第1讲 MATLAB入门
matlab第一讲
·
1.2 MATLAB 集成开发环境
如果一个命令行很长,一个物理行之内写不下,可以在第1个物理行之 后加上3个小黑点并按下回车键,然后接着下一个物理行继续写命令的 其他部分。3个小黑点称为续行符,即把下面的物理行看作该行的“逻 辑”继续。 例如:
z=1+1/(1*2)+(1*2*3)+1/(1*2*3*4)+…
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
MATLAB的工具栏提供了一些命令按钮和一个当前路径列表框。
2.命令窗口
一般来说,在命令编辑区的一个命令行输入一条命令,命令行以回车 结束。但一个命令行可以输入若干条命令,各命令之间以逗号分隔, 若前一命令后带有分号,则逗号可以省略。例如:
x=720,y=68 x= 720 y=86 x=720;y=86 y=86
1.3MATLAB 的帮助功能
1.3.1帮助界面
进入MATLAB帮助界面可以通过以下3种方法。 单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮。
在命令窗口中输入”helpwin”、”helpdesk”或“doc”命令。
选择Help菜单中的”MATLAB Help”选项。 1.3.2帮助命令
1.help命令
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
检查该命令是否为MATLAB 搜索路径中其他目录下的M文件。 2.设置搜索路径
用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径,从而将用户目录
纳入MATLAB系统统一管理。 (1)用path命令设置搜索路径 (2)用对话框设置搜索路径
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系统科学研究所
统程序设计语言一样进行程序设计,而且结合MATLAB的数值计算和
[理学]第一讲MATLAB软件基础及使用入门
2019/1/20
x= 2 5 8 3 6 0
天津大学数学系
25.0000 22.0000 99.0000
18
指令窗使用简介(c4)
以上矩阵还可以分行输入 A=[1,2,3 4,5,6 7,8,0] (以下是显示结果) A = 1 2 3 4 5 6 7 8 0
2019/1/20 天津大学数学系 19
1.4 MATLAB语言的特点
• 语言简洁紧凑,语法限制不严,程序设
计自由度大,可移植性好
• • • •
运算符、库函数丰富 图形功能强大 界面友好、编程效率高 扩展性强
天津大学数学系 7
2019/1/20
MATLAB 6.x缺省操作界面
返回 Workspace Browser 返回Editor 返回Help之 LaunchPad
2019/1/20 天津大学数学系 4
1.2 MATLAB系统的五大部分
开发环境平台(Development Environment); MATLAB 数学函数库(Mathematical Function Library); MATLAB语言; 图形句柄(Handle Graphics); 应用程序界面(Application Program Interface (API))
(1)在键盘上输入下列内容 A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,0] %节尾没有分号; b = [366;804;351]; %节尾有分号; x=A\b %节尾没有分号;
2019/1/20 天津大学数学系 17
指令窗使用简介(c3)
(2)每按一次【Enter】键,指令就被马上执行 (逐行执行)。由于第二条指令节尾有分号,其结 果不被显示出来,其它两条指令的结果被马上显示 出来。最后在指令窗中将显示以下结果:
2024版matlab教程(全)资料ppt课件
进行通信系统的建模、仿真和分析。
谢谢聆听
B
C
变量与赋值
在MATLAB中,变量不需要事先声明,可以 直接赋值。变量名以字母开头,可以包含字 母、数字和下划线。
常用函数
MATLAB提供了丰富的内置函数,如sin、 cos、tan等三角函数,以及abs、sqrt等数 学函数。用户可以通过help命令查看函数的
D
使用方法。
02 矩阵运算与数组操作
错误处理
阐述try-catch错误处理机制的语法、 执行流程及应用实例。
04
函数定义与调用
函数概述
阐述函数的概念、作用及分类,包括内置函数和 自定义函数。
函数调用
深入剖析函数的调用方法,包括直接调用、间接 调用及参数传递等技巧。
ABCD
函数定义
详细讲解自定义函数的定义方法,包括函数名、 输入参数、输出参数及函数体等要素。
拟合方法
利用已知数据点构造近似函数,如最小二乘法、多项 式拟合、非线性拟合等。
插值与拟合的比较
插值函数经过所有数据点,而拟合函数则追求整体上 的近似。
数值积分与微分
01
数值积分方法
利用数值技术计算定积分的近似 值,如矩形法、梯形法、辛普森 法等。
02
数值微分方法
通过数值技术求解函数的导数或 微分,如差分法、中心差分法、 五点差分法等。
02
01
矩阵运算
加法与减法
