腦動力

前言

　　數(shù)學(xué)仿真軟件MATLAB在20世紀(jì)80年代誕生之時，便以其獨(dú)特的風(fēng)格引起業(yè)界的注意。時至今日，經(jīng)過30多年的發(fā)展，MATLAB贏得了越來越多的認(rèn)可，并已深入到眾多學(xué)科中，在各大公司、科研機(jī)構(gòu)和大中專院校得到了普及和廣泛應(yīng)用。本書以MATLABR2010b為藍(lán)本，介紹MATLAB部分常見函數(shù)的功能和調(diào)用格式?！　”緯奶攸c(diǎn)　　與MATLAB有關(guān)的任何數(shù)值運(yùn)算或建模仿真都離不開函數(shù)。本書介紹了近450個函數(shù)，旨在通過對MATLAB函數(shù)的講解，使各行各業(yè)的用戶能夠有效地使用MATLAB進(jìn)行學(xué)習(xí)和工作。本書的主要特點(diǎn)如下：　　函數(shù)全面，內(nèi)容翔實(shí)。本書講解了近450個函數(shù)，覆蓋了MATLAB的各個常用領(lǐng)域，大部分函數(shù)均有實(shí)例和分析?！　》诸惽逦?，易于查詢。本書的目錄將函數(shù)按功能分類，另外，在書的末尾又將函數(shù)按首字母進(jìn)行分類排序，使讀者可以像查字典一樣定位函數(shù)。　　通用性與專業(yè)性相結(jié)合。本書介紹的函數(shù)，既有諸如sum（求和）、rand（產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)）這樣通用性比較強(qiáng)、各行各業(yè)都可能使用的函數(shù)，也有諸如chirp（產(chǎn)生掃頻信號）、taylor（泰勒展開）這樣專業(yè)性比較強(qiáng)的函數(shù)，意在使本書能夠適應(yīng)不同用戶群的需要?！　±碚撝v解與實(shí)例分析相結(jié)合。理論講解內(nèi)容全面但不夠生動，實(shí)例分析能使用戶印象深刻，但全面性尚有不足。本書將兩者有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)例分析與理論講解并重，使函數(shù)更易掌握?！　∽⒅鼗A(chǔ)，由淺入深。第1章和第2章介紹MATLAB軟件，以及MATLAB語言的基礎(chǔ)知識，使用戶能夠大致掌握MATLAB語言的語法規(guī)則，第3~12章介紹各類函數(shù)。本書由淺入深，使知識呈現(xiàn)自然的難度梯度，更符合學(xué)習(xí)規(guī)律?！　”嫖雠c注意。本書對于部分功能相近的函數(shù)，增加了一個辨析與注意的部分，提醒讀者注意它們的區(qū)別?！　”緯闹饕獌?nèi)容　　第1章的內(nèi)容主要是MATLAB軟件的基本介紹。首先介紹了MATLAB的功能及優(yōu)缺點(diǎn)，隨后從版本沿革、安裝、集成環(huán)境、幫助系統(tǒng)等方面使讀者對MATLAB有立體的了解?！　〉?章介紹了MATLAB的數(shù)據(jù)類型、流程控制、運(yùn)算符等內(nèi)容，又講解了M文件和MATLAB中常用的文件輸入/輸出方法?！　〉?章和第4章介紹矩陣的生成和運(yùn)算。主要介紹了基本的矩陣生成和運(yùn)算函數(shù)，第4章介紹一些較復(fù)雜的矩陣生成函數(shù)和稀疏矩陣的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)化函數(shù)?！　〉?章介紹數(shù)學(xué)函數(shù)。主要介紹了三角函數(shù)、取整函數(shù)、指數(shù)和對數(shù)函數(shù)，以及與復(fù)數(shù)有關(guān)的函數(shù)等基本數(shù)學(xué)函數(shù)。此外，還介紹了求最值、平均值、連乘等數(shù)據(jù)分析函數(shù)。　　第6章介紹插值和數(shù)值微積分函數(shù)。在工程實(shí)踐中，往往只能獲得有限的觀測點(diǎn)，在觀測點(diǎn)以外，可以用插值和擬合的方法進(jìn)行逼近。