MATLAB数学建模实验报告
学院：材料科学与工程
专业班级：材料国际
姓名：
学号：
完成时间：2016年12月7日
目录
一、数学实验学习体会 (3)
二、实验一：MATLAB作图 (4)
实验目的 (4)
实验内容 (4)
三、实验二：线性规划 (7)
实验目的 (7)
实验内容 (7)
四、实验三：插值 (11)
实验目的 (11)
实验内容 (11)
五、实验四：拟合 (12)
实验目的 (12)
实验内容 (12)
六、实验五：MATLAB在材料力学里的应用 (14)
实验目的 (14)
实验内容 (15)
七、实验六：MATLAB创建2048小游戏 (19)
游戏规则 (20)
游戏代码及运行结果 (20)
八、心得与收获 (26)
一、数学实验学习体验
通过对《数学实验与建模》这门课程的学习，我初步掌握了一些建模思想、模型分析以及对于数学矩阵实验室（即：MATLAB软件）的使用。课程分为两个阶段，即八周的数学建模讲授、八周的数学实验。在这里，主要谈一谈运用MATLAB软件进行的数学实验给我带来的感受与收获。
通过学习，我们知道MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。正如这些强大的功能，我们才有必要认真学习并掌握这项技能，我的专业是材料科学与工程，矩阵运算和处理实验数据对于我的专业领域大有裨益，这也坚定了我熟练掌握MATLAB的决心。
我做的第一个实验是图形的绘制。这在Microsoft软件中也可以实现，而MATLAB给我带来的直观感受就是更加“强大、丰富、专业”，不仅包含了二维三维，甚至多维度空间图形也能表现出来。还可对坐标控制、图形修饰、窗口分割等操作，如果特殊需要时还可用polar得到极坐标图形，调用semilogx得到对数坐标函数等。三维图形有三维曲线、三维曲面，这种功能对求两个复杂三维立体图形的交线交面等很有帮助。在二维图形绘制时可以绘出条形图、杆图、饼图，当然也可以调用函数bar3、stem3、pie3、fill3等绘制三维图形。对三维图形可以进行精细处理，比如视点处理，色彩处理，还可以进行图形的裁剪，在实际生活中也很有用。
另外一个让我影响深刻的功能就是数据处理，对于材料科学的科研工作，往往需要在大量实验数据里找到一定规律，从而揭示一种材料性能的影响因素，实现对材料性能的调控。而从MATLAB中最初学习到的就是插值与拟合，种类丰富，处理也十分精确，还可以自定义插值、拟合函数，最后通过plot以图形的形式展现出来。对于数据规律性的探讨十分有帮助。
通过这么短时期的学习，是很难理解到MATLAB的精髓的，要想从使用到理解到熟练掌握还需要一个很长的学习探索过程，我相信，MATLAB软件不仅将对我的科研领域起到重要的作用，还将为我处理生活问题带来便捷。
二、实验一：MATLAB作图
1.实验目的：
了解MATLAB作图的基本内容
掌握MATLAB作图的集中基本方式，实现对数据进行可视化作图分析2.实验内容：
（1）例：在[0,2pi]用红线画sin x,用绿圈画cos x.
x=linspace(0,2*pi,30);
y=sin(x);
z=cos(x);
plot(x,y,'r',x,z, 'g0')
先建M文件myfun1.m：
function Y=myfun1(x)
Y=exp(2*x)+sin(3*x.^2)
再输入命令：
fplot('myfun1',[-1,2])
(3)例:画多条曲线观察函数Z=(X+Y)2
x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=(X+Y).^2;
plot3(X,Y,Z)
(4)例:画函数Z=(X+Y)2的图形.
x=-3:0.1:3;
y=1:0.1:5;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=(X+Y).^2;
surf(X,Y,Z)
shading flat
(5)例: 在区间[0,2π]画sin(x)的图形，并加注图例“自变量X”、“函数Y”、“示
意图”, 并加格栅.
x=linspace(0,2*pi,30);
y=sin(x);
plot(x,y)
xlabel('自变量X')
ylabel('函数Y')
title('示意图')
grid on
(6)例:山峰的三维和二维等值线图
[x,y,z]=peaks;
subplot(1,2,1)
contour3(x,y,z,16,'s')
grid, xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis')
zlabel('z-axis')
title('contour3 of peaks');
subplot(1,2,2)
contour(x,y,z,16,'s')
grid, xlabel('x-axis'), ylabel('y-axis')
title('contour of peaks');