对应元素相加或相减,要求矩阵 大小相同
乘法
使用`*`或`mtimes`函数进行矩阵 乘法,要求内维数相同
点乘与点除
使用`.*`、`./`进行对应元素相乘或 相除,要求矩阵大小相同
特征值与特征向量
第1章 MATLAB入门.pdf_MATLAB信号处理超级学习手册_[共9页]
第1章 MATLAB入门MATLAB是一种用于数值计算、可视化及编程的高级语言和交互式环境。
使用MATLAB,用户可以分析数据、开发算法、创建模型和应用程序。
MATLAB借助编程、工具和内置数学函数,可以探求多种方法,比电子表格或其他传统编程语言更快地求取结果。
它是一种功能强大的科学计算软件。
在使用之前,读者应该对它有一个整体的了解。
本章主要介绍MA TLAB的基本知识,如主要特点、系统安装、基本操作等。
学习目标:1.理解MATLAB的特点。
2.熟悉MATLAB各种平台的窗口。
3.熟练掌握MATLAB的各种基本操作。
4.熟悉MATLAB中M文件的操作。
1.1 MATLAB概述MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。
1.1.1 什么是MATLABMATLAB提供了一个高性能的数值计算和图形显示的科学和工程计算软件环境。
这种易于使用的MATLAB环境,是由数值分析、矩阵运算、信号处理和图形绘制等组成。
在这种环境下,问题和解答的表达形式(程序)几乎和它们的数学表达式完全一样,而不像传统的编程那样繁杂。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使其成为一个强大的数学软件。
MATLAB在新的版本中也加入了对C、FORTRAN、C++、Java的支持。
用户可以直接调用它们,也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。
此外,许多的MATLAB爱好者还编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载使用。
第一讲 MATLAB语言概述
1.1 MATLAB语言的发展
1984年,Little、Moler、Steve Bangert 合作,成立了MathWorks公司,并把 MATLAB正式推向市场。
内核采用C语言编写,而且除原有的数值 计算能力外,还新增了数据图视功能。
1.1 MATLAB语言的发展
MathWorks公司于1993年推出 MATLAB4.0版本,从此告别DOS版。
是一套高性能的数值计算和可视化数学 软件,“巨人肩上的工具 ” 优点:简洁、入门容易 难点:函数多。
1.2.1 起点高
每个变量代表一个数组(阵列) 每个元素都看作复数 所有运算都对复数数组有效 MATLAB自问世起,就以数值计算称雄 基本处理单位是复数数组 程序高度“向量化”,且易写易读
指令窗运行入门 指令窗操作要旨 历史指令窗口简介 当前目录和搜索路径 内存变量的查阅和删除 数据文件的存取 M脚本编写初步 MATLAB帮助方式概述
1.4.1 指令窗运行入门
学习MATLAB最基本的就是掌握指令窗的 操作
这一小节通过一些算例让大家对MATLAB 的使用方法有一个直观感受
1.4.1.1 指令窗简介
1.4.1.3 数值、变量和表达式
2.变量命名规则
变量名必须以字母开头,可以由字母、数字和 下划线组成,变量名中不能包含空格、运算符 和标点符号 变量名、函数名对字母大小写敏感
变量名的字符长度不应超过63个字符,第63个 字符之后的字符将被忽略
1.4.1.3 数值、变量和表达式
3.MATLAB默认的预定义变量
考核要求:不得缺勤,实验报告齐备
第一章MATLAB基础知识
第一章MATLAB基础知识1.1 MATLAB开发环境1.MATLAB操作桌面MATLAB4.0以上版本都是在Windows以上环境支持下操作与运行的,因此,这里必须假定读者对Windows有一定的了解和掌握。
本书以Windows98环境,MATLAB6.5版本为例介绍。
书中绝大多数例子在MA TLAB5.3版本中亦能使用.要想进入MATLAB系统,方法有二:(1)在Windows98的桌面上双击MATLAB快捷图标。
(2)单击Windows98的“开始”按钮,再依次单击:程序/MA TLAB/MA TLAB6.5;图1-1MATLAB6.5除保留了传统的命令窗口外,还增加了启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口等窗口,与新的M文件编辑器和新的在线帮助浏览器等共同构成了MA TLAB6.5的开发环境。
MATLAB的开发环境是MATLAB语言的基础和核心部分,MATLAB语言的全部功能都是在MA TLAB的开发环境中实现的,MA TLAB的仿真工具Simulink、MATLAB的工具箱等其他附加功能的实现也必须使用MATLAB开发环境,因此,掌握MATLAB 的开发环境是掌握MATLAB语言的关键。
启动MA TLAB后,将显示包括命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前路径窗口等5个窗口和主菜单组成的操作桌面(图1-1)。
本节对操作桌面的各个窗口作简要介绍,部分窗口的功能和使用将在以后的章节中详细介绍。
