MATLAB 6.0與科學(xué)計(jì)算

內(nèi)容概要

本書從高校數(shù)學(xué)課程的教學(xué)出發(fā)，結(jié)合科學(xué)研究和工程計(jì)算的實(shí)際，系統(tǒng)詳細(xì)地介紹了MATLAB語言的強(qiáng)大功能及其在科學(xué)計(jì)算各領(lǐng)域中的應(yīng)用。書中首先介紹了MATLAB的概況及其安裝和使用前的準(zhǔn)備工作，然后系統(tǒng)地介紹了MATLAB的三大功能（數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算和圖形處理）及程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序接口，最后詳細(xì)講解了MATLAB在計(jì)算方法、復(fù)變函數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化及偏微分方程等領(lǐng)域中的應(yīng)用。本書可作為MATLAB教學(xué)用書或高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、計(jì)算方法、復(fù)變函數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化及偏微分方程解法等課程的教學(xué)輔導(dǎo)書，也可作為科研人員及工程計(jì)算人員學(xué)習(xí)和使用MATLAB的參考書。

書籍目錄

第1章　安裝及使用前的準(zhǔn)備                       1. 1　MATLAB 6. 0簡介                           1. 1. 1　21世紀(jì)的科學(xué)計(jì)算語言                           1. 1. 2　MATLAB的發(fā)展歷史                           1. 1. 3  MATLAB 6. 0的新特點(diǎn)                           1. 1. 4　MATLAB的應(yīng)用和網(wǎng)上資源                       1. 2  MATLAB 6. 0的安裝                       1. 3　MATLAB的桌面平臺(tái)                           1. 3. 1　啟動(dòng) MATLAB                           1. 3. 2　桌面平臺(tái)                       1. 4　幫助系統(tǒng)                           1. 4. 1　聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)                           1. 4. 2　命令窗口查詢幫助                           1. 4. 3　聯(lián)機(jī)演示系統(tǒng)                           1. 4. 4　常用的命令和技巧                       1. 5　MATLAB的搜索路徑與擴(kuò)展                           1. 5. 1　MATLAB的搜索路徑                           1. 5. 2　擴(kuò)展MATLAB的搜索路徑                   第2章　數(shù)值計(jì)算功能                       2. 1　MATLAB的數(shù)據(jù)類型                           2. 1. 1　變量與常量                           2. 1. 2　數(shù)字變量                           2. 1. 3　字符串                           2. 1. 4　矩陣                           2. 1. 5　單元型變量                           2. 1. 6　結(jié)構(gòu)型變量                       2. 2　向量及其運(yùn)算                           2. 2. 1　向量的生成                           2. 2. 2　向量的基本運(yùn)算                           2. 2. 3　點(diǎn)積.又積及混合積的實(shí)現(xiàn)                       2. 3　矩陣及其運(yùn)算                           2. 3. 1　矩陣的生成                           2. 3. 2　矩陣的基本數(shù)學(xué)運(yùn)算                           2. 3. 3　矩陣的基本函數(shù)運(yùn)算                           2. 3. 4　矩陣分解函數(shù)                           2. 3. 5　特殊矩陣的生成                           2. 3. 6　矩陣的一些特殊操作                       2. 4　數(shù)組及其運(yùn)算                           2. 4. 1　基本數(shù)組運(yùn)算                           2. 4. 2　數(shù)組函數(shù)運(yùn)算                           2. 4. 3　數(shù)組邏輯運(yùn)算                       2. 5　多項(xiàng)式運(yùn)算                           2. 5. 1　多項(xiàng)式的表示方法                           2. 5. 2　多項(xiàng)式運(yùn)算                   第3章　符號(hào)運(yùn)算功能                       3. 1　符號(hào)表達(dá)式的生成                       3. 2　符號(hào)和數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換                       3. 3　符號(hào)函數(shù)的運(yùn)算                           3. 3. 1　復(fù)合函數(shù)運(yùn)算                           3. 3. 2　反函數(shù)的運(yùn)算                       3. 4　符號(hào)矩陣的創(chuàng)立                           3. 4. 1　使用Sym函數(shù)直接創(chuàng)建符號(hào)矩陣                           3. 4. 2　用創(chuàng)建子陣的方法創(chuàng)建符號(hào)矩陣                           3. 4. 3　將數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)化為符號(hào)矩陣                           3. 4. 4　符號(hào)矩陣的索引和修改                       3. 5　符號(hào)矩陣的運(yùn)算                           3. 5. 1　基本運(yùn)算                           3. 5. 2　矩陣分解                           3. 5. 3　矩陣的空間運(yùn)算                           3. 5. 4　符號(hào)矩陣的簡化                       3. 6　符號(hào)微積分                           3. 6. 1　符號(hào)極限                           3. 