基于MATLAB的大学数学实验

利用计算机替代纸和笔以及人的部分脑力劳动 进行数学学习和教学 数学实验 这个过程就是用计算机做
完美地结合起来
具可以绘制基本的二维图形 图 利用句柄图形对象
1 利用 MATLAB进行数学实验教学
2.1 MATLAB用于数学实验的优势
MATLAB是一个适合多学科 平台的功能强大的大型软件 已经经受了多年考验 已经成为线性代数 字信号处理 具有多种工作 MATLAB MATLAB 数 在国外
3 数学实验教学的实验过程
3.1 实验目的
通过本实验加深理解极限 定积分的概念及运算 极限 导数 MATLAB的 limit diff 不定积分 导数 不定积分 学习 学习并掌握用 MATLAB 求 定积分的方法 sum与 int命令
3.2 实验步骤
1 打开实验界面图 1 在 绘图 学生在 在 颜色 函数 的编 辑框处输入一元函数表达式 处输入具体的区间端点 当的颜色后 2 化趋势 在 点击按钮 极限点 看到该函数的图像 的编辑框处输入自变量的变 只需输入 x0 点击按钮 区间 的编辑框
学实验的基本思想和方法 逻辑体系 题出发
而是把它视为一门 实验科学 借助计算机
通过学生亲自设计和动手 从实验中去学习 探索和发
偏微分方程的数值解工具箱和大量
体验解决问题的过程 现数学规律
使得 MATLAB在大学数学实验中具有 相 MATLAB将科学计算与科学图形绘 制 利用 MATLAB 提供的函数和 工 三维线形图和表面 创建 可以进行图形定制
在欧美等高校
自动控制理论
数理统计
时间序列分析
动态系统仿真等高级 硕
利用 MATLAB提供的 这些 可以用
课程的基本教学工具
收稿日期: 2006-08-07
成为攻读学位的大学生
还可以创建工具栏控件和多种对话框
GUIDE 提 供 了 一 系 列 创 建 GUI 的工具 工具极大地简化了 GUI的设计和生成过程 GUIDE 设计界面 操 作 的 M 文件
自己的图形类型和样式
2.2 MATLAB的图形用户界面(GUI)设计功能
图形用户界面 (GUI) 设计是实现人机交互的中 介 可以通过它实现数据的输入 处理和输出 图形 可 MATLAB 提供了一个专门的 GUI 设计工具 用户界面开发环境 GUIDE 以 快 速 完 成 GUI设 计 任 务 各种函数 使用这个工具
作者简介 : 时红霞(1965-),女,河南伊川人,硕士,副教授,主要从 事数理统计技术的研究.
并自动生成一个控制 GUI 如 何
该 M 文 件 初 始 化 GUI 并 包 含 所 有
万方数据
24
洛阳工业高等专科学校学报
第16卷
GUI回调 架 码
用户单击 GUI控件时执行的命令
的框
(2) 按钮 syms x
-4 4
[ -1 1
- 0. 5, 0. 5 上的图形
x (4) 函数 f ( x) = (1 + ) ,分别画出 f ( x ) 在区
1 x
间 -4 4
[ 0 30
0 100 上的图形 并求极
1 + )x 限 lim(1 x→4 x
1 lim (1 + ) x x →100 x
3结 语
通过数学实验课 可以使学生更好地理解一些
图
(3) 函数 f ( x) = sin
1 ,分别画出 f ( x ) 在区间 x
函数 f ( x ) = sin x
图
1 函数 f ( x ) = (1 + ) x
x
参考文献
[1] 苏金明 ,阮沈勇.MATLAB实用教程 [M].北京:电子工业出 版社,2005 [2] 施晓红等.精通GUI图形界面编程[M].北京:北京大学出版 社,2003 [3] 周旭欣,向明礼 ,董兵超等.用MATLAB编制用户界面实现 曲线拟合[J].西南民族大学学报,2004,30(2):221-224 [4] 周德亮,白岩.用MATLAB解决高等数学中的图形问题 [J]. 数学的认识与实践,2002,32(1):122-124 [5] 黄琼湘, 那斯尔江 吐尔逊 .Matlab作图函数的总结与分
河南 洛阳 471003
利用 MATLAB的图形用户界面 并举例说明利用这种方 法
(GUI)进行数学实验
给出了利用MATLAB进行数学实验的实验界面 图形用户界面 GUI
进行数学实验教学的优点和作用 关键词 :MATLAB 数学实验 中图分类号 : TP319,O13 文献标识码 : B 学习带 文章编号 : 1008-8814(2006)04-0023-03 士生 博士生必须掌握的基本技能 在设计研究单
编辑框选择适 即可在图形窗口
x → x0
万方数据
第4期
时红霞等 基于 MATLAB的大学数学实验
25
极限值 函数的极限 3 数
即可在
极限值
的文本框内看到该 即可在 一阶导 点击按钮
较难理解的概念和一些重要的结论 数的微积分运算实验里 亲自动手做实验
例如在一元函 使
通过实验练习和学生自己
点击按钮
一阶导数
万方数据
极限
的回调程序如下
使用 M文件编辑器 实现各个控件的功能
可以向回调框架中添加代
a=str2double(get(handles.edit3,'string')) f=get(handles.edit1,'string') m=limit(y,x,a) m1=double(m) set(handles.edit4,'string',m1) (3) 按钮 syms x f=get(handles.edit1,'string'); y=sym('f') f1=diff(f) v=char(f1) set(handles.edit5,'string',v) (4) 按钮 syms x 不定积分 回调程序如下 一阶导数 回调程序如下
