MATLAB語言基礎(chǔ)與應(yīng)用

前言

MATLAB在數(shù)值計(jì)算、圖形處理、圖形交互界面、圖形仿真、符號(hào)計(jì)算方面都有極強(qiáng)的功能，尤其是處理復(fù)雜數(shù)學(xué)函數(shù)的圖形仿真功能遠(yuǎn)勝過其他數(shù)學(xué)軟件，所以近年來這一強(qiáng)大科學(xué)計(jì)算軟件被廣大科研人員、工程技術(shù)人員所了解、關(guān)注、應(yīng)用、認(rèn)可。MATLAB現(xiàn)已成為自動(dòng)控制專業(yè)、電氣工程專業(yè)、電子信息專業(yè)、物理學(xué)專業(yè)、計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)、金融數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、經(jīng)濟(jì)地理專業(yè)等的必修課，也逐漸成為大學(xué)生開發(fā)仿真軟件的摯愛。MATLAB自身也經(jīng)歷了諸多版本，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到2010a版本。本書基于現(xiàn)在常用版本MATLAB7.1對(duì)其主要內(nèi)容通過實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)闡述。本書特色本書特點(diǎn)是以讓學(xué)生能夠快速接受、易于自學(xué)為最終追求；以培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣、訓(xùn)練激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)為標(biāo)準(zhǔn)；以精練實(shí)例、簡單明了分析、規(guī)范編程為途徑，使MATLAB成為學(xué)生學(xué)習(xí)的工具，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)的樂園。基礎(chǔ)知識(shí)只存骨架，講述實(shí)例注意精、細(xì)，例如，數(shù)值計(jì)算中略去數(shù)學(xué)理論和繁雜的算法，讓MATLAB成為學(xué)生更喜歡的課程。主要有以下特點(diǎn)。1.內(nèi)容主要出自課堂教學(xué)以常用版本MATLAB7.1為平臺(tái)，以課堂講授內(nèi)容為主題，以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題為重點(diǎn)，以解決這些問題為途徑，對(duì)MATLAB語言的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行闡述講解；并以用MATLAB開發(fā)圖形用戶界面軟件，仿真解決微分方程實(shí)例，求解物理、數(shù)學(xué)、電子線路、自動(dòng)控制等具體問題所遇到的麻煩為中心，自己構(gòu)造問題、借鑒他人實(shí)例進(jìn)行分析求解，往往以分析為主，作者希望能給讀者以知其然也能知其所以然的效果。2.課堂實(shí)用性強(qiáng)書中示例和實(shí)例與物理學(xué)、數(shù)學(xué)相關(guān)的較多，與電子信息、自動(dòng)控制、電氣工程相關(guān)的較少，這與作者專業(yè)背景有關(guān)。盡管第一作者自2005年以來，曾給電子信息、自動(dòng)控制、電氣工程專業(yè)本科學(xué)生講授MATLAB近3年余，仍未能對(duì)這些專業(yè)的典型問題進(jìn)行總結(jié)歸納，甚是遺憾。但是就MATLAB語言基礎(chǔ)與應(yīng)用方面講，對(duì)讀者還是或多或少有點(diǎn)幫助?；诋?dāng)前學(xué)生數(shù)學(xué)推導(dǎo)興趣不高的實(shí)際，在本教材中盡量借助MATLAB強(qiáng)大的圖形功能給予描述，有助于學(xué)生對(duì)許多復(fù)雜數(shù)學(xué)表達(dá)形式的動(dòng)力學(xué)模型深入理解，同時(shí)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究這方面問題的興趣也很有幫助。比如，參考文獻(xiàn)中發(fā)表在《臨沂師范學(xué)院學(xué)報(bào)》上的兩篇文章，主要結(jié)果是由學(xué)生模擬仿真的，并且在參加山東省“挑戰(zhàn)杯”中都獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)。本書框架是以學(xué)生提出的問題為知識(shí)框架，將MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)填充，讓其豐滿，成為教材。所以課堂實(shí)用，易于讀者學(xué)習(xí)是本書的一大特點(diǎn)。3.英文解釋為讀者自學(xué)提供方便所有程序解釋語言都有英文解釋，第1章還有中文說明，后面章節(jié)基本全是英文解釋，這為學(xué)生自己讀懂MATLAB自帶程序很有幫助，有利于學(xué)生進(jìn)一步自學(xué)，這也是本書另一個(gè)特點(diǎn)。