6. 2　符號(hào)積分                           3. 6. 3　符號(hào)微分和差分                       3. 7　符號(hào)代數(shù)方程求解                           3. 7. 1　線性方程組的符號(hào)解法                           3. 7. 2　非線性方程的符號(hào)解法                       3. 8　符號(hào)微分方程求解                           3. 8. 1　常微分方程的符號(hào)解                       3. 9　符號(hào)函數(shù)的二維圖                           3. 9. 1　符號(hào)函數(shù)的簡易繪圖函數(shù)eZplot                           3. 9. 2　繪制函數(shù)圖函數(shù)fplot                       3. 10　圖示化函數(shù)計(jì)算器                           3. 10. 1　輸入框的控制操作                           3. 10. 2　命令按鈕的操作                       3. 11  Maple接口                   　      3. 11. 1　maple命令                           3. 11. 2  mfun命令                   第4章　圖形處理功能                       4. 1　二維圖形                           4. 1. 1　基本繪圖命令                           4. 1. 2　特殊的二維圖形函數(shù)                       4. 2　三維圖形                           4. 2. 1　基本繪圖命令                           4. 2. 2　特殊的三維圖形函數(shù)                       4. 3　四維表現(xiàn)圖                       4.4　圖形處理的基本技術(shù)                           4. 4.1　圖形的控制                           4. 4. 2　圖形的標(biāo)注                           4. 4. 3　圖形的保持與子圖                       4. 5　圖形處理的高級(jí)技術(shù)                           4. 5. 1　顏色映像                           4. 5. 2　視角與光照                           4. 5. 3　圖像處理                           4. 1. 4　圖形的輸出                       4.6　圖形窗口                           4. 6. 1　圖形窗口的菜單操作                           4. 6. 2　圖形窗口的工具欄                       4.7　句柄圖形                           4. 7. 1　句柄圖形的層次結(jié)構(gòu)                           4. 7. 2　句柄的訪問                           4. 7. 3　句柄的操作                       4. 8　圖形用戶界面操作GUI                           4. 8. 1　GUI設(shè)計(jì)工具簡介                           4. 8. 2　GUI向?qū)гO(shè)計(jì)                           4. 8. 3　GUI程序設(shè)計(jì)                   第5章　程序設(shè)計(jì)                       5. 1　M文件介紹                           5. 1. 1　M文件的特點(diǎn)與形式                           5. 1. 2　命令式文件                           5. 1. 3　函數(shù)式文件                       5. 2　控制語句                           5. 2. 1　循環(huán)語句                       　　5. 2. 2　選擇語句                           5. 2. 3　分支語句switch-case-otherwise                           5. 2. 4　人機(jī)交互語句                       5. 3　函數(shù)變量及變量作用域                       5. 4　子函數(shù)與局部函數(shù)                       5. 5　程序設(shè)計(jì)的輔助函數(shù)                       5. 6　程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化                       5. 7　程序調(diào)試                           5. 7. 1　M文件錯(cuò)誤的種類                           5. 7. 2　錯(cuò)誤的識(shí)別                           5. 7. 3　調(diào)試過程                       5. 8　M文件的調(diào)用記錄                           5. 8. 1　profile函數(shù)                           5. 8. 2　調(diào)用記錄結(jié)果的顯示                       5. 9　函數(shù)句柄                           5. 9. 1　函數(shù)句柄的創(chuàng)建和顯示                           5. 9. 2　函數(shù)句柄的調(diào)用和操作                   第6章　應(yīng)用程序接口                       6. 1　應(yīng)用程序接口介紹                           6. 1. 1　MEX文件                           6. 1. 2　MATLAB計(jì)算引擎                           6. 1. 3　MAT文件                       6. 2　MEX文件的編輯與使用                           6. 2. 1　C語言MEX文件                           6. 2. 2　FORTRAN語言MEX文件                       6. 3　MATLAB計(jì)算引擎                           6. 3. 1　C語言MATHAB計(jì)算引擎                           6. 3. 2　FORTRAN語言MATLAB計(jì)算引擎                       6.4　MAT文件的編輯與使用                           6. 4. 1　MATLAB中的數(shù)據(jù)處理                           6. 4. 2　C語言MAT文件                           6. 4. 3　FORTRAN語言MAT文件                   第7章　MATLAB在計(jì)算方法中的應(yīng)用                       7. 1　插值與擬合                         　7. 