matlab入门教程文献
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。
matlab实用入门教程pdf
对数据进行清洗、转换和整理,以便于后续分析。
数据探索
使用箱线图、散点图等探索数据的分布和关系。
假设检验与回归分析
对数据进行假设检验和回归分析,验证假设并预测未来趋势。
04
图形与图像处理
Chapter
二维图形绘制
绘制基本图形
学习如何使用MATLAB中的基本 绘图函数,如plot、subplot、 hold on等,来绘制线、点、面等 基本图形。
绘制二维图形
使用`plot`函数绘制二维线图,支持多种线 型和颜色。
图形修饰
添加标题、坐标轴标签、图例等,提高图形 的可读性。
绘制三维图形
使用`plot3`函数绘制三维线图,支持添加曲 面和等高线。
多图显示
在一个窗口中显示多个图形,便于比较和分 析。
数据分析工具
数据导入与导出
支持导入和导出多种格式的数据文件,如CSV、Excel等。
图形样式设置
掌握如何设置图形的线型、颜色 、数据标记等样式,以及添加图 例、标题、坐标轴标签等。
多图形排版
了解如何使用subplot函数在同一 窗口中创建多个图形,并进行排 版和调整。
三维图形绘制
01
02
03
三维数据表示
学习如何将二维数据扩展 到三维空间,包括三维曲 线、曲面和散点图的绘制 。
三维图形样式设置
文件位置控制
阐述如何在MATLAB中控制文件的位置,包 括文件的定位、回退、跳过等操作。
MATLAB编译器
编译器的安装与配置
介绍如何在MATLAB中安装和配置编译器,以便将MATLAB代码转 换为可执行文件或库文件。
编译过程详解
详细阐述MATLAB编译器的编译过程,包括预处理、编译、链接等 步骤,以及如何处理编译错误和警告。
matlab入门教程资料
——数学建模基础教程
主讲者:高陈燕
MATLAB ——数学建模基础教程
MATLAB的概述
MATLAB程序设计基础
MATLAB在数值计算中的应用
MATLAB的符号计算 MATLAB的图形处理
MATLAB程序设计基础
MATLAB语言的基本要素 MATLAB语言的核心——矩阵
单元型数据和结构型数据
ans = 3.14159265358979 >>format long e;pi ans = 3.141592653589793e+000 >>format long g;pi ans = 3.14159265358979
2018年10月21日5时7分 8
Matlab语言还提供了复数的表达和运算功能。复数的基本 单位表示为i或j。例如: 如果是表达式,必须在虚部的数值与i、j之间使用乘号。
>>pi=1 pi = 1 >>clear pi >>p分
7
数值
数值缺省为实数保留小数点后4位浮点数表示。其输入格式与C 语言一致:如:9 -73 0.1999 1.475e6 输出格式由format命令控制,只是影响屏幕显示效果,不影响内 >>format long;pi 部存储和计算。下面以pi为例。
2018年10月21日5时7分
24
>> a=[1,2,3,4;5,6,7,8;4,3,2,1;8,7,6,5] a= 1 2 3 4 5 6 7 8 4 3 2 1 8 7 6 5 >> a(:,1:2)=[] a= 3 4 7 8 2 1 6 5 >> b=a([1 3],:) b= 3 4 2 1
Matlab第一教学与上机讲述免费全文阅读
3)文件名:无空格、无中文的文件夹作为程序的安 装文件夹。
第一章 MATLAB操作基础
二、 MATLAB 安装
具体安装:
第一章 MATLAB操作基础
三、MATLAB的开发环境
1、MATLAB系统的组成 ① MATLAB开发环境 ② MATLAB数学函数库 ③ MATLAB语言 ④ 图形功能 ⑤ 应用程序接口 五个部分。
(5)隐藏窗口
命令输入: edit---文本程序编辑窗口 figure---图像窗口 guide---guide窗口 也可在菜单栏中选择对应窗口
选择窗口的显示形式: Desktop—Desktop Layout
四、MATLAB的启动与退出
1、MATLAB系统的启动 (1)在桌面上双击MATLAB快捷方式图标。 (2)在开始菜单中单击MATLAB项。 (3)在MATLAB安装目录中双击MATLAB快捷方式
MATLAB的帮助系统(续)
④>>lookfor image %查找有关图像的函数和命令。 2、在线帮助浏览器
MATLAB设计了全新的在线帮助浏览器, 当在View菜单中选择了Help选项,或在Help菜 单中选择了MATLAB Help选项时,都可以打 开帮助浏览器。 3、演示帮助
选择Help菜单中的Demos选项,可以打开 演示窗口,观看要查询项的动画演示。
函数的主要用法。
实验一 MATLAB熟悉与操作 基础
三、实验内容(续) (1) 已知a=73,求a的平方根;
(2)已知x的值域区间为1π-4π,求其正
玄值,余玄值。
实验一 MATLAB熟悉与操作基础
四、完成上机实验报告;并在下节课之 前上交。
matlab课程设计参考文献
Matlab课程设计参考文献1. 概述Matlab是一种功能强大的科学计算工具,被广泛应用于工程、物理、生物、经济等领域。