是在教育部面向 21世纪教学内容和 近几年来在我国高校 其基本目的是使学生掌握数 即不把数学看成先验的 从问
经过多年的国际竞争 软件市场的主导地位
课程体系改革项目的推动下 中新开设起来的课程
作平台的功能强大的数值计算及数值分析软件 誉为 巨人肩上的工具 MATLAB的符号运算工具箱 最优化工具箱 的函数 当的优势 统计工具箱
2.3 数学实验的实验界面
利用 MATLAB的图形用户界面 (GUI)可以设计 出实验界面 示范性的设计了一个一元函数的微积 如图 1所示 分运算的实验界面
图 1 一元函数微积分运算实验
f=get(handles.edit1,'string'); y=sym('f') f1=int(f) v=char(f1) set(handles.edit7,'string',v) (5) 按钮 close 退出 回调程序如下
到该函数的二阶导数 点击按钮 不定积分 即可在 分 的文本框内看到该函数的不定积分 定积分 入上下限以后 即可在 定积分
1 在 x =0 的极限是 x
有利于引导 培养
也看到了比较难处理的函数 MATLAB等 的关注
出现一个定积分上下限的对话框 如图 1所示
作图问题在数学实验课上的方便实现
的文本框内看到
第 16卷 第 4期 2006年 10月
洛阳工业高等专科学校学报 Journal of Luoyang Technology College
Vol.16 No.4 Oct. 2006
基于MATLAB的大学数学实验
时红霞
1.西安建筑科技大学 摘 要 : 介绍了数学实验的背景
1, 2
刘
钧
2
舒云星
2
陕西 西安 710055 2.洛阳工业高等专科学校 MATLAB用于数学实验的优势
提高了学生学习数学的兴趣
的文本框内看到该函数的一阶导数 二阶导数 4 即可在 二阶导数
的文本框内看 不定积 点击按钮 输
+ ) 学生加深了对重要极限 lim(1 x →∞
3) 加深了对函数 f ( x) = sin 否存在的理解 ( 图 2) 学生对计算机语言 学生学习语言的兴趣
1 x
x
e 的理解 (图
2.4 实验界面的软件实现
利用 MATLAB 语言对图形用户界面上的控件 编程 可以实现每个控件的功能 (1) 按钮 cla sym x a=str2num(get(handles.edit2,'string')); b=str2num(get(handles.edit9,'string')); v=get(handles.edit1,'string'); m=ezplot(v,[a b]) k=get(handles.pu1,'value'); switch k case 1 set(m,'color','r') case 2 set(m,'color','m') case 3 set(m,'color','c') case 4 set(m,'color','g') end 绘图 下面是部分控件 的回调程序 的回调程序如下
析 [J].高等理科教育,2005,(6):40-42
The University Mathematics Experiment Based on MATLAB SHI Hong-xia , LIU Jun , SHU Yun-xing
1,2 2 2
(1.Xi'an University of Architecture & Technology, Xi'an 710055, China; 2.Luoyang Technology College, Luoyang 471003, China) Abstract: This article introduces the background of the mathematics experiment, the advantages of MATLAB in it, and using the graphic users interface (GUI) of MATLAB. It also presents the experimental interface of using MATLAB to realize the mathematics experiment, and illustrates the advantages and functions of this method's using in the mathematics experiment teaching. Key words: MATLAB; Mathematics experiment; Graphic users interface GUI.
现代教育技术环境给高等数学的教学 来了巨大变革 体
教学过程中充分运用现代教育媒 优化课堂教学 开设数
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位和工业部门
MATLAB被广泛用于科学研究 和 可以说 无论从事工程方面的
精心制作多媒体课件
解决各种具体问题 哪个学科
学实验和数学建模 法 数学实验
是提高数学教学质量的有效方
都能在 MATLAB里找到合适的功能 MATLAB 已经占据了数 值 已经发展成为多学科多种工 被
该函数的定积分值
3.3 实验练习
(1) 函数 f ( x ) = 1 [-20 20]上的图形 (2) 函数 f ( x) =
36x x 3
2
画出f(x)在区间
1 并求极限 lim x→0
36x x 3
2
tan4x ,画出 f ( x ) 在区间 [-4,4] x tan 4 x x
1
上的图形
并求极限 lim x →0