Laboration: Grunderna i Matlab

Transkript

1 Laboration: Grunderna i Matlab Att arbeta i kommandofönstret och enkel grafik Den här delen av laborationen handlar om hur man arbetar med kommandon direkt i Matlabs kommandofönster. Det kan liknas vid att använda Matlab som en mycket avancerad miniräknare, med kommandon för både beräkningar och grafik. Att göra Att befinna sig i rätt mapp (katalog) 1. Starta Matlab genom att dubbelklicka på Matlab-ikonen 2. När Matlabfönstret kommer upp ska du börja med att flytta till rätt mapp/katalog. I fönstrets överkant finns en ruta: Klicka på knappen och sök dig fram till din katalog. När du kommit till rätt katalogikon och klickat på den, så ska katalognamnet dyka upp i rutan i sökvägsrutan. Det är ett vanligt misstag att Matlab befinner sig i en mapp och man sparar matlabfiler i en annan. Följden av detta är att Matlab inte hittar filerna. Att söka hjälp 3. Det är omöjligt att komma ihåg Matlabs alla kommandon och hur de används. Lösningen är att man använder Matlabs online-hjälp. I Matlab-fönstrets överkant finns rutan För att få hjälp använder framför allt rutan Search Documentation. Antag t ex att du vill veta hur man gör för att använda exponentialfunktionen e x i Matlab. Prova med att skriva in exponential och se vad som händer. Man får ofta upp en rad möjliga funktioner. Markera den som verkar ge det du vill ha och läs hjälptexten om hur exponentialfunktionen e x ser ut i Matlab och hur det går till att anropa den. Ett annat vanligt sätt att får hjälp är att använda kommandot help eller doc direkt i kommandofönstret. Mer om det nedan.

2 Matlabs olika delfönster Matlabfönstret består av olika delfönster, bl a Command Window (kommandofönstret), Workspace och Command History. Workspace Kommandofönstret Command History History Exakt hur det ser ut och var de olika delfönstren befinner sig kan variera beroende på inställningar. Man kan ändra vilka delfönster som visas och hur Matlab ser ut genom knappen Layout. 5. Se till att delfönstret Command History syns genom att använda Layout. Testa att göra Command History både som pop up och sedan som dockad. 6. Ibland hamnar delfönster av misstag där man inte vill ha dom. Det finns i sådana lägen en möjlighet att ställa om till ursprungsutseendet genom att markera Default under knappen Layout. Testa det! Att arbeta i kommandofönstret Först ska vi titta på kommandofönstret. När man skriver in Matlabkommandon där, så utförs de omedelbart. Om man skriver in ett aritmetiskt uttryck och trycker på Enter -tangenten (Return), så får man direkt se resultatet. 7. Beräkna nu e 2 3sin(0.8) genom att i kommandofönstret skriva exp(2)*sqrt(3)*sin(0.8). Observera att du måste skriva ut tecknet för multiplikation och att decimalpunkt används

3 (och inte decimalkomma). 8. Resultatet av beräkningen ovan hamnade automatiskt i variabeln ans (som står för answer ). Beräkna nu kvadratroten av 2, sqrt(2). Notera att nu hamnade det resultatet i ans. I och med detta försvann det tidigare värde som var lagrat i ans. 9. I punkt 3 ovan sökte vi hjälp via Search Documentation. Ett alternativt och vanligt sätt att får hjälp är att använda kommandot help eller doc direkt i kommandofönstret. Testa att skriva help exp och doc exp Du får nu upp samma hjälptexter som tidigare (på två lite olika sätt). 10. I Matlab är likhetstecknet, = tilldelningsoperator. För att beräkna värdet e 2 3sin(0.8) och spara resultatet i variabeln z ska du skriva z = exp(2)*sqrt(3)*sin(0.8) Man säger då att z tilldelas det värde som beräknas i högerledet. 11. Likhetstecknet = i Matlab står alltså inte för likhet, utan för tilldelning. För likhet, som är en test om något (t ex två tal) är lika, används istället en annan operator i Matlab, nämligen = =. Skriv i Matlabs kommandofönster: a = 1 b = 3 c = a a == b a == c De första tre raderna är tilldelningar, dvs variablerna a, b och c tilldelas värden. Men vad innebär rad fyra och fem? Försök tolka resultaten. Delfönstren Workspace och Command History 12. Titta på delfönstret Workspace. Där syns de variabler som du har skapat hittills under Matlab-sessionen. Ge i kommandofönstret kommandot clear z. Vad händer? Ge i kommandofönstret kommandot clear eller clear all. Vad händer? 13. Titta på delfönstret Command History. Där syns de kommandon som du gett. Du kan återskapa ett kommando genom att dubbelklicka på kommandot i Command History. Använd den metoden för att upprepa den beräkning där z tilldelades ett värde. Notera också att z då kommer att synas i Workspace igen. Du kan också med musen ta tag i ett kommando i Command history och dra det till kommandofönstret. Använd denna metod till att utföra beräkningen av z igen.

