspace(0,1,21);y=exp(x);
y1=y(1:20);s1=sum(y1)/20
s1 =
6381/3808
y2=y(2:21);s2=sum(y2)/20
s2 =
1633/927
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+1),y(i+1),0],'b')
end
plot(x,y,'r');
Syms k n
S=symsum(exp(k/n)/n,k,1,n);
Limit(s,n,inf)
得结果: ans=
Exp(1)-1
2 用int()计算
输入主程序: syms x; int(exp(x),0,1)
得结果 ans=
Exp(1)-1
3 比较两个结果是一致的。
3. 现有一个木工、一个电工和一个油漆工, 三人相互同意彼此装修他们自己的房子. 在装修前, 他们达成了如下
协议
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: 每人总共工作 10 天(包括给自己家干活在内); 每人的日工资根据一般的市价, 在60~80元之间; 每人的日工资数应使得每人的总收入与总支出相等. 表1是他们协商后制定出的工资天数的分配
方案
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, 如何计算出他们每人应得的工资(工资数要求为正整数)?
表1
工种
天数
木工
电工
油漆工
在木工家的工作天数
2
1
6
在电工家的工作天数
4
5
1
在油漆工家的工作天数
4
4
3
解:设x表示木工的日工资,y表示电工的日工资,z表示油漆工的日工资。根据协议中每人的总支出与总收入相等的原则,有表中数据可得出如下三元一次线性方程组:
-8x+y+6z=0
4x-5y+z=0
4x+4y-7z=0
1 建立主程序:
[x,y,z]=solve('-8*x+y+6*z=0','4*x-5*y+z=0','4*x+4*y-7*z=0')
运行结果:x=(31/32)*y
y=y
z=(36/32)*y
2 因此方程的通解为[31k,32k,36k] ,k为任意正整数,每人的工资在60至80元,于是应该
有60<31k<80, 60<32k<80,60<36k<80 解得,k=2
3 此时有木工,电工,油漆工的日工资应为x=62元,y=64元,z=72元
4.电影院的监测系统显示,当一场电影刚散场时,剧场内的二氧化碳的含量是4%. 排风扇每分钟换入
的新鲜空气,其中二氧化碳的含量是0.02%. 电影院的容积是
. 假设在整个换气过程中空气的变化时均匀的. 问,经过多长时间后剧场内二氧化碳的含量才能降到1%.
解:设经过n分钟后剧场内二氧化碳的含量才能降到1%,gn为n分钟的二氧化碳的浓度。
g(1)=1000*0.02%+(10000-1000)*4%
g(2)=1000*0.02%+(10000-1000)*g(1)/10000
g(3)=1000*0.02%+(10000-1000)*g(2)/10000
…….
g(n)=1000*0.02%+(10000-1000)*g(n-1)/10000
g(n)<=100
最终的
100=[0.2*(1-0.9^n)]/(1-0.9)+9000*4%*0.9^(n-1)
建立主程序:
syms n
y=(0.2*(1-0.9^n))/(1-0.9)+0.04*9000*0.9^(n-1)-100;solve(y)
得结果
ans =
-log(49/199)/log(10/9)
经计算:-log(49/199)/log(10/9)=13.3
所以当时间为13.3分钟时,剧场内的二氧化碳的含量才能降到1%
7.(1) 一般说来多项式拟合的次数越高, 对原函数的近似就越精确. 以
为例, 求其五次拟合多项式和八次多项式, 并将它们和原函数画在一张图上进行比较.
(2) 给定实验数据如表2所示
表2
x
1
2
3
4
5
6
7
8
y
15.3
20.5
27.4
36.6
49.1
65.6
87.8
117.6
试用polyfit() 命令将以上数据拟合成指数函数
(a,b均为常数).
解1)。 输入主程序:
Syms x
X=linspace (0,10,100);
Y=sin(x).*exp(x);
P5=polyfit(x,y,5);
P8=polyfit(x,y,8);
S1=polyval(p5,x);
S2=polyval(p8,x);
Plot(x,y,'*',x,s1,'r-',x,s2,'b-')
的出图形为:
2)。
1 .选取指数做拟合时,在拟合前作如下代换:
Y=a ebx 化为
Log(y)=b*x+log(a)
令z=log(y) k=log(a)
即 z=b*x+k
2 输入主程序:
X=[1:1:8];
Y=[15.3 20.5 27.4 36.6 49.1 65.6 87.8 117.6];
Z=log(y);
P=polyfit(x,z,1)
得结果:
P=
0.2912 2.4369
3 所以b=0.2912 a=e2.4369=11.4375
4 于是拟合曲线为:g(x)=11.4375e0.2912x
_1234567891.unknown
_1234567893.unknown
_1234567894.unknown
_1234567892.unknown
_1234567890.unknown