操作桌面缺省状态下显示3个窗口,当前路径和工作空间窗口在同一位置显示,可以通过该窗口下方的箭头或窗口标签来切换,命令历史窗口和当前目录窗口在同一位置显示,可以通过该窗口下方窗口标签来切换。
每个窗可以脱离操作桌面独立出来。
也可以通过菜单View来选择显示哪些窗口。
MATLAB还设定了几种特定的窗口布局方式,在View菜单的Desktop Layout选项中,给定了6种布局方式:Default(缺省方式)Command Window Only(只显示命命令窗口方式)Simple(简单方式,只有命令历史窗口和命令窗口)Short History(低命令历史窗口方式)Tall History(高命令历史窗口方式)Five Panel(5个窗口平铺方式)2.MATLAB的通用参数设置MATLAB的通用参数和各功能窗口的参数可以通过主菜单中的file/Preferences项设置,这里先介绍通用参数的设置。
MATLAB快速入门第一章(I)
1.2 MATLAB 的基本操作入门本节介绍如何以不同方式进入和退出MATLAB 、MATLAB 的命令和窗口环境、MA TLAB 的指令行的操作和演示程序等。
为了能够更快的理解和掌握MATLAB 执行命令的方式,还将介绍一些简单的例子,通过这些例子可以很快体会到MA TLAB 对计算和图形的操作确实方便快捷。
1.2.1 MATLAB 的几种启动方法在Windows98/2000环境下,我们常用如下两种方法启动MATLAB : 方法一:以快捷方式启动(1)启动 Windows;(2)双击 MA TLAB 图标。
见图1-1。
进入MATLAB 的命令窗口,也称作工作窗口(见图1-2 MA TLAB 的命令窗口)。
图1-1 Windows 窗口图1-2 MA TLAB 的命令窗口方法二:以菜单方式启动MATLAB(1)启动 Windows;(2)单击[开始];(3)依次选择[程序],MATLAB 和MA TLAB 命令,见图1-3,进入MATLAB 的命令窗口。
图1-3 从开始菜单进入MATLAB 的命令窗口第一章 MATLAB 简介及操作指南说明:在MATLAB命令窗口的上方两行文字是初始提示信息。
您可以在第三行键入命令。
1.2.2 MATLAB 的几种退出方法有多种退出MA TLAB 的方式,我们常用如下五种方法退出MATLAB:方法一:在MATLAB 命令窗口的“File” 菜单下选择“Exit MATLAB ”;方法二:快捷键“Ctrl+q”;方法三:在MA TLAB 的命令窗口输入“Quit”或“exit” 命令;方法四:用鼠标单击MA TLAB 命令窗口角的;方法五:用鼠标单击MA TLAB 命令窗口左上角的;1.2.3 MATLAB的几个应用实例为了能够更快地理解和掌握MA TLAB执行命令的方式,我们下面介绍一些简单的例子,通过这些例子可以很快体会到MA TLAB对进行计算和图形的操作确实方便快捷。
第1章matlab基础知识
2.Edit菜单
Undo:取消输入。 Redo:重新输入。 Cut:剪切。 Copy:复制。 Paste:粘贴。 Paste to Workspace:将所选内容粘贴到 工作空间。 Select All:全选。 Delete:删除。 Find:寻找。 Find Files:在指定的文件或路径中寻找。 Clear Command Window:清除命令窗口 中的显示。 Clear Command History:清除命令历史窗 口中的显示。 Clear Workspace:清除工作空间变量。
在命令窗口中运行的命令,都会被保留在Command History(命令历史)窗口中,并且标明指令运行 的日期和时间。
1.3.5 Workspace
用于存储各种变量 和结果的内存空间 ,其中显示了工作 空间中所有变量的 名称、大小、最大 及最小值,可以对 变量进行观察、编 辑、保存和删除等 操作。
(2)直观
程序语言设计符合人们的思维习惯和数学表达方式。 丰富的二、三维图形及动画,对计算结果进行可视化 显示,给用户以直观的认识。 Simulink的仿真环境,省去了用户画图布线的烦恼。
(3)简单
丰富的函数库和工具箱,使用户不必进行具体代码的 编写,只需调用简单的函数指令,就可以执行任务操 作,解决问题。 所有数值对象都默认以双精度浮点类型数组存储,无 须用户进行数据类型的声明和转换。
Save Layout:保存当前布局。 Organize Layout:组织布局。 Command Window:显示或隐藏命令窗口。 Command History:显示或隐藏命令历史窗口。 Current Folder:显示或隐藏当前文件夹。 Workspace:显示或隐藏工作空间。 Help:显示或隐藏帮助。 Profiler:显示或隐藏性能分析器。 File Exchange:用于实现文件的切换。 Editor:显示或隐藏编辑器。 Figures:显示或隐藏图形显示窗口。 Web Browser:打开网络浏览器。 Variable Editor:用于显示变量编辑器。 Comparison Tool:打开对照工具。 Toolbars:显示或隐藏工具栏。 Titles:显示或隐藏窗体标题。
1第一章 Matlab语言概述
