1.已知a1=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7)+sym(pi/3)))產生精准符號數字,請回答:以下產生的各種符號數哪些是精准的?若不精准,誤差又是多少?能說出產生誤差的原因嗎?
a2=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7))*exp(sym(pi/3)))
a3=sin(sym('pi/4')+exp(sym('0.7'))*exp(sym('pi/3')))
a4=sin(sym('pi/4')+exp(sym('0.7+pi/3')))
a5=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7+pi/3)))
a6=sin(sym(pi/4)+sym(exp(0.7+pi/3)))
a7=sin(sym(pi/4+exp(0.7+pi/3)))
a8=sym(sin(pi/4+exp(0.7+pi/3)))
(提示:可用vpa觀察誤差;注意數位的設置)。
解答:
這里首先介紹一個函數vpa:

1 %{ 2 一、要修改運算的精度,需要digits()函數和vpa()函數同時執行,單獨使用digits函數不會改變運算精度! 3 二、vpa()函數對函數內部的變量運算過程不修改精度 4 %} 5 clear,clc; 6 format long; 7 %digits(m) ,這里設置的vpa會使用digits設定的精度位數m 8 digits(2),vpa(pi),vpa(2*pi) 9 10 %vpa(pi,n) n>=m才可以 11 vpa(pi,30)
執行結果為:
這里面說明了vpa()函數的用法,本次實驗保留位數為30.
接着介紹一個函數sym.
S = sym(A)將非符號對象(如,數字,表達式,變量等)A轉換為符號對象,並存儲在符號變量S中. 但是需要注意的一點是:如果A是整數,那么sym('A')和sym(A)沒有任何區別,但是如果不是整數,結果可能不一樣:前者以字符串的形式傳給符號運算內核,可以保留完整的精度;而后者經過浮點數運算之后再轉換為符號類型,存在精度損失。
測試代碼如下:

1 %整數 2 sym('3')==sym(3) 3 4 %非整數,前者以字符串的形式傳給符號運算內核,可以保留完整的精度; 5 %而后者經過浮點數運算之后再轉換為符號類型,存在精度損失。 6 sym('sqrt(2)-1')-sym(sqrt(2)-1)
測試結果如下:
本題測試代碼如下:

1 clear,clc; 2 format long; 3 digits(2); 4 5 a1=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7)+sym(pi/3))); 6 a2=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7))*exp(sym(pi/3))); 7 a3=sin(sym('pi/4')+exp(sym('0.7'))*exp(sym('pi/3'))); 8 a4=sin(sym('pi/4')+exp(sym('0.7+pi/3'))); 9 a5=sin(sym(pi/4)+exp(sym(0.7+pi/3))); 10 a6=sin(sym(pi/4)+sym(exp(0.7+pi/3))); 11 a7=sin(sym(pi/4+exp(0.7+pi/3))); 12 a8=sym(sin(pi/4+exp(0.7+pi/3))); 13 14 %vpa(a1,30) 15 da2 = vpa(a1-a2,30) 16 da3 = vpa(a1-a3,30) 17 da4 = vpa(a1-a4,30) 18 da5 = vpa(a1-a5,30) 19 da6 = vpa(a1-a6,30) 20 da7 = vpa(a1-a7,30) 21 da8 = vpa(a1-a8,30)
執行結果如下:da2 =0.0 da3 =0.000000000526537778494579980984266569899 da4 =0.0000000000162197098301695333225327542401
da5=0.000000000000000887482271695958461952368291362 da6=0.00000000000000148912212817656334175587101055
da7=0.00000000000000151885559392782263589719125845 da8=0.00000000000000151859755909122793880745885451
到這里可以看出除了第一個測試語句與標准語句結果相同外,其余皆有誤差。誤差原因:從結果可以看出sym(A)與sym('A')的誤差差別對結果帶來的影響。
2. 請讀者先運行以下指令
a=0;b=pi;
t1=a:pi/9:pi;
t2=linspace(a,b,10);
T=t1*t2';
F=find(T<0);
然后,請回答變量a、t1、T、F的維度、規模、長度分別是多少?t1完全等於t2嗎?為什么?
a是單變量 ,t1是1*10的向量,T是單變量([1][10] * [10]*[1] -->[1]*[1]),F=0.
t1完全等於t2,因為t1是從0開始到pi,間隔為pi/9的序列,共10個數;而t2是0到pi之間的等間隔的十個數。
3. 對於指令A=reshape(1:18,3,6)產生的數組
A =
1 4 7 10 13 16
2 5 8 11 14 17
3 6 9 12 15 18
先請你用一條指令,使A數組中取值為2、4、8、16的元素都被重新賦值為NaN。然后,再請你用一條指令,把A數組的第4、5兩列元素都被重新賦值為Inf。
A([2 4 8 16])=NaN
A([10 11 12 13 14 15])=Inf
執行結果如下圖: