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第一章　概论 1

1.1 MATLAB简介 1

1.1.1 MATLAB是什么 1

1.1.2 MATLAB的发展历史 2

1.1.3 MATLAB系列产品及应用 4

1.2 Maple V的概述 6

1.2.1 Maple是什么软件 7

1.2.2 Maple的工作窗口 7

1.2.3 符号运算 7

1.2.4 数值计算 9

1.2.5 图形功能 9

1.3 Mathmatica概述 10

1.3.1 什么是Mathmatica 10

1.3.2 数值计算 11

1.3.3 符号计算 11

1.4 Mathcad概述 12

1.3.4 图形 12

1.4.1 什么是Mathcad 13

1.4.2 Mathcad的工作窗口 13

1.4.3 Mathcad的工作特点 14

第二章 MATLAB的基础准备及入门 17

2.1 对外部系统的要求 17

2.1.1 MATLAB 3.0、3.5版对系统的要求 17

2.1.2 MATLAB 4.0、4.1、4.2版对系统的要求 17

2.2.1 标准安装 18

2.2 MATLAB的安装 18

2.2.2 非标准安装 19

2.3 MATLAB的目录结构与环境变量 21

2.3.1 目录结构 21

2.3.2 MATLAB环境变量 23

2.4 MATLAB入门 24

2.4.1 MATLAB的启动 24

2.4.2　工作窗和指令行的操作 25

2.4.3　工作窗中提示信息简介 27

2.4.4　简单矩阵的输入 29

2.4.5　语句与变量 30

2.4.6　Who,Whos和永久变量 31

2.4.7　数与表达式 32

2.4.8　复数和复矩阵 33

2.4.9　图形 34

2.5 MATLAB的在线查询 35

2.5.1 help指令 35

2.5.2 lookfor指令 38

2.5.3 其它帮助指令 39

2.6 用户目录的建立和搜索路径 39

2.6.1 用户工作目录的建立 39

2.6.2 搜索路径的扩展 40

第三章 MATLAB的数值计算功能 42

3.1 数值矩阵的创建、保存和数据格式 42

3.1.1 创建数值矩阵的直接输入法 43

3.1.2 利用矩阵编辑器创建和修改数值矩阵 44

3.1.3 利用MATLAB函数和语句创建数值矩阵 45

3.1.4 利用M文件创建和保存矩阵 46

3.1.5 通过MAT文件保存和获取矩阵 47

3.1.6 数据输出格式 48

3.2 矩阵运算和数组运算 48

3.2.1 矩阵运算和数组运算指令对照汇总 48

3.2.2 矩阵乘和数组乘 50

3.3 矩阵除和数组除 51

3.3.1 矩阵逆和用除法解恰定方程组 51

3.3.3 用除法运算解欠定方程 53

3.3.2 用除法运算解超定方程 53

3.3.4 数组除 54

3.4 矩阵乘方和数组乘方 54

3.4.1 方阵的标量乘方和数组的标量乘方 54

3.4.2 标量的矩阵乘方和标量的数组乘方 56

3.5 数组函数和矩阵函数 57

3.5.1　基本数组函数 57

3.5.2　基本矩阵函数 58

3.5.3　需特别注意区分的两种函数运算 59

3.6　关系运算、逻辑运算及其函数 60

3.6.1　数组关系运算 60

3.6.2　数组逻辑运算 61

3.6.3　关系函数和逻辑函数 62

3.7　矩阵分解函数 64

3.7.1　特征值分解 65

3.7.2　奇异值分解和伪逆 67

3.8　向量和矩阵处理 69

3.8.1 向量的生成 69

3.8.2　标识 70

3.8.3　空阵 72

3.8.4　常用矩阵的生成 72

3.8.5　特殊矩阵的生成 74

3.8.6　矩阵结构变换 75

3.8.7　矩阵的扩展 77

3.9.1 多项式的表达和创建 78

3.9　多项式 78

3.9.2　多项式乘除运算 79

3.9.3　常用多项式运算指令 81

3.10　数据分析 84

3.10.1　基本统计指令 84

3.10.2　协方差阵和相关阵 85

3.10.3　统计频数函数 86

3.10.4　有限差分和导数 87