在高校教学中,Matlab课程设计是培养学生计算机编程能力和科学计算思维的重要环节。
在进行Matlab课程设计时,参考文献的选择对于指导学生进行科学、合理的设计具有重要意义。
本文将介绍几本适合作为Matlab课程设计的参考文献,帮助教师和学生更好地进行课程设计。
2. 参考文献一:《MATLAB基础教程》该书是一本适合初学者的Matlab入门教材。
内容包括Matlab的基本概念、语法、数据类型、数组运算、数据可视化等。
书中还介绍了一些简单的Matlab编程技巧和常见问题的解决方法。
对于初学者来说,这本书可以帮助他们快速掌握Matlab的基本知识,为进一步的课程设计打下基础。
3. 参考文献二:《MATLAB数学建模》该书适合进行数学建模课程设计的学生使用。
书中介绍了Matlab在数学建模中的应用,包括常见的数学模型、微分方程、优化问题等。
另外,书中也提供了大量的例子和练习题,方便学生在课程设计中进行实践。
对于希望将Matlab应用于实际问题求解的学生来说,这本书是一本很好的参考资料。
4. 参考文献三:《MATLAB程序设计与应用》该书是一本介绍Matlab高级编程技巧和工程应用的书籍。
书中涉及了Matlab的面向对象编程、文件I/O、图形用户界面设计等内容。
对于希望进一步提高Matlab编程能力和了解Matlab在工程领域的应用的学生来说,这本书是一本很好的参考书籍。
5. 参考文献四:《MATLAB工程应用实例》该书主要介绍了Matlab在工程领域的应用实例,包括信号处理、图像处理、控制系统设计等方面。
书中以实例为主,通过具体的工程案例来介绍Matlab的使用方法和技巧。
对于希望在工程领域深入应用Matlab的学生来说,这本书是一本很好的实践指导书。
6. 结论在进行Matlab课程设计时,选择适合的参考文献对于学生的学习和教学的指导具有重要意义。
matlab教程电子书01
用surf和shading interp绘图
用mesh绘图
用mesh和隐藏线绘图
用contour绘图
图1-2 四种方法绘制双变量的一个函数的图形
下载
(c) MATLAB也能绘制一条参数曲线,例如:
x-y平面图如图 1-3所示。
3 第1章 MATLAB是什么
图1-3 一个参数曲线图 ■
■ 例1.2 函数分析 MATLAB命令fzero和fmin可以用于寻找一个函数的零点和最小值。 函数 xex2 − ex2 − sin x3 可以用名叫 func的用户自定义函数 (见2.9节)表示,并存入一个名叫
% p 1 = A向量等于一次多项式的系数。 % linc=A向量等于x点上多项式 p1的值。 % 绘制多项式和由‘ x’标记的数据。
结果见图1-5(左图)。 能以最小二乘法对一组点拟合高次多项式。对上面的命令行进行一点小改动就可以得到 7 次多项式:
p7=polyfit(x, y, 7); xx=1:0.25:8; polc=polyval(p7, xx); p l o t = ( x x , p o l c , x , ’y ,x’)
■ 例1.1 二维和三维函数
MATLAB能用于计算,并以二维和三维图形显示各种函数。在 MATLAB函数中包括了所
有主要的数学函数和大量的高级函数。
(a) 用简短的 MATLAB命令计算并绘制在 0≤x≤6范围内的 sin(2x)、sinx2和sin2x。
x=linspace(0,6); y1=sin(2*x); y2=sin(x.^2); y3=(sin(x)).^2;
% 创建一个向量 x。 % 向量y1等于x坐标上某一 x的sin(2x)值。 % 向量y2等于sin(x.^2),同上。 % 向量y3等于(sin(x)).^2,同上。
《MATLAB》全册配套完整教学课件
第2章 MATLAB矩阵及其运算 2.1 变量和数据操作 2.2 MATLAB矩阵 2.3 MATLAB运算 2.4 矩阵分析 2.5 矩阵的超越函数 2.6 字符串 2.7 结构数据和单元数据
2.1 变量和数据操作
2.1.1 变量与赋值 1.变量命名 在MATLAB 7中,变量名是以字母开 头,后接字母、数字或下划线的字符序列, 变量名长度不超过31位,超过31位的系统 将忽略不计. 在MATLAB中,变量名区分字母的大 小写。
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输入矩阵 A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] 引用矩阵元素A(3),A(2,3),A(:,1)
• 例1-3 求方程 3x4+7x3 +9x2-23=0的全部根。
命令提示符后键入命令并按下回车键后, MATLAB就会解释执行所输入的命令,并 在命令后面给出计算结果。
• 一般来说,一个命令行输入一条命令,命 令行以回车结束。但一个命令行也可以输 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
p=15,m=35
p=15;m=35
• 1.1.2 MATLAB的主要功能
1.数值计算和符号计算功能 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。
