matlab数学建模程序代码
摘要:
1.引言
2.Matlab数学建模简介
3.Matlab数学建模程序代码实例
a.线性规划模型
b.非线性规划模型
c.动态规划模型
d.排队论模型
e.图论模型
f.神经网络模型
4.结论
正文:
Matlab是一种广泛应用于科学计算和数据分析的编程语言。在数学建模领域,Matlab也发挥着重要的作用。本文将介绍Matlab数学建模的基本知识,并通过实例代码展示不同类型的数学建模问题的解决方法。
首先,我们需要了解Matlab数学建模的基本概念。Matlab提供了一系列用于解决各种数学建模问题的工具箱和函数。例如,线性规划(LP)、非线性规划(NLP)、动态规划(DP)、排队论(QT)、图论(GT)和神经网络(NN)等。这些工具箱和函数可以帮助我们快速地构建和求解数学模型。
接下来,我们将通过实例代码展示如何使用Matlab解决不同类型的数学
建模问题。
1.线性规划模型
线性规划是一种常见的优化问题,它的基本形式可以表示为:
$minimize quad c^Tx$
$subject quad to:$
$Ax leq b$
$x geq 0$
在Matlab中,我们可以使用intlinprog函数求解线性规划问题。下面是一个实例:
```matlab
f = [-1, 1, 1; -1, 2, 1; -1, 1, 2]; % 目标函数系数向量
A = [1, 1, 1; 1, 1, 1; 1, 1, 1]; % 约束条件系数矩阵
b = [3, 3, 3]; % 约束条件右端向量
lb = [0, 0, 0]; % 变量下限
[x, fval] = intlinprog(f, [], [], A, b, lb);
disp(x);
disp(fval);
```
2.非线性规划模型
非线性规划问题的一般形式为:
$minimize quad g(x)$
$subject quad to:$
$h_i(x) leq 0, i = 1, ..., m$
$x in X$
在Matlab中,我们可以使用fmincon函数求解非线性规划问题。下面是一个实例:
```matlab
f = @(x) -x^2 + 4*x; % 目标函数
A = [1, 1; 1, 1]; % 约束条件系数矩阵
b = [3, 3]; % 约束条件右端向量
lb = [0, 0]; % 变量下限
[x, fval] = fmincon(f, [], [], A, b, lb);
disp(x);
disp(fval);
```
3.动态规划模型
动态规划是一种用于解决具有重叠子问题和最优子结构特性的问题的方法。在Matlab中,我们可以使用动态规划工具箱(dpkit)求解动态规划问题。下面是一个实例:
```matlab
dpkit("Example1"); % 调用dpkit求解Example1问题
```
4.排队论模型
排队论是研究等待服务和排队现象的一种数学方法。在Matlab中,我们
可以使用qtdeval函数求解排队论问题。下面是一个实例:
```matlab
= 5; % 服务窗口数量
L = 10; % 顾客到达间隔时间
W = 4; % 服务时间
T = 20; % 总时间
[Q, W] = qtdeval(N, L, W, T);
plot(Q);
xlabel("时间(分钟)");
ylabel("队列长度");
title("服务窗口数量为5, 到达间隔时间为10, 服务时间为4, 总时间为20的情况");
```
5.图论模型
图论是研究图的性质及其应用的一门学科。在Matlab中,我们可以使用graph函数创建图,并使用相应的图论函数求解图论问题。
matlab数学建模程序代码 摘要: 1.MATLAB 简介 2.MATLAB 数学建模应用领域 3.MATLAB 数学建模程序代码实例 4.总结 正文: 一、MATLAB 简介 MATLAB(Matrix Laboratory)是一款广泛应用于科学计算、数据分析和可视化的软件,尤其擅长矩阵运算。自1984 年问世以来,MATLAB 已经成为了全球数百万工程师、科学家和研究人员的得力工具。MATLAB 具有丰富的函数库和强大的编程能力,为用户提供了从数据获取、数据处理、数据分析到结果可视化等一站式解决方案。 二、MATLAB 数学建模应用领域 MATLAB 在数学建模领域的应用非常广泛,涵盖了诸如优化、控制、信号处理、图像处理、概率论和统计等众多学科。以下是一些典型的应用场景: 1.优化问题求解:线性规划、整数规划、非线性规划等。 2.控制系统设计:线性时不变系统、线性时变系统、非线性系统等。 3.信号处理:滤波、信号生成、频域分析等。 4.图像处理:图像增强、图像分割、特征提取等。 5.概率论与统计:概率分布计算、假设检验、回归分析等。 三、MATLAB 数学建模程序代码实例
下面以一个简单的线性规划问题为例,展示如何使用MATLAB 进行数学建模。 问题描述:给定如下线性规划问题: ``` maximize: c" * x subject to: A * x <= b and x >= 0 ``` 其中,c"表示目标函数的系数向量,A 表示不等式约束矩阵,b 表示不等式约束向量,x 表示决策变量向量。 MATLAB 代码如下: ```matlab % 定义参数 c = [1, 2, 3]; % 目标函数系数向量 A = [1, 0; 0, 2; 0, 1]; % 不等式约束矩阵 b = [2; 4; 1]; % 不等式约束向量 x = linprog(c, [], [], A, b); % 求解线性规划问题 disp(x); % 输出最优解 ``` 运行上述代码,可以得到最优解x = [1.5; 2.5; 1]。 四、总结 MATLAB 凭借其强大的功能和便捷的操作,在数学建模领域具有广泛的应用。通过实例演示,我们可以看到MATLAB 在解决实际问题中的优势。
Matlab实验作业及答案 作业1:建立函数M文件 2.建立下面函数的M文件,并求f(x)值. (1)f(x)=log(x1+x22),x=(1,2) (2)f(x)=sin(x2)+exp(2x3),x=2 (1) function f = fun1(x1,x2) f = log(x1 +x2^2); end (2) function f = fun2( x) f = sin(x^2) + exp(2*x^3); end 3.试编写同时求sin(x),cos(x),exp(x),abs(x)的M函数文件. function f = fun3(x) f = [sin(x) cos(x) exp(x) abs(x)]; end 4.建立符号函数的M文件:当输入的变量为负数时,返回值-1;当输入的变量为正数时,返回值1;而输入0时,返回值0. function f = fun4(x) if x>0
f = 1; else if x == 0 f = 0; else f = -1; end end end 5.建立函数 的M 文件。 function f = fun5(x) if x>0 f = exp(x-1); else f = x^2; end end 6.通过帮助系统查询roots,poly,polyval,poly2str 的用法,用这些命令解下面的问题: 已知一多项式的零点为{-1,1,2,3},写出该多项式,并且计算多项式在点x=2.5处的值。 root = [-1 1 2 3]; p = poly(root); x = 2.5; a = polyval(p,x); eig(a) 计算多项式y=x 3-3x+2的零点 P = [1 0 -3 2];a = company(p); eig(a) 7.查询sum,length 的用法,建立一个求向量的平均值的M 文件 a = [1 2 3 4]; b = sum(a); ⎪⎩⎪⎨⎧≤>=-0,0,21x x x e f x
matlab数学建模常用模型及编程 摘要: 一、引言 二、MATLAB 数学建模的基本概念 1.矩阵的转置 2.矩阵的旋转 3.矩阵的左右翻转 4.矩阵的上下翻转 5.矩阵的逆 三、MATLAB 数学建模的常用函数 1.绘图函数 2.坐标轴边界 3.沿曲线绘制误差条 4.在图形窗口中保留当前图形 5.创建线条对象 四、MATLAB 数学建模的实例 1.牛顿第二定律 2.第一级火箭模型 五、结论 正文: 一、引言
数学建模是一种将现实世界中的问题抽象成数学问题,然后通过数学方法来求解的过程。在数学建模中,MATLAB 作为一种强大的数学软件,被广泛应用于各种数学问题的求解和模拟。本文将介绍MATLAB 数学建模中的常用模型及编程方法。 二、MATLAB 数学建模的基本概念 在使用MATLAB 进行数学建模之前,我们需要了解一些基本的概念,如矩阵的转置、旋转、左右翻转、上下翻转以及矩阵的逆等。 1.矩阵的转置 矩阵的转置是指将矩阵的一行和一列互换,得到一个新的矩阵。矩阵的转置运算符是单撇号(’)。 2.矩阵的旋转 利用函数rot90(a,k) 将矩阵a 旋转90 的k 倍,当k 为1 时可省略。 3.矩阵的左右翻转 对矩阵实施左右翻转是将原矩阵的第一列和最后一列调换,第二列和倒数第二列调换,依次类推。matlab 对矩阵a 实施左右翻转的函数是fliplr(a)。 4.矩阵的上下翻转 matlab 对矩阵a 实施上下翻转的函数是flipud(a)。 5.矩阵的逆 对于一个方阵a,如果存在一个与其同阶的方阵b,使得: a·bb·a=|a|·|b|·I,则称矩阵b 是矩阵a 的逆矩阵。其中,|a|表示矩阵a 的行列式,I 是单位矩阵。在MATLAB 中,我们可以使用函数inv(a) 来求解矩阵