1. 1　Lagrange插值                           7. 1. 2　Runge現(xiàn)象的產(chǎn)生和分段線性插值                           7. 1. 3　Hermite插值                           7. 1. 4　三次樣條插值                           7. 1. 5　最小二乘法擬合                           7. 1. 6　快速Fourier變換簡介                       7. 2　積分與微分                           7. 2. 1　Newton－Cotes系列數(shù)值求積公式                           7. 2. 2　Gauss求積公式                           7. 2. 3　Romberg求積公式                           7. 2. 4  Mote-Carlo方法簡介                           7. 2. 5  符號(hào)積分                           7. 2. 6  微分和差分                       7. 3  求解線性方程組                           7. 3. 1  直接解法                           7. 3. 2  迭代解法的幾種形式                           7. 3. 3  線性方程組的符號(hào)解法                           7. 3. 4  稀疏矩陣技術(shù)                       7. 4  求解非線性方程組                           7. 4. 1  非線性方程的解法                           7. 4. 2  方程組解法                           7. 4. 3  非線性方程（組）的符號(hào)解法                       7. 5  特征值問題                           7. 5. 1  特征值函數(shù)                           7. 5. 2  廣義特征值分解                           7. 5. 3  其他分解                       7. 6  常微分方程的解法                           7. 6. 1  歐拉方法                           7. 6. 2  Runge－Kutta方法                           7. 6. 3  剛性問題的解                           7. 6. 4  常微分方程的符號(hào)解                   第8章  MATLAB在復(fù)變函數(shù)中的應(yīng)用                       8. 1  復(fù)數(shù)和復(fù)矩陣的生成                           8. 1. 1  復(fù)數(shù)的生成                           8. 1. 2  創(chuàng)建復(fù)矩陣                       8. 2  復(fù)數(shù)的運(yùn)算                           8. 2. 1  復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部                           8. 2. 2  共軛復(fù)數(shù)                           8. 2. 3　復(fù)數(shù)的模和輻角                           8. 2. 4　復(fù)數(shù)的乘除法                           8. 2. 5　復(fù)數(shù)的平方根                           8. 2. 6　復(fù)數(shù)的冪運(yùn)算                           8. 2. 7　復(fù)數(shù)的指數(shù)和對(duì)數(shù)運(yùn)算                           8. 2. 8　復(fù)數(shù)的三角函數(shù)運(yùn)算                           8. 2. 9　復(fù)數(shù)方程求根                       8. 3　留數(shù)                       8. 4　Taylor級(jí)數(shù)展開                       8. 5　Laplace變換及其逆變換                       8. 6　Fourier變換及其逆變換                   第9章　MATLAB在概率統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用                       9. 1　統(tǒng)計(jì)量的數(shù)字特征                           9. 1. 1　簡單數(shù)學(xué)期望和幾種均值                           9. 1. 2　數(shù)據(jù)比較                           9. 1. 3　累積和累和                           9. 1. 4　方差和標(biāo)準(zhǔn)差                           9. 1. 5　偏斜度和峰度                           9. 1. 6　協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)                           9. 1. 7　協(xié)方差矩陣                       9. 2　常用的統(tǒng)計(jì)分布量                           9. 2. 1　期望和方差                           9. 2. 2　概率密度函數(shù)                           9. 2. 3　概率值函數(shù)（概率累積函數(shù)）                           9. 2. 4　分值點(diǎn)函數(shù)（逆概率累積函數(shù)）                           9. 2. 5　隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)                       9. 3　參數(shù)估計(jì)                           9. 3. 1　正態(tài)分布參數(shù)估計(jì)                           9. 3. 2　指數(shù)最大似然參數(shù)估計(jì)                       9. 4　區(qū)間估計(jì)                           9. 4. 1　Gauss－Newton法的非線性最小二乘數(shù)據(jù)擬合                           9. 4. 2　非線性擬合和預(yù)測的交互圖強(qiáng)                           9. 4. 3　非線性小H乘預(yù)測的置信區(qū)間                           9. 4. 4　非線性模型的參數(shù)置信區(qū)間                           9. 4. 5　非負(fù)最小二乘                       9. 5　假設(shè)檢驗(yàn)                   　      9. 5. 1　單個(gè)總體外N（）均值u的檢驗(yàn)                           9. 5. 