微分和積分是最基本的高等數(shù)學(xué)數(shù)值計(jì)算方法?！　〉?章介紹繪圖與圖形處理。MATLAB有強(qiáng)大的圖形能力，這一章從二維圖形、特殊坐標(biāo)圖形、三維圖形、圖形圖像等方面介紹MATLAB中的繪圖方法?！　〉?章介紹GUI程序設(shè)計(jì)。主要介紹GUIDE工具的使用和基本的GUI設(shè)計(jì)函數(shù)，以及MATLAB的預(yù)定義對話框的使用?！　〉?章介紹符號運(yùn)算。這一章從算術(shù)符號運(yùn)算、符號積分變換和其他符號運(yùn)算函數(shù)三方面進(jìn)行講解?！　〉?0章介紹概率統(tǒng)計(jì)函數(shù)。本章是全書內(nèi)容最多的一章，從隨機(jī)數(shù)生成、隨機(jī)變量的累積分布和逆累積分布、隨機(jī)變量的數(shù)字特征、參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)和圖形繪制6個方面來介紹。　　第11章介紹Simulink仿真。Simulink以可視化操作為主，本章從建模命令和仿真命令兩方面介紹Simulink命令，基本上涵蓋了MATLAB中與Simulink有關(guān)的函數(shù)?！　〉?2章介紹與信號處理有關(guān)的函數(shù)。MATLAB有專門的信號處理工具箱，用于數(shù)字信號處理。本章從信號的產(chǎn)生、信號的時頻分析、濾波器設(shè)計(jì)3個方面介紹信號處理函數(shù)?！　∵m合閱讀本書的讀者　　MATLAB初學(xué)者?！　〈蟆⒅袑Ｔ盒５膶W(xué)生?！　」こ萄邪l(fā)人員?！　【幷?/pre>


內(nèi)容概要
　　美國MathWorks公司推出的MATLAB（Matrix
Laboratory）與Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件，是世界領(lǐng)先的理論和工程仿真軟件之一。數(shù)量眾多的函數(shù)在MATLAB中占據(jù)非常重要的地位，不學(xué)會使用函數(shù)，就無法有效地使用MATLAB進(jìn)行計(jì)算與仿真?！赌X動力：MATLAB函數(shù)功能速查效率手冊》較全面地介紹了MATLAB函數(shù)，涵蓋了矩陣的生成和基本運(yùn)算、矩陣運(yùn)算進(jìn)階、數(shù)學(xué)函數(shù)、插值與數(shù)值微積分函數(shù)、繪圖與圖形處理、GUI程序設(shè)計(jì)、符號運(yùn)算函數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、Simulink仿真及信號處理等方面的內(nèi)容。
　　《腦動力：MATLAB函數(shù)功能速查效率手冊》注重基礎(chǔ)，在講解函數(shù)前簡要介紹MATLAB的基礎(chǔ)知識，使不熟悉MATLAB的用戶可以初步掌握MATLAB語言的特點(diǎn)。本書的另一個突出特點(diǎn)是實(shí)用性，本書的函數(shù)較為全面，并挑選了各類函數(shù)中使用頻率較高的部分加以講解，大部分函數(shù)都附有實(shí)例和分析。



書籍目錄
第1章 初識MATLAB
　1.1 MATLAB簡介和使用
　　1.1.1 MATLAB的功能和優(yōu)缺點(diǎn)
　　1.1.2 MATLAB產(chǎn)品系列和版本介紹
　　1.1.3 MATLAB的安裝
　　1.1.4 MATLAB集成開發(fā)環(huán)境
　　1.1.5 搜索路徑設(shè)定
　1.2 MATLAB幫助和演示系統(tǒng)
　　1.2.1 聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)
　　1.2.2 命令窗口查詢幫助系統(tǒng)
　　1.2.3 聯(lián)機(jī)演示系統(tǒng)
第2章 MATLAB基礎(chǔ)知識
　2.1 MATLAB語言基礎(chǔ)
　　2.1.1 MATLAB的數(shù)據(jù)類型