(Ⅰ)基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。
得到了广泛的应用。
MATLAB的全称是Mateix Laboratory,意思是矩阵实验室。
它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。
MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件,它具有功能强大、使用简单等优点,是进行科学研究和工程实践的有力工具。
与Fortran和C相比,MATLAB语句更简洁、明了,更加符合人们的思维习惯。
并且还具有良好的数据可视化功能。
MATLAB包括两部分:基本部分-主要指数据计算和可视化功能。
扩展部分-主要指工具箱。
§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入(简单计算器用法)例1:计算a⨯y÷⨯=(a = 2,b =3,c = 5 )+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2:计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值(1)变量* matlab语句一般形式为:变量=表达式(或数),若变量和“=”省略,输出时自动建立“ans”默认变量。
* 对大小写敏感,如sqrt(平方根)对,而SQRT,Sqrt全错。
* 变量名第一个字符必须是英文字母,最多可包含31个字符,(含英文、数字、下连符)。
不得包含空格和标点。
* 系统遇到一个新变量名时,它会自动生成变量,若该变量早已存在,系统会自动更新内容。
表1-1 默认预定义变量(永久变量)例3:无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断,只是在给出警告信息的同时,用一个特殊的符号Inf来表示。
1 MATLAB基础准备及入门own
• 4. 函数M文件的组成:
二.MATLAB安装和集成环境
1. MATLAB安装组建选择
(1) 必须选择的本原组件
– MATLAB:可以对除“符号类数据”以外的 各类数据进行操作、运算和可视化。 – Symbolic Math:符号类数据的操作和计算。 – Simulink:仿真软件包。 – Optimization:包括求函数零点、极值、规划 等优化程序。
五. Command History 历史命令窗口
• 1. 历史指令窗的功能:
– 记录用户在MATLAB指令窗中所输入过的 所有指令行,并且所有这些被记录的指令行 都能被复制,或送到指令窗中再运行。
• 2. 历史指令的在运行:
– 选中历史命令:[Ctrl+鼠标左键]; – 点击鼠标右键:[Evaluate Selection]。
• 4. 扩展和修改搜索路径
– 目的:当用户有多个目录需要同时与 MATLAB交换信息,就应该把这些目录放 置在MATLAB的搜索路径,使得这些目录 上的文件或数据能被调用。
– 修改方法:利用路径对话框修改搜索路径
• 在指令窗里,运行指令pathtool
• 在MATLAB桌面、指令窗口的菜单条中,选择 [File:Set Path]下拉菜单项。
• 或点击MATLAB桌面左下角的Start按钮中的 [Desktop tools:path]。
4. 文件管理
• 文件管理的命令,包括列文件名、显示或删除文 件、显示或改变当前目录等。(what、dir、type、 delete、cd) • what:显示当前目录下所有与matlab相关的文件 及它们的路径。 • dir:显示当前目录下所有的文件 • cd path:由当前目录进入path目录 • cd ..:返回上一级目录 • cd:显示当前目录 • type filename:在命令窗口中显示文件filename • delete filename:删除文件filename
第1讲 MATLAB入门(2019)(2)(1)
数组与常数之间的除法运算没有任何限制。另外,数组运算中还有幂运算(运算符 .^ )、
指数运算(exp)、对数运算(log)、和开方运算(sqrt)等。有了“对应元素”的规定,数
组的运算实质上就是针对数组内部的每个元素进行的。
二、 矩
阵
1、矩阵的建立
逗号或空格用于分隔某一行的元素,分号用于区分不同的行. 除了分号,在输入矩阵时,
提取 A 中第 r 行所有列所构成的 A 的子数组
A(:, c)
提取 A 中第 c 列所有行所构成的 A 的子数组
A(i1:i2, j1:j2)
提取矩阵 A 的第 i1 至 i2 行、第 j1 至 j2 列构成新矩阵
A(i2:-1:i1 , : )
以逆提取矩阵 A 的第 i1 至 i2 行,构成新矩阵
a.^b=[a1^b1,a2^b2,…,an^bn
5、矩阵运算符与数组运算符的异同
数组的加、减与矩阵的加、减运算完全相同。而乘除法运算符有相当大的区别,数组的
乘除法是指两同维数组对应元素之间的乘除法,它们的运算符为“.*”和“./”或“.\”。
前面讲过常数与矩阵的除法运算中常数只能做除数。在数组运算中有了“对应关系”的规定,
例 在区间[0,2*pi]画 sin(x),并分别标注“sin(x)” ”cos(x)”.