2　兩個(gè)正態(tài)總體均值差的檢驗(yàn)（t檢驗(yàn)）                           9. 5. 3　秩和檢驗(yàn)                           9. 5. 4　中值檢驗(yàn)                       9. 6　方差分析和回歸診斷                           9. 6. 1　方差分析                           9. 6. 2　回歸分析                       9. 7　統(tǒng)計(jì)圖                           9. 7. 1　直方圖                           9. 7. 2　角度扇形圖                           9. 7. 3　正態(tài)分布圖                           9. 7. 4　參考線                           9. 7. 5　顯示數(shù)據(jù)采樣的盒圖                           9. 7. 6　對(duì)離散圖形加最小二乘法直線                           9. 7. 7　QQ圖                   第10章　MATLAB在最優(yōu)化問題中的應(yīng)用                       10. 1　線性優(yōu)化                       10. 2　二次優(yōu)化                       10. 3　非線性無約束優(yōu)化問題                           10. 3. 1　fmin                           10. 3. 2  fmins                           10. 3. 3  fminu                           10. 3. 4  foptions函數(shù)                       10. 4  最小二乘優(yōu)化問題                           10. 4. 1　leastsq                           10. 4. 2  curvefit                       10. 5  強(qiáng)約束問題                           10. 5. 1  函數(shù)介紹                           10. 5. 2  應(yīng)用舉例                       10. 6  目標(biāo)一達(dá)到問題的優(yōu)化                           10. 6. 1  函數(shù)介紹                           10. 6. 2  應(yīng)用舉例                       10. 7  非線性方程的優(yōu)化解                           10. 7. 1  fzero                           10. 7. 2  fsolve                   第11章  MATLAB在偏微分方程解法中的應(yīng)用                       11. 1　解簡單泊松方程                       11. 2　解Helmholtz方程并研究反射波                           11. 2. 1  Helmholtz 方程的求解                           11. 2. 2  反射波的可視化研究                       11. 3  最小表面問題求解                       11. 4  使用子區(qū)域分解法解FEM問題                       11. 5  求解熱傳導(dǎo)方程                       11. 6  求解波形傳遞問題                       11. 7  點(diǎn)力和適應(yīng)解                       11. 8  使用矩形柵格解泊松方程                   附錄A　MATLAB的設(shè)置                       A. 1　通用屬性設(shè)置（General）                       A. 2　命令窗口屬性設(shè)置（Command Window）                       A. 3  編輯調(diào)試屬性設(shè)置（Editor／Debugger）                       A. 4  幫助屬性設(shè)置                       A. 5  當(dāng)前路徑屬性設(shè)置                       A. 6  工作空間屬性設(shè)置                       A. 7　數(shù)組編輯器屬性設(shè)置                       A. 8　GUIDE屬性設(shè)置頁面                       A. 9　圖形復(fù)制屬性設(shè)置                   附錄B　主要函數(shù)命令注釋                       B. 1　一般函數(shù)命令（GENERAL）                       B. 2　操作符與操作（OPERATER）                       B. 3　參數(shù)選擇（PREFERANCE）                       B. 4　數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)（DATETYPE）                       B. 5　數(shù)據(jù)分析和Fourier變換（DATAFUN）                       B. 6　基本矩陣和矩陣操作（ELMAT）                       B. 7　基本數(shù)學(xué)函數(shù)（ELFUN）                       B. 8　矩陣函數(shù)（MATFUN）                       B. 9　稀疏矩陣（SPMAT）                       B. 10　專用數(shù)學(xué)函數(shù)（SPECFUN）                       B. 11　時(shí)間函數(shù)（TIME）                       B. 12　二維圖（PLOTXY）                       B. 13　圖形句柄（GENGRAPH）                       B. 14　特殊圖形（SPECGRAPH）                       B. 15　三維圖（3DGRAPH）                       B. 16　插值和多項(xiàng)式（INTERPOLY）                       B. 17　語言程序設(shè)計(jì)（LANGUAGE）                       B. 18　文件輸入輸出函數(shù)（IOFUN）                       B. 19　字符串函數(shù)（STRFUN）                       B. 20　符號(hào)工具箱（SYMBOLIC）                       B. 21　對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）                       B. 22　統(tǒng)計(jì)學(xué)（STASTICS）                       B. 23　最優(yōu)化工具箱（OPT）                       B. 24　功能函數(shù)和常微分方程解法（ODE）                   參考文獻(xiàn)

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