MATLAB和著名的符号计算语言Maple相 结合,使得MATLAB具有符号计算功能。
2.绘图功能 MATLAB提供了两个层次的绘图操作:一 种是对图形句柄进行的低层绘图操作,另 一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘 图操作。
path(path,’c:\mydir’)
matlab自学经典
Matlab Main Toolbox——matlab主工具箱
功
Control System Toolbox——控制系统工具箱 Communication Toolbox——通讯工具箱
能 Financial Toolbox——财政金融工具箱
性
System Identification Toolbox——系统辨识工具箱 Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱
X1I=0.0
过程化“让某物怎么样去干事X2情I=0”.0
34 WRITE (6,6)A,B,C,X1R,X1I,X2R,X2I X0=X
6 FORMAT (1X,7(F7.4,3X))
printf("Input a,b,c:");
GOTO 4
scanf("%f%f%f",&a,&b,&c);
STOP。
其中 c ij a i1 b 1j a i2 b 2j ... a itb tj
精选课件
12
1.1 MATLAB发展历史 Matlab——Matrix Laboratory
美国新墨西哥大学Cleve Moler 在70年代后期设计 矩阵运算语言.
1983年, Cleve Moler到Standford大学讲学,Jack Little等C语言开发了第二代专业版。
精选课件
13
Matlab 的发行
1984年,Matlab 1.0 (操作系统 DOS,数值计算及数据图形化) 1993年,Matlab 4.0 (93年推出Windows版,加入 simulink) 1993年,Matlab 4.1(符号运算工具箱) Maple 1994年,Matlab 4.2(广泛重视和应用) 1997年,Matlab 5.3(真正实现32位运算) 2002年,Matlab 6.5(采用JIT加速器) 2004年,Matlab 7.0
MATLAB编程基础指南
MATLAB编程基础指南第一章:MATLAB简介MATLAB是一种高级的数值计算和科学编程语言,广泛应用于工程、科学、统计学等领域。
本章将介绍MATLAB的起源、特点以及适用范围,并指引读者安装和启动MATLAB。
1.1 MATLAB的起源1.1.1 发展背景1.1.2 MATLAB的定义和功能1.1.3 MATLAB的优势和劣势1.2 MATLAB适用领域1.2.1 工程应用1.2.2 科学研究1.2.3 统计分析1.2.4 数据可视化1.3 安装和启动MATLAB1.3.1 系统要求1.3.2 安装步骤1.3.3 启动和关闭MATLAB第二章:MATLAB基本语法本章将介绍MATLAB的基本语法规则,包括变量的定义与赋值、矩阵与数组的操作、条件语句和循环语句等。
通过学习本章内容,读者将了解如何编写简单的MATLAB程序。
2.1 变量和赋值2.1.1 变量的命名规则2.1.2 变量类型和初始化2.1.3 变量的赋值和修改2.2 矩阵和数组操作2.2.1 矩阵的定义和索引2.2.2 矩阵运算和元素操作2.2.3 数组的创建和变形2.3 条件语句2.3.1 if语句2.3.2 switch语句2.4 循环语句2.4.1 for循环2.4.2 while循环第三章:MATLAB函数与脚本文件本章将介绍如何定义和使用MATLAB函数,并探讨函数和脚本文件的区别与联系。
读者将学会如何编写自定义函数,并将其与其他MATLAB功能进行结合。
3.1 函数的定义与调用3.1.1 函数的结构3.1.2 函数的调用和返回值3.2 MATLAB预定义函数3.2.1 常用数学函数3.2.2 统计函数和概率分布3.2.3 信号处理函数3.3 脚本文件的编写3.3.1 创建脚本文件3.3.2 脚本文件的执行顺序3.3.3 脚本文件与函数的关系第四章:数据处理与分析本章将介绍MATLAB在数据处理与分析方面的丰富功能,包括数据导入与导出、数据可视化、统计分析等。
matlab程序的书籍
matlab程序的书籍《MATLAB程序设计入门》第一章:MATLAB简介MATLAB是一种强大的数值计算和科学工程软件,它提供了丰富的函数库和工具箱,使得科学计算更加高效和便捷。
本章将介绍MATLAB 的基本概念、特点和应用领域,帮助读者了解MATLAB的优势和适用范围。
第二章:MATLAB环境和基本操作本章将介绍MATLAB的界面和基本操作,包括命令窗口、编辑器、工作空间、命令历史等。
读者将学会如何编写和运行MATLAB程序,以及如何管理变量和数据。
第三章:MATLAB程序基础本章将介绍MATLAB程序的基本语法和结构,包括变量和数据类型、运算符、控制语句等。
读者将学会如何编写简单的MATLAB程序,并掌握程序的基本逻辑和流程控制。
