MATLAB軟件與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)

前言

實(shí)踐教學(xué)是高等教育本質(zhì)的必然要求，是踐行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路，是地方行業(yè)性教學(xué)型本科院校辦學(xué)的重要特征。近幾年來，各高校經(jīng)濟(jì)與管理類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)逐步開展，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)改革的抓手、知識(shí)融合的平臺(tái)以及聯(lián)系社會(huì)的橋梁，然而如何進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、提高實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)水平與質(zhì)量已經(jīng)成為各高校亟待解決的問題。應(yīng)用型高等院校經(jīng)管類系列實(shí)驗(yàn)教材以提高高等院校經(jīng)濟(jì)與管理類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)水平為目的，以實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)為突破口，探討高等院校經(jīng)濟(jì)與管理類實(shí)驗(yàn)教材的新方向、新思路、新內(nèi)容、新模式。本系列實(shí)驗(yàn)教材的編寫緊緊圍繞“知行合一，能力為尚，積淀特色，共享協(xié)作”的地方行業(yè)性教學(xué)型經(jīng)濟(jì)與管理類實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，貫徹以現(xiàn)代教育技術(shù)為基本手段，以實(shí)驗(yàn)資源共享與應(yīng)用為條件，強(qiáng)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)互動(dòng)與互補(bǔ)，“實(shí)踐與理論相結(jié)合”和在“做中學(xué)”的指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)與實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)以及深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革相結(jié)合，力圖通過系列教材建設(shè)規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。（一）本系列實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容與教學(xué)方式符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律和要求。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.實(shí)驗(yàn)教材以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為章節(jié)，按如下體例編寫：實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求；實(shí)驗(yàn)的基本原理；實(shí)驗(yàn)儀器、軟件和材料或?qū)嶒?yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟；實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)；數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析；實(shí)驗(yàn)報(bào)告。當(dāng)然，對(duì)于不同的課程，根據(jù)其本身的學(xué)科特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教材的編寫體例并不完全一致。2.增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，并逐步將科研成果項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為教材的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。3.與當(dāng)前流行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件或硬件及教材內(nèi)容緊密結(jié)合，符合一般軟件要求。4.充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程體現(xiàn)以學(xué)生操作為主，教師輔導(dǎo)為輔，少量時(shí)間教師講解，大部分時(shí)間學(xué)生操作的特點(diǎn)。5.按實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律分配學(xué)時(shí)，并且有多余的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生利用開放實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)。6.內(nèi)容精練，主次分明，詳略得當(dāng)，文字通俗易懂，圖表與正文密切配合。（二）本系列實(shí)驗(yàn)教材遵循實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律，體現(xiàn)時(shí)代特色，總體來說，具有以下四個(gè)特點(diǎn)：1.與現(xiàn)代典型案例相結(jié)合。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為原則，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，注重理論聯(lián)系實(shí)際，教材具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、新穎性、啟發(fā)性和適用性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

內(nèi)容概要

本實(shí)驗(yàn)教材分為三個(gè)部分。第一部分為MATLAB簡介，對(duì)MATLAB基本操作和相關(guān)計(jì)算函數(shù)做了一個(gè)概括性的介紹，以便學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前對(duì)相關(guān)理論知識(shí)做一個(gè)回顧。第二部分為MATLAB軟件實(shí)驗(yàn)，共五個(gè)實(shí)驗(yàn)，10個(gè)學(xué)時(shí)左右。這部分實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生掌握MATLAB語言的基本操作和語法，熟悉MATLAB的編程環(huán)境，側(cè)重于對(duì)軟件的熟練運(yùn)用。第三部分為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，共九個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)六至實(shí)驗(yàn)十二為單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)十三和實(shí)驗(yàn)十四為綜合實(shí)驗(yàn)。這部分的實(shí)驗(yàn)主要是訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用MATLAB解決各種數(shù)學(xué)計(jì)算問題。在這部分的實(shí)驗(yàn)中，首先給出學(xué)生相關(guān)問題的數(shù)學(xué)模型，學(xué)生直接應(yīng)用MATLAB求解，當(dāng)學(xué)生掌握了求解方法后，給出應(yīng)用實(shí)例，要求學(xué)生首先對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析，建立數(shù)學(xué)模型，找到求解的方法，再應(yīng)用MATLAB求解。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)際問題處理方法的掌握。最后兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)都是具體的實(shí)際問題，通過前七個(gè)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，要求學(xué)生能獨(dú)立完成對(duì)問題的分析、建模和求解的全過程。

書籍目錄

第一部分  MATLAB簡介　第一章  MATLAB的安裝與啟動(dòng)　第二章  MATLAB基本用法　第三章  向量與矩陣運(yùn)算　第四章  繪圖　第五章  關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算　第六章  MATLAB程序設(shè)計(jì)　第七章  MATLAB的符號(hào)運(yùn)算第二部分  MATLAB軟件實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)一  MATLAB的基本操作（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)二  MATLAB的繪圖功能（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)三  MATLAB的程序設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)四  MATIAB的符號(hào)計(jì)算（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)五  MATLAB的數(shù)值計(jì)算（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）第三部分  數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)六  代數(shù)方程的求解（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)七  微分方程的求解（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)八  非線性方程求解（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)九  線性規(guī)劃問題的求解（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)十  數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)描述和分析（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)十一  曲線的插值與擬合（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)十二  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在數(shù)據(jù)擬合中的應(yīng)用（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)十三  最佳營銷策略（綜合性實(shí)驗(yàn)）　實(shí)驗(yàn)十四  放射性廢物的處理問題（綜合性實(shí)驗(yàn)）附錄一  MATLAB指令索引附錄二  部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容參考程序參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用MATIAB計(jì)算拉格朗日、分段線性、三次樣條三種插值的方法，改變節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，對(duì)三種插值結(jié)果進(jìn)行初步分析。2.掌握MATIAB多項(xiàng)式擬合及最小二乘擬合命令的用法。3.通過實(shí)例學(xué)習(xí)用曲線插值和擬合解決實(shí)際問題。二、實(shí)驗(yàn)原理在大量應(yīng)用中，人們常面臨用一個(gè)解析函數(shù)描述數(shù)據(jù)間的關(guān)系問題。解決這個(gè)問題有兩種方法。函數(shù)插值與曲線擬合都是要根據(jù)一組數(shù)據(jù)構(gòu)造一個(gè)函數(shù)作為近似，由于近似的要求不同，二者的數(shù)學(xué)方法上是完全不同的。而面對(duì)一個(gè)實(shí)際問題，究竟用插值還是擬合，有時(shí)容易確定，有時(shí)則并不明顯。在插值法里，數(shù)據(jù)假定是正確的，要求以某種方法描述數(shù)據(jù)點(diǎn)之間所發(fā)生的情況。在曲線擬合或回歸方法里，是設(shè)法找出某條光滑曲線，使它最佳地?cái)M合數(shù)據(jù)，而不必經(jīng)過任何數(shù)據(jù)點(diǎn)。

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