　　2.1.2 變量與數(shù)組
　　2.1.3 預(yù)定義變量
　　2.1.4 MATLAB運(yùn)算符
　　2.1.5 流程控制語句
　　2.1.6 常用命令
　2.2 M文件
　　2.2.1 M腳本文件
　　2.2.2 M函數(shù)文件
　2.3 文件輸入/輸出（I/O）
　　2.3.1 load/save
　　2.3.2 dlmread/dlmwrite
　　2.3.3 imread/imwrite
第3章 矩陣的生成和基本運(yùn)算
　3.1 常用矩陣生成
　　3.1.1 zeros--創(chuàng)建零矩陣
　　3.1.2 eye--創(chuàng)建單位矩陣
　　3.1.3 magic--創(chuàng)建魔方矩陣
　　3.1.4 ones--創(chuàng)建全1矩陣
　　3.1.5 linspace--創(chuàng)建線性等分向量
　　3.1.6 logspace--創(chuàng)建對數(shù)等分向量
　　3.1.7 rand--創(chuàng)建均勻分布隨機(jī)矩陣
　　3.1.8 randn--創(chuàng)建正態(tài)分布隨機(jī)矩陣
　　3.1.9 randperm--生成隨機(jī)整數(shù)排列
　　3.1.10 cat--創(chuàng)建多維數(shù)組
　　3.1.11 hilb--生成Hilbert（希爾伯特）矩陣
　　3.1.12 invhilb--生成逆希爾伯特矩陣
　　3.1.13 pascal--生成Pascal矩陣
　　3.1.14 toeplitz--生成托普利茲矩陣
　　3.1.15 compan--生成友矩陣
　　3.1.16 hankel--生成Hankel矩陣
　　3.1.17 blkdiag--生成以輸入元素為對角線元素的矩陣
　　3.1.18 wilkinson--生成Wilkinson特征值測試矩陣
　　3.1.19 spaugment--生成最小二乘增廣矩陣
　3.2 矩陣基本運(yùn)算
　　3.2.1 矩陣運(yùn)算基礎(chǔ)
　　3.2.2 dot--向量或矩陣的點(diǎn)乘
　　3.2.3 cross--向量或矩陣的叉乘
　　3.2.4 rank--求矩陣的秩
　　3.2.5 det--求矩陣的行列式
　　3.2.6 inv--求矩陣的逆
　　3.2.7 pinv--求矩陣的偽逆矩陣
　　3.2.8 trace--求矩陣的跡
　　3.2.9 norm--求矩陣和向量的范數(shù)
　　3.2.10 conv--向量的卷積和多項(xiàng)式乘法
　　3.2.11 deconv--反褶積和多項(xiàng)式除法
　　3.2.12 kron--張量積
　　3.2.13 intersect--求兩個集合的交集
　　3.2.14 ismember--檢測集合中的元素
　　3.2.15 setdiff--求兩個集合的差
　　3.2.16 setxor--求兩個集合交集的非（異或）
　　3.2.17 union--求集合的并集
　　3.2.18 unique--求集合的單值元素
　　3.2.19 diag--創(chuàng)建對角矩陣
　　3.2.20 tril--下三角矩陣的抽取
　　3.2.21 triu--上三角矩陣的抽取
　　3.2.22 reshape--矩陣變維
　　3.2.23 repmat--矩陣的復(fù)制和平鋪
　　3.2.24 rot90--矩陣旋轉(zhuǎn)
　　3.2.25 fliplr--矩陣左右翻轉(zhuǎn)
　　3.2.26 flipud--矩陣上下翻轉(zhuǎn)
　　3.2.27 flipdim--按指定維數(shù)翻轉(zhuǎn)矩陣
　　3.2.28 expm--矩陣的指數(shù)函數(shù)
　　3.2.29 logm--求矩陣的對數(shù)
　　3.2.30 funm--矩陣的函數(shù)運(yùn)算
　　3.2.31 sqrtm--矩陣的平方根
　　3.2.32 cond--求矩陣的條件數(shù)
　　3.2.33 condest--1-范數(shù)的條件數(shù)估計(jì)