第四章:MATLAB函数和脚本文件本章将介绍MATLAB函数和脚本文件的定义和使用方法,包括函数的输入和输出、变量的作用域、函数的调用和嵌套等。
读者将学会如何编写复杂的MATLAB程序,提高程序的模块化和可重用性。
第五章:MATLAB图形界面编程本章将介绍MATLAB图形界面编程的基本概念和技巧,包括图形窗口的创建和布局、控件的添加和事件处理等。
读者将学会如何使用MATLAB的GUI工具箱,设计和实现自己的图形界面程序。
第六章:MATLAB数据处理和可视化本章将介绍MATLAB数据处理和可视化的方法和技巧,包括数据的导入和导出、数据的清洗和转换、数据的统计和分析、数据的可视化等。
读者将学会如何利用MATLAB进行数据处理和分析,并将结果以图表的形式展示出来。
第七章:MATLAB应用案例本章将介绍一些MATLAB在不同领域的应用案例,包括信号处理、图像处理、控制系统、机器学习等。
通过这些案例,读者将了解MATLAB在各个领域的强大功能和广泛应用。
第八章:MATLAB编程技巧和优化本章将介绍一些MATLAB编程的技巧和优化方法,包括代码的优化和调试、性能的提升和内存的管理等。
《MATLAB基础教程》第1章(精)
2018年9月15日
第8页
MATLAB R2010a 基础教程
清华大学出版社
MATLAB 的功能(2/9)
数学计算 MATLAB 提供的数学算法凝聚了世界上诸多科学家的辛 勤劳动,保证了数学计算精确的结果。MATLAB 数学计 算的内容有:
– – – – – – – – 线性代数和矩阵分析与变换 数据处理与基本统计 快速傅里叶变换(FFT),相关与协方差分析 稀疏矩阵运算 三角及其它初等函数 Bessel、beta及其它特殊函数 线性方程及微分方程求解 多维数组的支持
2018年9月15日
第2页
MATLAB R2010a 基础教程
清华大学出版社
教学重点
了解 MATLAB 语言的基本功能 了解 MATLAB 语言的基本特点 熟悉 MATLAB 的基本界面 了解 MATLAB 的路径搜索
2018年9月15日
第3页
MATLAB R2010a 基础教程
2018年9月15日
第10页
MATLAB R2010a 基础教程
清华大学出版社
MATLAB 的功能(4/9)
数据的可视化
– MATLAB 提供了功能丰富的数据可视化功能函数,其中包括: – 二维、三维绘图,包括离散数据绘图、直线图、封闭折线图 (polygon)、网格图、等值线图、极坐标图、直方图等丰富多样的数 据可视化手段; – 交互的文本注释编辑能力; – 提供文件 I/O ,用于显示绘制图形,支持多种图像文件格式例如:EPS, TIFF,JPEG, PNG,BMP,HDF,AVI,PCX等; – 软硬件支持的 OpenGL 渲染; – 支持动画和声音; – 多种光源设置、照相机和透视控制; – 对图形界面元素提供了交互式可编程的控制方法——句柄图形; – 能够打印或者导出数据图形文件到其它的应用程序中,例如 Word 和 PowerPoint,共享开发的结果。
MATLAB基础与应用教程(第2版)
思考与实验
3.1脚本 3.2程序控制结构
3.3函数 3.4程序调试
3.5程序性能分 析与优化
思考与实验
1
4.1二维曲线 绘制
2
4.2其他二维 图形绘制
3
4.3三维图形 绘制
4
4.4图形修饰 处理
5
4.5图像处理
4.6交互式绘图 工具
思考与实验
1
5.1特殊矩阵 的生成
2
5.2矩阵分析
3
5.3矩阵分解
5
思考与实验
11.1 Simulink概 述
11.2系统模型的构 建
11.3系统的仿真与 分析
11.4子系统
11.5 S函数的 设计与应用
思考与实验
12.2文件操作
12.1 MATLAB与 Excel的接口
12.3 MATLAB编译 器
12.4 MATLAB 与其他语言程 序的应用接口
思考与实验
13.1 MATLAB在优化 问题中的应用
13.2 MATLAB在控制 系统中的应用
13.3 MATLAB在信号 处理中的应用
13.4 MATLAB在数字 图像处理中的应用
13.5 MATLAB 在经济和金融 领域中的应用
思考与实验
作者介绍
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目录分析
1.2 MATLAB的工作 环境
1.1 MATLAB的发展 与基本功能
1.3 MATLAB的基本 操作
1.4 MATLAB的 帮助系统
思考与实验
2.1数值数据及操作 2.2变量及其操作
2.3 MATLAB数组 2.4 MATLAB运算
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。
2024版年度MATLAB基础教程(第五版)全套教学课件