內(nèi)容概要

本書首先介紹了MATLAB語言程序設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，并以物理、數(shù)學(xué)、電子信息、自動(dòng)化等領(lǐng)域的問題為載體對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了講解，例如，求解平行六面體體積、求方程特征矩陣特征值、電路問題的求解、稀疏矩陣在物理繪圖上的應(yīng)用、布朗運(yùn)動(dòng)、相干波成像、能流分布、迭代方法求解方程組、數(shù)值微積分問題、數(shù)據(jù)插值、數(shù)值擬合等。本書還講解了繪圖，對(duì)繪圖基本知識(shí)、圖形句柄操作、圖形界面交互開發(fā)等做了比較深入的介紹，并給出一些典型的實(shí)例；同時(shí)還借助實(shí)例介紹了 Simulink仿真和偏微分方程工具箱的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用。    本書可作為物理、數(shù)學(xué)、電子信息、電氣工程、自動(dòng)化等專業(yè)理工科學(xué)生的教材或參考書，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1 MATLAB是什么  1.2 MATLAB啟動(dòng)與退出     1.2.1 MATLAB啟動(dòng)     1.2.2 MATLAB退出  1.3 MATLAB桌面     1.3.1 命令窗口     1.3.2 命令歷史窗口     1.3.3 工作間窗口     1.3.4 當(dāng)前路徑瀏覽器  1.4 MATLAB高級(jí)功能  1.5 幫助系統(tǒng)     1.5.1 Help命令     1.5.2 幫助瀏覽器窗口     1.5.3 在線幫助  小結(jié)  習(xí)題第2章  矩陣、數(shù)組、符號(hào)運(yùn)算  2.1 創(chuàng)建矩陣方法     2.1.1 直接輸入法     2.1.2 矩陣生成命令  2.2 構(gòu)建數(shù)組方法     2.2.1 矩陣生成命令     2.2.2 矢量生成命令  2.3 矩陣數(shù)組的運(yùn)算操作     2.3.1 四則運(yùn)算     2.3.2 初等數(shù)學(xué)運(yùn)算     2.3.3 矩陣運(yùn)算操作函數(shù)  2.4 多項(xiàng)式     2.4.1 多項(xiàng)式表述     2.4.2 多項(xiàng)式操作  2.5 符號(hào)表達(dá)式的生成     2.5.1 創(chuàng)建符號(hào)對(duì)象     2.5.2 操作符號(hào)對(duì)象  2.6 微積分  2.7 求解符號(hào)方程     2.7.1 解代數(shù)方程     2.7.2 解微分方程  2.8 積分變換  2.9 實(shí)例應(yīng)用     2.9.1 解多項(xiàng)式     2.9.2 解線性方程組     2.9.3 求平行六面體體積     2.9.4 特征值與特征向量     2.9.5 多元數(shù)據(jù)     2.9.6 電路問題     2.9.7 稀疏矩陣?yán)L圖  小結(jié)  習(xí)題第3章  編程  3.1 Top-Down設(shè)計(jì)模式  3.2 偽代碼  3.3 順序結(jié)構(gòu)程序  3.4 分支結(jié)構(gòu)程序     3.4.1 關(guān)系與邏輯算符     3.4.2 if 結(jié)構(gòu)     3.4.3 switch 結(jié)構(gòu)     3.4.4 try/catch 結(jié)構(gòu)  3.5 循環(huán)程序     3.5.1 for循環(huán)3.5.2 while循環(huán)  3.6 編寫函數(shù)     3.6.1 MATLAB函數(shù)     3.6.2 MATLAB中變量傳遞     3.6.3 選擇變量相關(guān)函數(shù)     3.6.4 全局變量和永久變量     3.6.5 子函數(shù)與私人函數(shù)  小結(jié)  習(xí)題第4章  繪圖  4.1 二維圖形     4.1.1 plot函數(shù)     4.1.2 plot屬性設(shè)置     4.1.3 二維繪圖的其它函數(shù)     4.1.4 ezplot函數(shù)  4.2 三維圖形     4.2.1 plot3函數(shù)     4.2.2 三維繪圖的常用命令     4.2.3 三維圖形的屬性設(shè)置  4.3 slice和movie函數(shù)     4.3.1 slice     4.3.2 movie  4.4 實(shí)例     4.4.1 布朗運(yùn)動(dòng)     4.4.2 相干波     4.4.3 透視的面     4.4.4 透視圖     4.4.5 能流圖  4.5 通過鼠標(biāo)對(duì)圖形的操作  4.6 圖形句柄     4.6.1 圖形窗口——figure     4.6.2 核心對(duì)象     4.6.3 注釋對(duì)象     4.6.4 總結(jié)  小結(jié)  習(xí)題第5章  圖形用戶界面 (GUI）  5.1 借助函數(shù)guide啟動(dòng)GUI  5.2 創(chuàng)建GUI  5.3 GUI實(shí)例  5.4 MATLAB編譯器     5.4.1 編譯器的安裝與配置     5.4.2 編譯為EXE文件  小結(jié)  習(xí)題第6章  偏微分方程工具箱  6.1 偏微分方程工具箱能求解的問題     6.1.1  偏微分方程工具箱能求解的方程     6.1.2  偏微分方程工具箱能求解微分方程的邊界類型     6.1.3  應(yīng)用領(lǐng)域   6.2 基本實(shí)例     6.2.1  工具欄與菜單欄     6.2.2  基本類型方程解實(shí)例  6.3 解偏微分方程常用函數(shù)  小結(jié)  習(xí)題第7章  Simulink仿真  7.1 啟動(dòng)Simulink  7.2 Simulink模塊庫瀏覽器  7.3 Simulink模型窗口  7.4 Simulink仿真系統(tǒng)屬性設(shè)置     7.4.1 求解器（Solver）屬性設(shè)置     7.4.2 輸入/輸出數(shù)據(jù)（Data Import/Export）屬性設(shè)置  7.5  實(shí)例  小結(jié)  習(xí)題第8章  數(shù)值計(jì)算方法  8.1 線性方程組數(shù)值解法     8.1.1 直接方法     8.1.2 迭代法  8.2 插值與擬合     8.2.1 多項(xiàng)式插值     8.2.2 最小二乘曲線擬合  8.3 積分與微分     8.3.1數(shù)值積分     8.3.2數(shù)值微分  8.4矩陣的特征值與特征向量     8.4.1 特征值函數(shù)     8.4.2 冪法與反冪法     8.4.3 Jacobi方法     8.4.4 QR方法  8.5 常微分方程數(shù)值解法     8.5.1 歐拉方法     8.5.2 Runge-Kutta方法     8.5.3 MATLAB 的相關(guān)函數(shù)       小結(jié)  習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《MATLAB語言基礎(chǔ)與應(yīng)用》：教育部高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)教材,香樟?xí)鴰煜盗?數(shù)學(xué)卷)

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