4 Kommandon kan också återskapas genom att man låter markören står i kommandofönstret och bläddrar bakåt med uppåtpil-tangenten. Prova den metoden för att återfinna kommandot som beräknade kvadratroten ur 2. Presentation av resultat på skärmen 14. Om man inte vill se resultatet av en beräkning omedelbart, så ska man avsluta kommandot med semikolon. Tilldela nu variabeln y värdet z+5 och avsluta med semikolon. 15. Om du senare vill se y:s värde så kan du helt enkelt på tom kommandorad skriva y och sedan trycka på Enter (Return-tangenten). Gör det. 16. Om man inte har gett någon annan anvisning till Matlab, så visas resultaten med fyra decimaler. Ge kommandot format long. Ge sedan kommandot y igen. Vad händer? Ge kommandot help format eller doc format, så får du mera information om vilka alternativ som finns för hur Matlab kan presentera resultat. Undersök på egen hand några olika format. Observera att de olika sätten att presentera resultat påverkar inte hur noggrant resultatet är, utan enbart på vilket sätt det presenteras på skärmen. Grafik och plottning För att rita (=plotta) matematiska funktioner eller annan information utför man i princip tre steg i Matlab Skapa en x-axel, i form av en tabell med x-värden som t ex lagras i variabeln x Skapa motsvarande y-värden, en tabell med y-värden som t ex lagras i variabeln y. Varje x-värde måste ha ett motsvarande y-värde. Plotta (rita) x-värden mot y-värden med kommandot plot(x,y). Om man har andra variabelnamn istället för x och y används dessa även i plot-kommandot. 17. Du ska här plotta den matematiska funktionen f (x) = sin(x) + 2cos(x) på intervallet [-π 2π]. Följ de tre stegen ovan: börja med att skapa en x-axel, dvs en tabell med x-värden från π till 2π. Enklast här är att ge kommandot x = linspace(-pi,2*pi,100); Ge detta kommando i kommandofönstret. Försök förstå hur det fungerar på två sätt: - genom att titta på x (skriv x i kommandofönstret så skrivs x ut), - genom att läsa hjälptexten för kommandot linspace genom att skriva help linspace och sedan genom doc linspace

5 Observera att multiplikation måste sättas ut i Matlab genom att använda *. Observera också att talet π finns inbyggt i Matlab och anges med pi. Nu när x-värden finns ska du skapa motsvarande y-värden. Eftersom funktionen här heter f(x) kan vi kalla y-värdena för fx i Matlab. Kommandot fx = sin(x)+2*cos(x); ger då de värden som behövs. Utför detta kommando. Nu ska det finnas två tabeller av samma längd som finns lagrade i variablerna x och fx. Plotta nu x-värden mot y-värden, dvs x mot fx, genom att ge kommandot plot(x,fx); Ett nytt grafikfönster ska öppnas och funktionen ritas upp. 18. När figuren finns där är det dags att lägga till rubriker, beteckningar på axlarna och liknande. Ge kommandona title( Plot av funktionen f(x)=sin(x)+2cos(x) ); xlabel( x ); ylabel( f(x) ); Titta på vad som händer i figuren när du ger kommandona. 19. När du skapade x-axel användes kommandot x = linspace(-pi,2*pi,100), som betyder från -π till 2π i hundra punkter. Testa t ex x2 = linspace(0,2,5) Verkar betydelsen från 0 till 2 i 5 punkter stämma? 20. En annan variant att skapa tabeller, t ex x-axlar är principen x3 = 0:0.2:5 Testa och försök förstå vad det betyder. Vad skulle hända om man ändrade 0.2 till 0.5?