MATLAB&Excel工程計(jì)算

前言

作者曾給來(lái)自兩個(gè)不同學(xué)院、不同學(xué)科的工程專業(yè)學(xué)生教授工程計(jì)算導(dǎo)論課。本書(shū)就是來(lái)自作者的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，把工程項(xiàng)目中用到的各種計(jì)算工具集成為一本書(shū)，肯定是一個(gè)挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的導(dǎo)論課有很多目的，但通常包括以下幾個(gè)方面：● 介紹過(guò)程計(jì)算的基本原理和算法的設(shè)計(jì)思想?！?介紹高年級(jí)課程以及畢業(yè)后的專業(yè)實(shí)踐中將用到的計(jì)算工具的基本用法。● 為學(xué)生提供解決實(shí)際問(wèn)題所需要的設(shè)計(jì)方法?！?為學(xué)生提供相關(guān)的文字說(shuō)明，幫助他們選擇合適的計(jì)算工具以解決當(dāng)前的工程問(wèn)題?！?向?qū)W生介紹文檔技術(shù)和對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果與實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證?！?通過(guò)向?qū)W生介紹令人感興趣的真實(shí)問(wèn)題和實(shí)際應(yīng)用，從而激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)高年級(jí)課程的興趣。本教程選擇MATLAB和Excel計(jì)算工具包，介紹上述幾個(gè)概念。之所以選擇這兩個(gè)軟件包，原因是：● MATLAB是許多工程問(wèn)題的首選計(jì)算工具?！?MATLAB有一個(gè)重要特性，即它既可以作為導(dǎo)論性的程序設(shè)計(jì)工具，也可以作為高級(jí)的計(jì)算工具。同時(shí)它既可以作為工程專業(yè)學(xué)生首次學(xué)習(xí)程序邏輯結(jié)構(gòu)(循環(huán)和選擇結(jié)構(gòu))的編程語(yǔ)言，它自帶的眾多數(shù)學(xué)工具和分析工具箱也可以用來(lái)解決復(fù)雜的工程問(wèn)題?！?Excel是一個(gè)被廣泛使用的電子表格應(yīng)用程序。幾乎每個(gè)工程專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)期間和職業(yè)生涯中都要用到Excel。Excel內(nèi)置了許多功能強(qiáng)大的函數(shù)，這些函數(shù)可以應(yīng)用于復(fù)雜的工程問(wèn)題?！?由于電子表格的求解方法不同于用程序設(shè)計(jì)工具開(kāi)發(fā)的過(guò)程求解方法(如MATLAB)，因此通過(guò)對(duì)這兩種不同方法的比較和討論，可以幫助學(xué)生根據(jù)求解方法的類型和復(fù)雜性選擇合適的工具。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)結(jié)合了當(dāng)前工程計(jì)算領(lǐng)域里兩個(gè)最重要的計(jì)算工具M(jìn)ATLAB和Excel，它們是工程專業(yè)學(xué)生為解決未來(lái)工作中遇到的實(shí)際工程問(wèn)題而必須掌握的計(jì)算工具?！　”緯?shū)不僅介紹了這兩個(gè)計(jì)算工具的用法，而且由于這些計(jì)算工具不斷變化，因此本書(shū)把重點(diǎn)放在工程計(jì)算的基本原理上，即算法設(shè)計(jì)、計(jì)算工具的選擇、解決過(guò)程的文檔說(shuō)明、計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證和說(shuō)明?！　”緯?shū)首先介紹工程計(jì)算的基本原理和算法的設(shè)計(jì)思想，然后介紹了Excel和MATLAB的基本用法，最后以方程求根、矩陣計(jì)算、數(shù)值積分和最優(yōu)化等實(shí)例，說(shuō)明工程計(jì)算的原理和思想。全書(shū)每章后面都有大量的習(xí)題，這些習(xí)題都源自工程中存在的實(shí)際問(wèn)題，而非傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)或計(jì)算機(jī)問(wèn)題?！　”緯?shū)特色　　◆ 首次把MATLAB和Excel兩大計(jì)算工具結(jié)合在一起　　◆ 采用了教程模式，方便學(xué)生學(xué)習(xí)　　◆ 以工程實(shí)例介紹工程計(jì)算的基本原理和算法思想　　◆ 每章后面的習(xí)題都與工程的實(shí)際問(wèn)題有關(guān)　　◆ 介紹了在實(shí)際工程如何選擇最合適的計(jì)算工具　　◆ 圖文結(jié)合，通俗易懂