3.11.1　快速傅里叶算法 90

3.11　数字信号处理 90

3.11.2　数据滤波 92

3.12　稀疏矩阵 93

3.12.1　稀疏矩阵的存储方式 93

3.12.2　稀疏矩阵的创建 93

3.12.3　稀疏矩阵的运算 95

3.13　功能函数 98

3.13.1　数值积分 98

3.13.2　优化和解非线性方程 99

3.13.3　微分方程的数值解 102

第四章　MATLAB的符号计算功能 105

4.1　入门 105

4.1.1　符号计算入门 105

4.1.2　任意精度计算入门 106

4.2　符号表达式和符号矩阵的创建 108

4.2.1　符号表达式和符号方程的创建 108

4.2.2　符号矩阵的创建和修改 108

4.3.1　符号矩阵的加、减、乘运算 110

4.3　符号矩阵的基本运算 110

4.3.2　符号矩阵的逆和除运算 111

4.3.3　符号矩阵的幂运算 111

4.3.4　符号矩阵的综合运算指令 111

4.4　因式分解、展开和简化 112

4.4.1 因式分解、展开 112

4.4.2　符号矩阵的简化 113

4.4.3　符号变量替换 114

4.5　符号矩阵分解 115

4.4.4　确定符号变量 115

4.6　符号微积分 117

4.7　符号代数方程的求解 118

4.7.1　线性方程组的符号解 119

4.7.2　一般代数方程组的解 119

4.8　符号微分方程的求解 121

4.9　符号函数的二维图形 122

4.10　符号计算能力的进一步开拓 123

4.10.1　直接调用MAPLE的符号计算能力 123

4.10.2　给MAPLE工作空间中的变量定义 125

4.11　图示化函数计算器 126

4.11.1　函数曲线视窗的激活 126

4.11.2　运算控制器上被控栏的操作 127

4.11.3　单函数运算操作键 128

4.11.4　函数和参数运算操作键 128

4.11.5　两个函数间的运算操作键 128

4.12.2　MAPLE库函数在线帮助的检索树 129

4.12.1　MATLAB符号数学工具包中M文件的在线求助 129

4.12　符号计算指令的在线求助 129

4.11.6　辅助操作键 129

4.12.3　MATLAB提供的MAPLE特殊函数名清单文件 130

4.13　补充说明 130

第五章　计算结果的可视化 132

5.1　入门 132

5.1.1 二维图形 132

5.1.2　三维网线图初步 136

5.2　曲线图形 138

5.2.1　二维特殊图形 138

5.2.2　绘制数值函数二维曲线的专用指令 141

5.2.3　三维曲线 142

5.2.4　多边形的填色 143

5.3　曲面的表现 145

5.3.1　三维网线图深入 145

5.3.2　着色表面图 147

5.3.3　二元函数的伪彩图 149

5.3.4　等高线 150

5.3.5　矢量场图 151

5.3.6　柱面和球面 152

5.4　四维表现和切片图 153

5.5　图形的标注 154

5.5.1　图名和坐标轴名的标注 155

5.5.2　所画图形的标注 155

5.6.1 图形的窗口创建和控制 156

5.6.2　子图形的创建和控制 156

5.6　图形的控制与表现 156

5.5.3　分格线 156

5.6.3　图形的重叠绘制 157

5.6.4　坐标轴的控制 158

5.6.5　视角的设置 159

5.6.6　光照控制 160

5.7　色彩的控制与表现 161

5.7.1　色彩的调制 161

5.7.2　色图和色图函数 162

5.7.3　伪彩着色机理和色轴的设置 165

5.7.4　色彩的渲染 167

5.7.5　图像表现函数 168

5.8　两个特殊图形操作指令 168

5.8.1　变焦指令zoom 169

5.8.2　图形坐标的获取指令ginput 169

5.9.1　彗星轨线 170

5.9.2　色图的变幻 170

5.9　动态图形 170

5.9.3　影片动画 171

5.10　图形的输出和打印 171

5.10.1　使用Windows应用程序打印 172

5.10.2　图形的专业印刷质量拷贝 173