　　3.2.34 normest--2-范數(shù)的條件數(shù)估計(jì)
　　3.2.35 rcond--矩陣可逆的條件數(shù)估值
　　3.2.36 condeig--特征值的條件數(shù)
　　3.2.37 rat/rats--用有理數(shù)形式表示矩陣
　　3.2.38 sym--數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)為符號矩陣
　　3.2.39 factor--符號矩陣的因式分解
　　3.2.40 expand--符號矩陣的展開
　　3.2.41 numel--矩陣的元素個數(shù)
　　3.2.42 cdf2rdf--復(fù)對角矩陣轉(zhuǎn)化為實(shí)對角矩陣
　　3.2.43 orth--將矩陣正交規(guī)范化
　　3.2.44 rref--計(jì)算行階梯矩陣
第4章 矩陣運(yùn)算進(jìn)階
第5章 數(shù)學(xué)函數(shù)
第6章 插值與數(shù)值微積分函數(shù)
第7章 繪圖與圖形處理
第8章 GUI程序設(shè)計(jì)
第9章 符號運(yùn)算函數(shù)
第10章 概率統(tǒng)計(jì)
第11章 Simulink仿真
第12章 信號處理


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：    MATLAB即矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory），由美國MathWorks公司出品，與Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。面向市場的MATLAB誕生于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過近30年的補(bǔ)充完善及多個版本的升級換代，MATLAB經(jīng)歷了巨大飛躍，成為一個包含眾多工程計(jì)算和仿真功能與工具的龐大系統(tǒng)，在理論研究和工程實(shí)踐中都有著重要地位。本章主要闡述MATLAB軟件的發(fā)展背景和功能特點(diǎn)，并著重介紹MATLAB的集成開發(fā)環(huán)境及搜索路徑的設(shè)定。 1.1 MATLAB簡介和使用 MATLAB是一個集成的開發(fā)環(huán)境，用戶既可以編寫程序，也可以實(shí)現(xiàn)圖形繪制、文件管理、仿真調(diào)試等功能。隨著版本的演化，其功能也日趨完善和全面。因此有必要簡要介紹MATLAB的發(fā)展歷程和編程環(huán)境。 1.1.1 MATLAB的功能和優(yōu)缺點(diǎn) MATLAB是一個功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件，MATLAB產(chǎn)品主要包括MATLAB與Simulink，MATLAB中有豐富的預(yù)定義函數(shù)和工具箱，可以用于數(shù)值分析、數(shù)值和符號計(jì)算、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號處理、通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)、財(cái)務(wù)與金融分析等多個領(lǐng)域的分析與計(jì)算工作。 MATlLAB語言接近自然語言，簡單易學(xué)，已成為科研和工程人員的必學(xué)軟件。與其他計(jì)算機(jī)高級語言相比，MATLAB有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。 1.簡單易用 MATLAB是解釋性語言，書寫形式自由，變量不用定義即可直接使用。用戶可以在命令窗口中輸入命令直接計(jì)算表達(dá)式的值，也可以執(zhí)行預(yù)先在M文件中寫好的大型程序。MATLAB允許用戶以數(shù)學(xué)形式的語言描述表達(dá)式，是一種類似“演算紙”的語言。