作者簡(jiǎn)介

作者：(美國(guó))Joseph C.Musto (美國(guó))William E.Howard (美國(guó))Richard R.Williams 譯者：吳文國(guó) 林川Joseph C．Musto，博士，曾就職于柯達(dá)公司和8rady公司，具有廣泛的咨詢經(jīng)歷。在倫斯勒理工學(xué)院獲機(jī)械工程博士學(xué)位，在有關(guān)可靠性分析和健壯性等方面出版過(guò)一本專著和眾多的技術(shù)文章。Joseph C．Musto博土還是密爾沃基工學(xué)院(the Milwaukee School of Engineering)的教授和執(zhí)行院長(zhǎng)。

書(shū)籍目錄

第Ⅰ部分 計(jì)算工具第1章 計(jì)算工具引言1.1 解析解和算法解1.1.1 數(shù)學(xué)模型1.1.2 解析解1.1.3 算法解1.1.4 解析解與算法解的比較1.2 工程計(jì)算的方法1.3 數(shù)據(jù)表示1.3.1 變量與函數(shù)1.3.2 標(biāo)題與數(shù)組1.3.3 矩陣與矢量1.3.4 準(zhǔn)確度與精度1.4 習(xí)題第2章 Excel基礎(chǔ)引言2.1 Excel界面2.2 教程：Excel的數(shù)據(jù)輸入與格式設(shè)置2.3 教程：Excel的公式輸入與設(shè)計(jì)2.4 教程：Excel內(nèi)置函數(shù)的使用2.5 教程：用IF執(zhí)行邏輯測(cè)試2.6 教程：查找表的使用2.7 教程：用Excel進(jìn)行插值運(yùn)算2.8 習(xí)題第3章 MATLAB基礎(chǔ)引言3.1 MATLAB界面3.2 教程：利用命令窗口進(jìn)行交互計(jì)算3.3 教程：MATLAB腳本文件的使用3.4 教程：MATLAB函數(shù)文件的使用3.5 教程：一維數(shù)組的使用3.6 教程：二維數(shù)組的使用3.7 教程：保存MATLAB會(huì)話過(guò)程3.8 習(xí)題第4章 MATLAB編程引言4.1 流程圖4.2 教程：循環(huán)命令4.2.1 for循環(huán)4.2.2 while循環(huán)4.3 邏輯判斷語(yǔ)句4.3.1 if語(yǔ)句4.3.2 添加else和elseif條件4.4 教程：循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用4.5 教程：MATLAB輸出結(jié)果的格式設(shè)置4.6 習(xí)題第5章 數(shù)據(jù)的圖形表示引言5.1 圖表的類型5.2 XY圖表5.2.1 教程：在Excel里繪制方程5.2.2 在MATLAB里繪制方程5.2.3 在Excel里繪制數(shù)據(jù)和擬合曲線5.2.4 在MATLAB里繪制數(shù)據(jù)和擬合曲線5.3 圖表制作指南5.4 教程：用Excel建立其他類型的圖表5.5 習(xí)題第Ⅱ部分 工程計(jì)算的應(yīng)用第6章 求方程的根引言6.1 學(xué)習(xí)本章的目的6.2 方程求根：理論6.2.1 方程的分類6.2.2 方程的解6.3 教程：用MATLAB求解普通非線性方程的根6.4 教程：用MATLAB求解多項(xiàng)式方程的根6.5 教程：用Excel求解普通非線性方程的根6.6 習(xí)題第7章 矩陣運(yùn)算引言7.1 矩陣的性質(zhì)7.1.1 矩陣相加運(yùn)算7.1.2 矩陣相乘運(yùn)算7.1.3 矩陣與標(biāo)量的乘法運(yùn)算7.1.4 單位矩陣7.1.5 矩陣的轉(zhuǎn)置7.1.6 矩陣的秩7.1.7 矩陣的逆7.2 教程：Excel里的矩陣運(yùn)算7.2.1 在Excel里矩陣的表示和相加運(yùn)算7.2.2 Excel里的矩陣相乘和轉(zhuǎn)置運(yùn)算7.2.3 在Excel里求矩陣的秩和逆7.3 教程：MATLAB里的矩陣運(yùn)算7.3.1 MATLAB里的矩陣排列和相加運(yùn)算7.3.2 用MATLAB進(jìn)行矩陣相乘運(yùn)算7.3.3 用MATLAB求轉(zhuǎn)置矩陣7.3.4 用MATLAB求逆矩陣7.4 習(xí)題第8章 求方程組的根引言8.1 線性方程組8.2 教程：用Excel求解線性方程組8.3 教程：用MATLAB求解線性方程組8.4 教程：用Excel求解非線性方程組8.5 習(xí)題第9章 數(shù)值積分引言9.1 微積分概念9.2 教程：函數(shù)的數(shù)值積分9.3 測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)值積分9.4 習(xí)題第10章 最優(yōu)化引言10.1 工程中的最優(yōu)化問(wèn)題10.2 最優(yōu)化問(wèn)題的描述10.3 最優(yōu)化問(wèn)題的求解	10.3.1 非線性無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題10.3.2 線性約束最優(yōu)化問(wèn)題10.3.3 非線性約束最優(yōu)化問(wèn)題10.4 用MATLAB求解最優(yōu)化問(wèn)題10.4.1 教程：用fminsearch()求解非線性無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題10.4.2 教程：用fminbnd()求解非線性約束最優(yōu)化問(wèn)題10.5 用Excel求解最優(yōu)化問(wèn)題10.5.1 教程：用Excel求解無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題10.5.2 教程：用Excel求解約束最優(yōu)化問(wèn)題10.6 教程：約束線性問(wèn)題在工程上的應(yīng)用10.7 習(xí)題