5.11　图形句柄的操作 175

5.11.1 图形对象 175

5.11.2　图形对象的句柄 176

5.11.3　对象品性 178

5.11.4　实时动画的制作 188

6.1　入门 192

第六章　MATLAB Notebook 192

6.2　中文Word 6.0简介 194

6.2.1　文档的创建与编辑 194

6.2.2　文档的排版 196

6.2.3　样式与模板 198

6.2.4　图文框 199

6.2.5　Word工作的自动化 201

6.3.1　Notebook的安装 203

6.3　Notebook的运行环境 203

6.3.2　启动Notebook 204

6.3.3　M-book模板 206

6.3.4　Notebook菜单 206

6.3.5　Notebook工具条 207

6.4 Notebook的运作方法 208

6.4.1 Notebook的基本使用方法 208

6.4.2 细胞的使用 209

6.4.3 文档中操作MATLAB的进一步说明 215

6.4.4 输出控制与文档的打印 217

6.5 路径管理器和内存浏览器 222

6.5.1 MATLAB的路径管理器 222

6.5.2 工作内存浏览器 223

6.5.3 Notebook的帮助系统 223

6.6 Notebook使用须知 224

6.6.1 Notebook现行版本问题 224

6.6.2 中文版的特殊问题 225

6.6.4 长文档中的输出细胞问题 226

6.6.3 标点符号问题 226

第七章 　SIMULINK动态仿真集成环境 227

7.1 　引导 227

7.1.1 　系统要求 227

7.1.2 SIMULINK的安装 227

7.1.3 SIMULINK入门 228

7.1.4 界面与菜单 230

7.2.1　创建模型文件 232

7.2 模型的构造 232

7.2.2　标准模块的选取 233

7.2.3　模块的移动、删除和拷贝 233

7.2.4　模块的连接 233

7.2.5　模块属性的改变 234

7.2.6　模型文件的保存 236

7.3　数值分析 236

7.3.1　菜单操作方式下仿真算法和参数的选择 236

7.3.2　仿真的MATLAB指令操作方式 239

7.3.3　仿真中的几个重要问题 242

7.3.4　离散系统的仿真 245

7.4　仿真系统的线性化模型 248

7.4.1　连续系统的线性化模型 248

7.4.2　离散系统的线性化模型 248

7.4.3　关于模型线性化的几点说明 249

7.4.4　平衡点的确定 249

7.5　S-函数及其应用 251

7.5.2　S-函数的工作方式 252

7.5.1　什么是S-函数 252

7.5.3　创建S-函数 253

7.5.4 S-函数文件转化为框图模块 257

7.5.5 改变模块的属性 259

7.5.6 创建子系统 262

7.5.7 模块参数的动态交换 262

7.5.8 复杂模型的创建策略 264

第八章 MATLAB的程序设计 266

8.1 M文件的功能和特点 266

8.2 M文件的形式 266

8.2.1 命令文件 267

8.2.2 函数文件 268

8.3　程序结构 269

8.3.1　顺序结构 270

8.3.2　循环结构 270

8.3.3　分支结构 272

8.4.1　数据结构 274

8.4　数据结构及全局变量 274

8.4.2　全局变量 275

8.5　程序流的控制 276

8.5.1 echo指令 276

8.5.2 input、yesinput指令 277

8.5.3 pause指令 278

8.5.4 keyboard指令 278

8.5.5 break指令 278

8.6 字符与字符串 279

8.7.1 函数调用 281

8.7 函数调用及变量传递 281

8.7.2 参数传递 282

8.8 数据的输入与输出 284

8.8.1 数据的输入 284

8.8.2 数据的输出 284

8.8.3 save和load指令使用 285

8.8.4 不同平台间的数据交换 286

附录 MATLAB主要函数指令表 287

参考文献 306