解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,x,z)
gtext(‘sin(x)’);gtext(’cos(x)’)
(4) legend 的用法:其功能是在图形上添加图例。
生成 n 阶 Hilbert 矩阵
magic(n)
产生维数维 n×n 的魔方阵
1.Matlab基础知识
c y
m magenta
figure(2);
plot(x,sin(x),'bo:');
MATLAB 语言简介 2、MATLAB的工作环境
MATLAB的工作界面主要由菜单、工具栏、当前工作目 录窗口、工作空间管理窗口、历史命令窗口和命令窗口组 成,如图1-1所示。点击左下角start, 弹出快捷菜单, 其中有工具箱、帮助和演示等多个选项,可选择需要的菜 单进入相关界面。
MATLAB 语言简介
5、求2和3对应元素相乘的结果矩阵。
6、计算向量a=(1, 2, 3)、b=(4, 5, 6)和c=(-3, 6, -3) 的 混合积
MATLAB 绘图语句
常用的 MATLAB 绘图语句有 figure 、 plot 、 subplot 、 stem 等,
图形修饰语句有title、axis、text等。
MATLAB 语言简介
3)当前工作目录窗口
在当前工作目录窗口可显示或改变当前目录,如图1-4 所示。
图1-4 MATLAB7.0的当前工作目录窗口
MATLAB 语言简介
4)工作空间管理窗口 工作空间管理窗口显示目前内存中所有的MATLAB变量的变量 名、数据结构、字节数以及类型等信息,如图1-5所示。
路径设置对话框
Байду номын сангаас
• 单击Add Folder... 按钮可以将你的一个文件夹加 入到系统路径中 • Add with Subfolders... 允许把一个文件夹包括其所 有的子文件夹加入到系统路径中 • 按Revert按钮取消所有未保存的改动 • 按Default按钮将还原到MATLAB安装时的路径设 置 按Help按钮则启动帮助系统解答疑难。
第1讲 MATLAB入门
例 利用M文件建立MYMAT矩阵。 (1) 启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑 器,并输入待建矩阵: (2) 把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件 名为mymatrix.m)。 (3) 在MATLAB命令窗口中输入mymatrix, 即运行该M文件,就会自动建立一个名 为MYMAT的矩阵,可供以后使用。
(3) 若参与逻辑运算的是两个同维矩阵,那 么运算将对矩阵相同位置上的元素按标量 规则逐个进行。最终运算结果是一个与原 矩阵同维的矩阵,其元素由1或0组成。 (4) 若参与逻辑运算的一个是标量,一个是 矩阵,那么运算将在标量与矩阵中的每个 元素之间按标量规则逐个进行。最终运算 结果是一个与矩阵同维的矩阵,其元素由1 或0组成。
行. 输入矩阵时,严格要求所有行有相同的列. 例 m=[1 2 3 4 ;5 6 7 8;9 10 11 12] p=[1 1 1 1 2222
3 3 3 3]
(二)利用M文件建立矩阵 对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为 它专门建立一个M文件。下面通过一个 简单例子来说明如何利用M文件创建矩 阵。
1
值
用于结果的缺省变量名
所用函数的输入变量数目 所用函数的输出变量数目 最小可用正实数 最大可用正实数
2、数学运算符号及标点符号
+ — * .* / ./ ^ .^ \ 加法运算,适用于两个数或两个同阶矩阵相加. 减法运算 乘法运算 点乘运算 除法运算 点除运算,同.\ 乘幂运算 点乘幂运算 反斜杠表示左除.
[2]矩阵运算:
矩阵加法:A+B
矩阵乘法:A*B 方阵的行列式:det(A) 方阵的逆:inv(A) 方阵的伪逆:pinv(A)
MATLAB (matrix3)
方阵的特征值与特征向量:[V,D]=eig[A]
MATLAB入门教程)1.MATLAB的基本知识
1-1、基本运算与函数在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter 键即可。
例如:>> (5*2+1.3-0.8)*10/25ans =4.2000MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答案(Answer)并显示其数值於萤幕上。
小提示:">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。
我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x:x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25x = 42此时MATLAB会直接显示x的值。
由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。
小提示:MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。
MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。
若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例:y = sin(10)*exp(-0.3*4^2);若要显示变数y的值,直接键入y即可:>>yy =-0.0045在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。
下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:小整理:MATLAB常用的基本数学函数abs(x):纯量的绝对值或向量的长度angle(z):复数z的相角(Phase angle)sqrt(x):开平方real(z):复数z的实部imag(z):复数z的虚部conj(z):复数z的共轭复数round(x):四舍五入至最近整数fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数rat(x):将实数x化为分数表示rats(x):将实数x化为多项分数展开sign(x):符号函数(Signum function)。