01MATLAB是MathWorks公司开发的一款商业数学软件02主要应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等领域03在科学计算、工程设计、图像处理、信号处理等领域有广泛应用MATLAB简介及应用领域MATLAB工作环境与界面介绍01MATLAB工作环境包括命令窗口、工作空间、编辑器、路径管理器等02界面简洁直观,易于上手,支持多种操作系统03提供丰富的帮助文档和示例代码,方便用户学习和使用变量、数据类型和运算符MATLAB支持多种数据类型,包括数值型、字符型、逻辑型等变量命名规则灵活,但建议遵循一定的命名规范运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等01 02 03MATLAB以矩阵作为基本数据单位,支持多维数组提供丰富的矩阵运算函数,如矩阵乘法、矩阵转置、矩阵求逆等支持数组元素的索引和切片操作,方便进行数据处理矩阵与数组操作流程控制语句01MATLAB提供多种流程控制语句,如if语句、for循环、while循环等02支持条件判断、循环控制、中断和继续等操作03流程控制语句的语法简洁明了,易于理解和使用03介绍数值计算的定义、特点、误差分析等基本概念。
数值计算基本概念详细讲解MATLAB 中的数值类型,包括整数、浮点数、复数等。
MATLAB 数据类型介绍数组和矩阵的基本概念和运算规则,包括数组的创建、索引、操作等,以及矩阵的加减、乘除、转置等运算。
数组与矩阵运算数值计算基础符号运算入门符号运算基本概念01介绍符号运算的定义、特点、应用领域等基本概念。
符号对象的创建与操作02详细讲解如何创建符号对象,包括符号变量、符号表达式、符号函数等,以及如何进行符号对象的操作,如符号表达式的化简、求值等。
符号微积分03介绍符号微积分的基本概念和运算规则,包括符号函数的极限、导数、积分等运算。
方程求解与函数极值问题线性方程组求解介绍线性方程组的基本概念和解法,包括直接法和迭代法,以及如何使用MATLAB求解线性方程组。
第一章 MATLAB操作基础
课号课序号: 0123300710100、101
推荐教材及参考书
刘卫国,《MATLAB程序设计教程》(第二版),高等 教育出版社,2006年 王沫然,《Matlab与科学计算》(第2版),电子工业 出版社,2003 张志涌等,《精通MATLAB6.5》,北京航空航天大学出 版社,2004 王正林,龚纯,《精通Matlab科学计算》,电子工业出 版社,2002 龚纯,《MATLAB语言常用算法程序集》,电子工业出 版社,2002。 Magrab, Edward B. 著,高会生等译,《Matlab原理与 工程应用》,北京电子工业出版社,2002。
的应用。
作为杰出的第四代标准计算机程序设计语言,MATLAB
越必将会更加广泛地应用在科学研究、工程技术和社会科学的
各个研究与应用领域中。
1.3 MATLAB 的主要功能
数值计算和符号计算功能 以矩阵作为数据操作的基本单位,这使得矩阵运算变 得非常简捷、方便、高效。MATLAB还提供了十分丰富 的数值计算函数,而且所采用的数值计算算法都是国际公
第一章 MATLAB操作基础
教学基本要求
了解MATLAB 发展历史、语言特点和主要功能 了解MATLAB 运行环境和安装方法
熟悉MATLAB集成环境
掌握MATLAB帮助功能的基本使用方法。
第一节 MATLAB 概述
1.1 MATLAB 的发展史
MATLAB 名字由 MATrix 和 LABoratory 两词的前三个 字母组合而成。 20世纪七十年代后期,时任美国新墨西哥 大学计算机科学系主任的 Cleve Moler 教授出 于减轻学生编程负担的目的,为学生设计了一 组调用LINPACK和 EISPACK 库程序的“通俗 易用”的接口,此即用FORTRAN编写的萌芽状 态的MATLAB。
MATLAB编程入门
inv(D)*D*X=inv(D)*B
inv(D)*D=I
I*X=X
X=inv(D)*B=D\B
X*D=B
X=B*inv(D)=B/D
n×n阶方阵A和同阶的方阵V相乘,得出n阶单位矩阵I。 I为eye(n)。
V是A的逆阵。V存在条件:A的行列式不等于0, det(A)≠0 V=A-1 MATLAB内部函数inv,得出A的逆阵V。
第一章 MATLAB简介
MATLAB(MATrix LABoratory,即矩阵实验室)是 MathWork公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件。
MATLAB是当今科学界最具影响力、也是最具活力的软件, 它起源于矩阵运算,并已经发展成一种高度集成的计算机语言。
它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量 的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口的功 能。
u=conj(z) (共轭)
u = 1.0000 - 2.0000i 3.0000 - 4.0000i 5.0000 - 6.0000i 7.0000 - 8.0000i
v=conj(z)’ (转置)
v = 1.0000 + 2.0000i 5.0000 + 6.0000i 3.0000 + 4.0000i 7.0000 + 8.0000i
D与B行数相等 两端同时左乘以inv(D) 逆阵 单位阵 D\B为D左除B
X=D\B,左除时阶数检查条件:两矩阵的行数必须相等。 未知矩阵在左. D的逆阵右乘以B,记作 /D 右除。 右除时阶数检查条件:两矩阵的列数必须相等。
a=[1 2 3; 3 -5 4; 7 8 9] x=[x1,x2,x3] b=[2;0;2] ax'=b x=a\b a左除b
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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MA TLAB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)。
当x<0时,sign(x)=-1;当x=0时,sign(x)=0;当x>0时,sign(x)=1。
> 小整理:MATLAB常用的三角函数sin(x):正弦函数cos(x):馀弦函数tan(x):正切函数asin(x):反正弦函数acos(x):反馀弦函数atan(x):反正切函数atan2(x,y):四象限的反正切函数sinh(x):超越正弦函数cosh(x):超越馀弦函数tanh(x):超越正切函数asinh(x):反超越正弦函数acosh(x):反超越馀弦函数atanh(x):反超越正切函数变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row vector)运算:x = [1 3 5 2];y = 2*x+1y = 3 7 11 5小提示:变数命名的规则1.第一个字母必须是英文字母2.字母间不可留空格3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母我们可以随意更改、增加或删除向量的元素:y(3) = 2 % 更改第三个元素y =3 7 2 5y(6) = 10 % 加入第六个元素y = 3 7 2 5 0 10y(4) = [] % 删除第四个元素,y = 3 7 2 0 10在上例中,MATLAB会忽略所有在百分比符号(%)之後的文字,因此百分比之後的文字均可视为注解(Comments)。
MATLAB亦可取出向量的一个元素或一部份来做运算:x(2)*3+y(4) % 取出x的第二个元素和y的第四个元素来做运算ans = 9y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算ans = 6 1 -1在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量若对MATLAB函数用法有疑问,可随时使用help来寻求线上支援(on-line help):help linspace小整理:MATLAB的查询命令help:用来查询已知命令的用法。
例如已知inv是用来计算反矩阵,键入help inv 即可得知有关inv命令的用法。
(键入help help则显示help的用法,请试看看!)lookfor:用来寻找未知的命令。
例如要寻找计算反矩阵的命令,可键入lookfor inverse,MATLAB即会列出所有和关键字inverse相关的指令。
找到所需的命令後,即可用help进一步找出其用法。
(lookfor事实上是对所有在搜寻路径下的M档案进行关键字对第一注解行的比对,详见後叙。
)将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector):z = x'z = 4.00005.20006.40007.60008.800010.0000不论是行向量或列向量,我们均可用相同的函数找出其元素个数、最大值、最小值等:length(z) % z的元素个数ans = 6max(z) % z的最大值ans = 10min(z) % z的最小值ans = 4小整理:适用於向量的常用函数有:min(x): 向量x的元素的最小值max(x): 向量x的元素的最大值mean(x): 向量x的元素的平均值median(x): 向量x的元素的中位数std(x): 向量x的元素的标准差diff(x): 向量x的相邻元素的差sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting)length(x): 向量x的元素个数norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度sum(x): 向量x的元素总和prod(x): 向量x的元素总乘积cumsum(x): 向量x的累计元素总和cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积dot(x, y): 向量x和y的内积cross(x, y): 向量x和y的外积(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。
)若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例:A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; % Matlab 区分大小写A =1 2 3 45 6 7 89 10 11 12同样地,我们可以对矩阵进行各种处理:A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值A =1 2 3 45 6 5 89 10 11 12B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵BB = 5 6 5A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A注意:矩阵行列。
A =1 2 3 4 55 6 5 8 69 10 11 12 5A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列)A =1 3 4 55 5 8 69 11 12 5A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列A =1 3 4 55 5 8 69 11 12 54 3 2 1A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行)A =5 5 8 69 11 12 5这几种矩阵处理的方式可以相互叠代运用,产生各种意想不到的效果,就看各位的巧思和创意。
小提示:在MATLAB的内部资料结构中,每一个矩阵都是一个以行为主(Column-oriented )的阵列(Array)因此对於矩阵元素的存取,我们可用一维或二维的索引(Index)来定址。
举例来说,在上述矩阵A中,位於第二列、第三行的元素可写为A(2,3) (二维索引)或A(6)(一维索引,即将所有直行进行堆叠後的第六个元素)。
此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令:B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数B =5 89 125 611 5小提示:A(:)就是将矩阵A每一列堆叠起来,成为一个行向量,而这也是MATLAB变数的内部储存方式。
以前例而言,reshape(A, 8, 1)和A(:)同样都会产生一个8x1的矩阵。
MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开:x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10,z =7.5000若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行:z = 10*sin(pi/3)* ...sin(pi/3);若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who:whoYour variables are:testfile x这些是由使用者定义的变数。
若要知道这些变数的详细资料,可键入:whosName Size Bytes ClassA 2x4 64 double arrayB 4x2 64 double arrayans 1x1 8 double arrayx 1x1 8 double arrayy 1x1 8 double arrayz 1x1 8 double arrayGrand total is 20 elements using 160 bytes使用clear可以删除工作空间的变数:clear AAUndefined function or variable 'A'.另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不到,但使用者可直接取用,例如:pians = 3.1416下表即为MATLAB常用到的永久常数。
小整理:MATLAB的永久常数i或j:基本虚数单位eps:系统的浮点(Floating-point)精确度inf:无限大,例如1/0 nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0pi:圆周率p(= 3.1415926...)realmax:系统所能表示的最大数值realmin:系统所能表示的最小数值nargin: 函数的输入引数个数nargin: 函数的输出引数个数1-2、重复命令最简单的重复命令是for圈(for-loop),其基本形式为:for 变数= 矩阵;运算式;end其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。
因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。
举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence):x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵for i = 1:6,x(i) = 1/i;end在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for圈中,变数i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。