章節(jié)摘錄

插圖：工程專業(yè)是專門(mén)用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的一類專業(yè)。它利用數(shù)學(xué)和科學(xué)的原理，解決實(shí)際工程問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電子線路和其他各種物理系統(tǒng)和器件。計(jì)算機(jī)之所以成為工程師們的實(shí)用工具，是因?yàn)樗哂袛?shù)值分析和數(shù)據(jù)處理的能力。工程專業(yè)的畢業(yè)生，不管他們來(lái)自哪個(gè)學(xué)科，都必須精通眾多的計(jì)算工具和計(jì)算軟件。未來(lái)的工程專業(yè)畢業(yè)生必須能夠熟練使用以下工具或軟件：·通信工具（e-mail和短消息）·Intemet搜索工具·字處理工具（用來(lái)撰寫(xiě)報(bào)告和備忘錄）·演示工具（用于音頻和視頻演示）·數(shù)據(jù)獲取工具（讀取和應(yīng)用來(lái)自實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)）·計(jì)算工具（編程、數(shù)據(jù)分析、方程求解和繪圖）除了上述適用于所有工程專業(yè)的基本工具外，還有一些專門(mén)的計(jì)算機(jī)工具軟件，它們是各自工程領(lǐng)域的重要組成部分。這些工具有：·實(shí)體模型和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（用于機(jī)械和民用工程師）·  電子線路仿真軟件（適用于電子和計(jì)算機(jī)工程師）·有限元分析軟件（適用于機(jī)械、民用和電子工程師）·高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（適用于計(jì)算機(jī)和軟件工程師）·統(tǒng)計(jì)分析軟件（適用于工業(yè)工程師）

編輯推薦

《MATLAB&Excel工程計(jì)算》特色◆ 首次把MATLAB和Excel兩大計(jì)算工具結(jié)合在一起?！?采用了教程模式，方便學(xué)生學(xué)習(xí)?！?以工程實(shí)例介紹工程計(jì)算的基本原理和算法思想。◆ 每章后面的習(xí)題都與工程的實(shí)際問(wèn)題有關(guān)?！?介紹了在實(shí)際工程如何選擇最合適的計(jì)算工具?！?圖文結(jié)合，通俗易懂。

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