(完整版)Matlab入门教程
(完整版)Matlab⼊门教程第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.1.2 MATLAB的主要功能1.数值计算MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位,还提供了⼗分丰富的数值计算函数。
2.绘图功能可以绘制⼆维、三维图形,还可以绘制特殊图形(与统计有关的图,例如:区域图、直⽅图、饼图、柱状图等)。
3.编程语⾔MATLAB具有程序结构控制、函数调⽤、数据结构、输⼊输出、⾯向对象等程序语⾔特征,⽽且简单易学、编程效率⾼。
4.MATLAB⼯具箱MATLAB包含两部分内容:基本部分和各种可选的⼯具箱。
MATLAB⼯具箱分为两⼤类:功能性⼯具箱和学科性⼯具箱。
1.1.3MATLAB语⾔的特点语⾔简洁紧凑,使⽤⽅便灵活,易学易⽤。
例如:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]⼀条语句实现了对3x3矩阵的输⼊。
语句功能强⼤,⼀条语句相当于其它语⾔的⼀个⼦程序,例如fft。
语句简单,内涵丰富。
同⼀个函数有不同的输⼊变量和输出变量,分别代表不同的含义。
Matlab既具有结构化的控制语句(if、for、while)⼜⽀持⾯向对象的程序设计。
⽅便的绘图功能。
包含功能强劲的⼯具箱。
易于扩展。
1.1.4 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。
x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求⽅程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。
p=[3,7,9,0,-23]; %建⽴多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性⽅程组。
a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运⾏环境与安装1.2.1 MATLAB的运⾏环境硬件环境:(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和⿏标软件环境:(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(2) 其他软件根据需要选⽤1.2.2 MATLAB的安装运⾏系统的安装程序setup.exe,可以按照安装提⽰依次操作。
第1讲_MATLAB基础知识
2.2 数值、变量和表达式
2、特殊变量名 ,由系统使用,不能用的(如使用会造成混乱)
ans pi 默认的结果变量 圆周率
eps
inf NaN
计算机中的最小数
无穷大 不定数
i(j)
nargin nargout realmin realmax varargin varargout
复数中的虚数单位
所用函数的输入变量数目 所用函数的输出变量数目 最小正实数 最大正实数 函数输入的变量中,可变变量的输入个数 可变的函数输出个数
Format short e 5位浮点表示,所谓的科学计数法
Format long e
15位浮点表示,同上
Format short g 5位浮点和定点之间选择 Format long g 15位定点表示,显示到小数点后第14位
2.2 数值、变量和表达式
1、命名规则 由字母、下划线及数字组成 • 以字母打头 • 区分大小写 • 不超过63个字符,多的字符串将被忽略 合法命名:a, a113, Abs123_ce, abs123_ce
1.2 运行环境介绍
4 命令历史窗口
1.2.1 MATLAB中的窗口
显示所有执行过的命令,一方面查看执行过的命令,另一 方面可重复利用原来的命令。
1.2 运行环境介绍
5 当前目录窗口
1.2.1 MATLAB中的窗口
显示当前目录下的所有文件的文件名、文件类型和最后修 改时间。
1.2 运行环境介绍
1、命令行运行方式:直接在命令行中输入命令 2、M文件运行方式:将命令集写到M文件中,通过执行 M文件来执行一批命令命令窗口(Command Window) 区别:两者的执行效果一样,M文件可以进行调试及重复 调用。
MATLAB第一章MATLAB操作基础
绘图功能
利用MATLAB绘图十分方便,它既可以绘制各种图形(包 括二维图形和三维图形),还可以对图形进行修饰和控制,以 增强图形的表现效果。
编程语言
MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入 输出、面向对象等程序语言特征,所以可以使用MATLAB进行 程序设计,而且简单易学、编程效率高。因此,对于从事数值 计算、计算机辅助设计和系统仿真等领域的人员来说,用 MLAB编程的确是一个理想的选择。
MATLAB 工具箱
MATLAB包含两部分内容:基本部分和各种可选的工 具箱。
1.3 初识MATLAB
例 1-1 绘制函数 y=2sin(1+x)的图像,并计算当 x=0.5 时的函数 值。
x=(1:0.1:10); %给出自变量 x
的定义域
y=2*sin(1+x); %写出函数形
式
plot(x,y)
%绘出函数图形
y=2*sin(1+0.5) %求当 x=0.5
时的 y 值,其
后不加分号,
直接在窗口中
给出结果
y =1.9950
%输出 y 的计
算结果
例 1-2 绘制函数 y=3x3-10x2+5x-8的图像
for i=1:100 x(i)=0.1*i; y(i)=3*x(i)^310*x(i)^2+5*x(i)-8;
end plot(x,y)
例 1-3 求方程 3x4 7x3 9x2 23 0 的根
(2)开发了与外部进行直接数据交换的组件,打通了MATLAB 进行实时数据分析、处理和硬件开发的道路。
matlab
第1讲绪论MATLAB:是 MATrix LABoratory 的缩写,是由美国MathWorks公司开发的工程计算软件,迄今MATLAB已推出了7.0版。
MATLAB集成环境主要包括五个部分:MATLAB语言、MATLAB工作环境、句柄图形、MATLAB 数学函数库和MATLAB API (application program interface)。
MATLAB语言是以数组为基本数据单位,包括控制流程语句、函数、数据结构、输入输出及面向对象等特点的高级语言,具有以下主要特点:1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高。