数学建模2020c题matlab源程序 【实用版】 目录 一、数学建模 2020c 题概述 二、Matlab 在数学建模中的应用 三、2020c 题的 Matlab 源程序解析 四、总结 正文 一、数学建模 2020c 题概述 数学建模是一种重要的科学研究方法,它通过建立数学模型来描述和研究现实世界中的问题。在数学建模中,选择合适的数学方法和工具至关重要,其中 Matlab 作为一种广泛应用的数学软件,具有强大的数值计算和数据分析功能,为数学建模提供了极大的便利。 二、Matlab 在数学建模中的应用 Matlab 在数学建模中的应用非常广泛,它不仅可以用于数学计算、数据分析、绘图等基础操作,还可以进行复杂的数学建模和仿真。例如,在解决微分方程、线性规划、非线性规划等问题时,Matlab 可以提供便捷的工具箱和函数,帮助用户快速地建立和求解数学模型。 三、2020c 题的 Matlab 源程序解析 2020c 题是一道典型的数学建模题目,它涉及到了复杂的数学模型和计算过程。通过 Matlab,我们可以方便地实现该题的数学模型,并进行求解。 该题的 Matlab 源程序主要包括以下几个部分: 1.数据导入:首先,需要将题目中给出的数据导入到 Matlab 中,以
便进行后续的计算和分析。 2.数学模型建立:根据题目中的描述,建立相应的数学模型,包括微分方程、线性规划等。 3.数值计算:利用 Matlab 的数值计算功能,求解建立的数学模型,得到结果。 4.结果分析:对求解结果进行分析,得出相应的结论。 四、总结 总的来说,Matlab 在数学建模中具有非常重要的作用,它为数学建模提供了强大的工具和方法。
数学建模MATLAB程序汇总 数学建模是一个重要的研究领域,它将实际问题抽象为数学模型,并 利用数学工具进行建模与求解。MATLAB作为一种强大的数值计算软件, 广泛应用于数学建模过程中。 本文将详细介绍数学建模中常见的MATLAB程序,并进行简要的解释。 1. 线性规划:线性规划是指在给定约束条件下,求解线性目标函数 的最优解。MATLAB提供了一系列的线性规划工具箱函数,如“linprog” 和“optisage”。 2. 整数规划:整数规划是线性规划的扩展,要求变量的取值只能是 整数。MATLAB中的“intlinprog”函数可以用于求解整数规划问题。 3. 非线性规划:非线性规划是指目标函数或约束条件中存在非线性 项的数学规划问题。MATLAB提供了多种求解非线性规划问题的函数,如“fmincon”和“lsqnonlin”。 4. 最优化理论:最优化理论研究如何在给定条件下求解最优解的方 法和理论。包括一维、梯度下降法、共轭梯度法等。MATLAB提供了各种 最优化算法的函数,如“fminsearch”和“fminunc”。 5. 插值与拟合:插值与拟合是数学建模中常用的数据处理方法,用 于预测和估计数据的未知部分。MATLAB中的“interp1”函数可用于进行 一维数据的插值,而“polyfit”函数则可用于进行多项式拟合。 6. 微分方程:微分方程是数学建模中重要的数学工具,描述了物理、工程、经济等领域中许多现象和过程。MATLAB提供了一系列的微分方程 求解函数,如“ode45”和“ode15s”。
7. 图论分析:图论分析用于研究图和网络结构的相关问题。MATLAB 提供了用于绘制和分析图的函数,如“graph”和“plot”函数。 8. 数据分析与统计:数据分析与统计是数学建模中不可或缺的一部分,它涉及到数据的收集、整理、分析和解释。MATLAB提供了各种用于数据分析和统计的函数,如“mean”、”std”和“corrcoef”。 9. 图像处理与计算机视觉:图像处理与计算机视觉是数学建模在计算机领域的应用。MATLAB提供了一系列的图像处理和计算机视觉函数,如“imread”、”imfilter”和“imresize”。 10.优化工具箱:MATLAB的优化工具箱集成了多种常用的优化算法和工具。这些工具箱包括全局优化工具箱、多目标优化工具箱、进化算法工具箱等。它们可以帮助研究人员解决各种优化问题。
问题:谋农场饲养的某种动物所能达到的最大年龄为15岁,将其分为三个年龄组:第一组0~5岁;第二组6~10岁;第三组11~15岁。动物从第二个年龄组开始繁殖后代,第二个年龄组的动物在其年龄段平均繁殖4个后代,第三个年龄组的动物在其年龄段平均繁殖3个后代。第一年龄组和第二年龄组的动物能顺利进入下一个年龄组的存活率分别为0.5和0.25。假设农场现有三个年龄段的动物各有1000头。 (1 500 250 125 14375 1375 875 x4= 1.0e+003*