它是用C語言開發(fā)的，流程控制語句幾乎與C語言一致，有一定編程基礎(chǔ)的人員掌握起來更為容易。 2.平臺可移植性強(qiáng) 解釋型語言的平臺兼容性一般要強(qiáng)于編譯型語言。MATLAB擁有大量的平臺獨(dú)立措施，支持Windows 98／2000／NT和許多版本的UNIX系統(tǒng)。用戶在一個平臺上編寫的代碼不需修改就可以在另一個平臺上運(yùn)行，為研究人員節(jié)省了大量的時間成本。 3.豐富的預(yù)定義函數(shù) MATLAB提供了極為龐大的預(yù)定義函數(shù)庫，提供了許多打包好的基本工程問題的函數(shù)，如求解微分方程、求矩陣的行列式、求樣本方差等，都可以直接調(diào)用預(yù)定義函數(shù)完成。另外，MATLAB提供了許多專用的工具箱，以解決特定領(lǐng)域的復(fù)雜問題。所謂工具箱，是指一些編寫好的函數(shù)，只要將函數(shù)路徑設(shè)為MATLAB搜索路徑，用戶就可以通過函數(shù)名直接調(diào)用該函數(shù)。系統(tǒng)提供了信號處理工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、圖像處理工具箱等一系列解決專業(yè)問題的工具箱。用戶也可以自行編寫自定義的函數(shù)，將其作為自定義的工具箱。 4.以矩陣為基礎(chǔ)的運(yùn)算 MATLAB被稱為矩陣實(shí)驗(yàn)室，其運(yùn)算是以矩陣為基礎(chǔ)的，如標(biāo)量常數(shù)可以被認(rèn)為是1×1矩陣，用戶不需要為矩陣的輸入、輸出和顯示編寫一個關(guān)于矩陣的子函數(shù)。以矩陣為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的機(jī)制減少了大量編程時間，將煩瑣的工作交給系統(tǒng)來完成，使用戶可以將精力集中于所需解決的實(shí)際問題。 5.強(qiáng)大的圖形界面 MATLAB具有強(qiáng)大的圖形處理能力，帶有很多繪圖和圖形設(shè)置的預(yù)定義函數(shù)，可以用區(qū)區(qū)幾行代碼繪制復(fù)雜的二維和多維圖形。MATLAB的GUIDE則允許用戶編寫完整的圖形界面程序，在GUIDE環(huán)境中用戶可以使用菜單欄、工具欄及圖形界面所需的各種控件。 6.與其他語言有良好的對接性 MATLAB與其他編程語言如FORTRAN、C、BASIC等都可以實(shí)現(xiàn)方便的對接。例如，用戶可以選擇用C語言與MATLAB進(jìn)行混合編程，對性能要求較高的部分用C語言來編寫。也可以用一定手段在其他語言中調(diào)用’MATLAB庫函數(shù)，充分利用MATLAB矩陣運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)。 MATLAB的主要缺點(diǎn)是執(zhí)行速度比其他高級語言要慢，這主要是因?yàn)镸ATLAB是解釋型語言，沒有經(jīng)過編譯產(chǎn)生可執(zhí)行文件。有利必有弊，這恐怕是解釋型語言方便易用所必然付出的代價。隨著計(jì)算機(jī)性能的逐漸提高，這個缺點(diǎn)正在逐步弱化。另外，盡量少用循環(huán)，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向量化、矩陣化，盡量使用MATLAB預(yù)定義的函數(shù)，有助于提高M(jìn)ATLAB程序的性能。對于性能要求特別高的部分，可以考慮使用C語言等其他高級語言進(jìn)行混合編程實(shí)現(xiàn)。




編輯推薦
《腦動力:MATLAB函數(shù)功能速查效率手冊》既適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，也適合有一定編程經(jīng)驗(yàn)的用戶作為查閱MATLAB函數(shù)的參考書。





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