MATLAB除了提供和C语言一样的运算符外,还提供广泛的矩阵和向量运算符。
2)既具有结构化的控制语句(如for循环、while循环、break语句、if语句和switch语句),又有面向对象的编程特性。
3)图形功能强大。
它既包括对二维和三维数据可视化、图像处理、动画制作等高层次的绘图命令,也包括可以完全修改图形局部及编制完整图形界面的、低层次的绘图命令。
4)功能强大的工具箱。
工具箱可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。
功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互的功能。
而学科性工具箱是专业性比较强的,如优化工具箱、统计工具箱、控制工具箱、小波工具箱、图象处理工具箱、通信工具箱等。
5)易于扩充。
除内部函数外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可修改源文件和加入自己的文件,它们可以与库函数一样被调用。
MATLAB既是一种语言,又是一个编程环境。
这一节将集中介绍MATLAB提供的编程环境。
作为一个编程环境,MATLAB提供了很多方便用户管理变量、输入输出数据以及生成和管理M 文件的工具。
所谓M文件,就是用MATLAB语言编写的、可在MATLAB中运行的程序。
下面将分别介绍MATLAB的命令窗口、工作区、程序编辑/调试器和帮助系统。
MATLAB如何使用-教程-初步入门大全资料
运算 数学表达式
加 a+b
减
a-b
乘 a×b
除 a÷ b
幂 a^b
MATLAB运算符
+ *
/(右除)或\(左除)
^
MATLAB表达式
a+b a-b a*b a/b或b\a a^b
示例
1+2 5-3 2*3
6/2或2\6 2^3
指出:右除相当于通常的除法。
22
七、MATLAB的变量与函数
1、变量 变量就是在程序的运行过程中,其数值可以变化的量
MATLAB是交互式的语言,输入命令即给出运算结 果。而命令窗口则是MATLAB的主要交互窗口,用 于输入和编辑命令行等信息,显示结果(图形除 外)。
当命令窗口中出现提示符“>>”时,表示MATLAB已 经准备好,可以输入命令、变量或运行函数。提示 符总是位于行首。
在每个指令行输入后要按回车键,才能使指令被 MATLAB执行。
28
矩阵的创建(续)
1、直接输入法-在命令窗口按规则输入方式创建矩阵
例1.在命令窗口创建简单的数值矩阵。
>>A=[1 3 2;3 1 0;2 1 5] 回车后在命令窗口显示如下结果
A=
132
310
215 例2.在命令窗口创建带运算表达式的矩阵,不显示结果。
>>y=[sin(pi/3),cos(pi/6);log(20),exp(2)]; 输入“y”回车,在命令窗口显示出来。
(3)在MATLAB安装目录\MATLAB6p5中双击 MATLAB快捷方式。
(4)在MATLAB安装目录\MATLAB6p5\bin\win32 中双击MATLAB.exe图标。
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MATLAB
入门
一、变 量 与 函 数 二、 矩 三、数 阵 组
四、 MATLAB作图 五、 MATLAB编程 六、微积分
一、变 量 与 函 数
1、变量
MATLAB中变量的命名规则是:
(1)变量名必须是不含空格的单个词;
(2)变量名区分大小写;
(3)变量名最多不超过31个字符;
(4)变量名必须以字母打头,之后可以是
(2)访问一块元素: x(a :b :c)表示访问数组x的从第a 个元素开始,以步长为b到第c个元素(但不超过c),b可 以为负数,b缺损时为1.
(3)直接使用元素编址序号: x([a b c d]) 表示提 取数组x的第a、b、c、d个元素构成一个新的数组 [x(a) x(b) x(c) x(d)].
返回
二、 矩
阵(p 2)
1、矩阵的建立
逗号或空格用于分隔某一行的元素,分号用于区分不
同的行. 除了分号,在输入矩阵时,按Enter键也表示开始
一新行. 输入矩阵时,严格要求所有行有相同的列.
例 m=[1 2 3 4 ;5 6 7 8;9 10 11 12] p=[1 2 3 4 5678 9 10 11 12]
预备实验 MATLAB入门
实验内容:1、 熟悉Matlab 软件环境, 对向量、数 组和矩阵处理的基本方法 2、 使用Matlab作图 3、 简单编程和 m 文件的使用 实验目的:了解什么是MATLAB以及什么如何使用 MATLAB
导ຫໍສະໝຸດ 言MATLAB:是 MATrix LABoratory 的缩写,
曲线的性质 X,Y是向量,分别表示点集的横坐标和纵坐标 plot(Y)--以元素序号为横坐标,绘制折线图(演示) plot(X,Y)--y和x为同维向量,则以x为横坐标, y为纵坐标绘制实线图 (演示)
两种基本 形式
2.多重线的绘制
多重线的两种画法: (1)plot (X,Y1,S1,X,Y2,S2,……,X,Yn,Sn) --同时将多条线画在一起
是由美国MathWorks公司开发的工程计算软件。
矩阵是MATLAB的核心 MATLAB的进入与运行方式(两种)
1、启动MATLAB后,就进入MATLAB命令窗口 (Command Windows)或工作区(Workspace), 命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主要场所。命令 窗口的空白区域,用于输入和显示计算结果。(演示) 2、在编辑窗口运行程序,不过运行的结果仍出现 在命令窗口 。(演示)
依次提取矩阵A的每一列,将A拉伸为一个列向量 把A看作列向量A(:),提取其中第i个元素。 提取A中第r行和第c列所定义的A的元素 提取A中第r行所有列所构成的A的子数组 提取A中第c列所有行所构成的A的子数组
A(i1:i2, j1:j2) A(i2:-1:i1 , : ) A( : , j2:-1:j1 ) A(i1:i2,:)=[ ] A(:, j1:j2)=[ ]
a./c= [a1/c,a2/c,…,an/c](右除)
a.\c= [c/a1,c/a2,…,c/an] (左除) a.^c= [a1^c,a2^c,…,an^c] c.^a= [c^a1,c^a2,…,c^an]
(2)数组-数组运算 当两个数组有相同维数时,加、减、乘、除、 幂运算可按元素对元素方式进行的,不同大小或维 数的数组是不能进行运算的.
3、数学函数
函 数 名 称 函 数 名 称
sin(x) cos(x) tan(x) abs(x) min(x) sqrt(x) log(x) sign(x)
正弦函数 余弦函数 正切函数 绝对值 最小值 开平方 自然对数 符号函数
asin(x) acos(x) atan(x) max(x) sum(x) exp(x) log10(x) fix(x)
5、 矩阵运算符与数组运算符的异同
数组的加、减与矩阵的加、减运算完全相同。而乘 除法运算符有相当大的区别,数组的乘除法是指两同维数 组对应元素之间的乘除法,它们的运算符为“.*”和“./” 或“.\”。前面讲过常数与矩阵的除法运算中常数只能做 除数。在数组运算中有了“对应关系”的规定,数组与常 数之间的除法运算没有任何限制。 另外,数组运算中还有幂运算(运算符 .^ )、指数 运算(exp)、对数运算(log)、和开方运算(sqrt) 等。有了“对应元素”的规定,数组的运算实质上就是针 对数组内部的每个元素进行的。 例如 >> a=[2 1 -3 -1; 3 1 0 7; -1 2 4 -2; 1 0 -1 5]; >> a^3, a .^3
反正弦函数 反余弦函数 反正切函数 最大值 元素的总和 以 e 为底的指数 以 10 为底的对数 取整
返回
a
三、数
组
1、创建简单的数组 x=[a b c d e ] 创建包含指定元素的数组
x=a:b 创建从a开始,加1计数,到b结束的等差数组
x=a:k:b 创建从a开始,加k计数,b结束的等差数组
设:a=[a1,a2,…,an], b=[b1,b2,…,bn] 则:a+b= [a1+b1,a2+b2,…,an+bn]
a.*b= [a1*b1,a2*b2,…,an*bn]
a./b= [a1/b1,a2/b2,…,an/bn] a.\b=[b1/a1,b2/a2,…,bn/an] a.^b=[a1^b1,a2^b2,…,an^bn]
注:字符串要用单引号括起
例 在区间[0,2*pi]画sin(x)的图形,并加注图例“自变量 X”、“函数Y”、“示意图”, 并加格栅.
解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y) xlabel('自变量X') ylabel('函数Y') title('示意图') grid on
4、数组的运算
数组的运算符为加(+)、减(-)、点乘(.*)、点除(./)、和点 乘方运算 (.^)
(1)标量-数组运算 数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个 元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算.
设:a=[a1,a2,…,an], c=标量 则:a+c=[a1+c,a2+c,…,an+c] a.*c=[a1*c,a2*c,…,an*c]
(2) hold on hold off
保持当前图形, 以便继续画图到当前图上 释放当前图形窗口
注意hold on与hold off的配对使用
(3) 曲线的线型和颜色的选择
用下面的命令进行操作
曲线的 性质
例 在[0,2*pi]用红线画sin(x),用绿圈画cos(x).
解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,'r',x,z,’g0')
提取矩阵A的第i1至i2行、第j1至j2列构成新矩阵 以逆序提取矩阵A的第i1至i2行,构成新矩阵 以逆序提取矩阵A的第j1至j2列,构成新矩阵 删除A的第i1至i2行,构成新矩阵 删除A的第j1至j2列,构成新矩阵
[A B];[A;B]
将矩阵A和B拼接成新矩阵
3、矩阵的运算
(1)、四则运算 矩阵的加、减、乘运算符分别为“+,—,* ” ,用法 与数字运算几乎相同,但计算时要满足其数学要求。 在MATLAB中矩阵的除法有两种形式:左除“\”和右除 “/”。 例如:若A是可逆矩阵, AX=B的解是:A左除B,即X=A\B; XA=B的解是:A右除B,即X=B/A
四、 Matlab作图
MATLAB有很强的图 形功能,可以方便地实现 数据的视觉化。强大的计 算功能与图形功能相结合 为MATLAB在科学技术和 教学方面的应用提供了更 加广阔的天地。下面着重 介绍二维图形的画法,对 三维图形只作简单叙述。 二维图形 三维图形
1.二维图形绘制的基本形式
Matlab作图是通过描点、连线来实现的,故在画 一个曲线图形之前,必须先取得该图形上的一系列的 点的坐标(即横坐标和纵坐标),然后将该点集的坐 标传给Matlab函数画图. 完整的命令为: plot(X,Y,S)
注:中括号括起的表明是矩阵,一般的表达多用小括号。
特殊矩阵的建立:
a=[ ] 产生一个空矩阵,空矩阵的大小为零. 产生一个m行、n列的零矩阵 产生一个m行、n列的元素 全为1的矩阵 d=eye(m,n) 产生一个m行、n列的单位矩阵
b=zeros(m,n) c=ones(m,n)
i, j
1 i j 1
注:k=1时可以省略不写,如第二种创建方式
x=linspace(a,b,n) 创建从a开始,到b结束,有n个元素的等差数组 x=logspace(a,b,n) 创建从 10 a 开始,到10 b 结束,有n个元素的等比数组
2、 数组元素的访问
(1)访问一个元素: x(i)表示访问数组x的第i个元素.
(3)
hh = gtext(‘string’)
命令gtext(‘string’)用鼠标放置标注在现有的图上. 运行命令gtext(‘string’)时,屏幕上出现当前图形,在 图形上出现一个交叉的十字,该十字随鼠标的移动移动, 当按下鼠标左键时,该标注string放在当前十交叉的位 置. 例 在区间[0,2*pi]画sin(x),并分别标注“sin(x)” ”cos(x)”. 解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,x,z) gtext(‘sin(x)’);gtext(’cos(x)’)