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第1章 MATLAB操作基础 1

1.1 MATLAB概述 1

1.1.1 MATLAB的发展 1

1.1.2 MATLAB的主要功能 2

1.1.3初识MATLAB 3

1.2 MATLAB集成环境 5

1.2.1启动与退出MATLAB集成环境 5

1.2.2 MATLAB操作界面 6

1.2.3 MATLAB的搜索路径 9

1.3 MATLAB帮助系统 10

1.3.1 MATLAB帮助窗口 10

1.3.2 MATLAB帮助命令 11

1.3.3 MATLAB演示系统 12

1.3.4 MATLAB远程帮助系统 12

实验指导 12

思考练习 13

第2章 MATLAB矩阵及其运算 14

2.1变量和数据操作 14

2.1.1变量与赋值 14

2.1.2预定义变量 15

2.1.3内存变量的管理 15

2.1.4 MATLAB常用数学函数 17

2.1.5数据的输出格式 19

2.2 MATLAB矩阵 20

2.2.1矩阵的建立 21

2.2.2矩阵的拆分 22

2.2.3特殊矩阵 25

2.3 MATLAB运算 29

2.3.1算术运算 29

2.3.2关系运算 32

2.3.3逻辑运算 33

2.4矩阵分析 34

2.4.1对角阵与三角阵 34

2.4.2矩阵的转置与旋转 36

2.4.3矩阵的逆与伪逆 37

2.4.4方阵的行列式 39

2.4.5矩阵的秩与迹 39

2.4.6向量和矩阵的范数 40

2.4.7矩阵的条件数 41

2.4.8矩阵的特征值与特征向量 42

2.5矩阵的超越函数 43

2.6字符串 44

2.7结构数据和单元数据 46

2.7.1结构数据 46

2.7.2单元数据 47

2.8稀疏矩阵 48

2.8.1矩阵存储方式 48

2.8.2稀疏存储方式的产生 49

2.8.3稀疏矩阵应用举例 52

实验指导 54

思考练习 55

第3章 MATLAB程序设计 56

3.1 M文件 56

3.1.1 M文件的分类 56

3.1.2 M文件的建立与打开 57

3.2程序控制结构 58

3.2.1顺序结构 58

3.2.2选择结构 60

3.2.3循环结构 65

3.3函数文件 69

3.3.1函数文件的基本结构 69

3.3.2函数调用 70

3.3.3函数参数的可调性 71

3.3.4全局变量与局部变量 72

3.4程序举例 73

3.5程序调试 77

3.5.1程序调试概述 77

3.5.2调试菜单 78

3.5.3调试命令 79

实验指导 80

思考练习 81

第4章 MATLAB绘图 82

4.1二维数据曲线图 82

4.1.1绘制单根二维曲线 82

4.1.2绘制多根二维曲线 84

4.1.3设置曲线样式 87

4.1.4图形标注与坐标控制 88

4.1.5图形的可视化编辑 91

4.1.6图形窗口的分割 92

4.2其他二维图形 93

4.2.1对函数自适应采样的绘图函数 93

4.2.2其他坐标系下的二维数据曲线图 94

4.2.3二维统计分析图 96

4.3隐函数绘图 97

4.4三维图形 98

4.4.1三维曲线 98

4.4.2三维曲面 99

4.4.3其他三维图形 104

4.5图形修饰处理 105

4.5.1视点处理 105

4.5.2色彩处理 107

4.5.3图形的裁剪处理 109

4.6图像处理与动画制作 110

4.6.1图像处理 110

4.6.2动画制作 111

实验指导 113

思考练习 113

第5章 MATLAB数据分析与多项式计算 115

5.1数据统计处理 115

5.1.1最大值和最小值 115

5.1.2求和与求积 117

5.1.3平均值和中值 118

5.1.4累加和与累乘积 119

5.1.5标准方差与相关系数 120

5.1.6排序 121

5.2数据插值 122

5.2.1一维数据插值 123

5.2.2二维数据插值 124

5.3曲线拟合 126

5.4离散傅里叶变换 128

5.4.1离散傅里叶变换算法简介 128

5.4.2离散傅里叶变换的实现 128

5.5多项式计算 130

5.5.1多项式的四则运算 130

5.5.2多项式的导函数 131

5.5.3多项式的求值 132

5.5.4多项式求根 133

实验指导 134

思考练习 135

第6章 MATLAB解方程与最优化问题求解 136

6.1线性方程组求解 136

6.1.1直接解法 137

6.1.2迭代解法 142

6.2非线性方程数值求解 145

6.2.1单变量非线性方程求解 145

6.2.2非线性方程组的求解 145

6.3常微分方程初值问题的数值解法 146

6.3.1龙格—库塔法简介 147

6.3.2龙格—库塔法的实现 147

6.4最优化问题求解 151

6.4.1无约束最优化问题求解 151

6.4.2有约束最优化问题求解 152

6.4.3线性规划问题求解 153

实验指导 153

思考练习 154

第7章 MATLAB数值积分与数值微分 156

7.1数值积分 156

7.1.1数值积分基本原理 156

7.1.2数值积分的实现方法 157

7.1.3多重定积分的数值求解 159

7.2数值微分 161

7.2.1数值差分与差商 161

7.2.2数值微分的实现 161

实验指导 163

思考练习 164

第8章 MATLAB符号运算 165

8.1符号对象 165

8.1.1建立符号对象 165

8.1.2符号表达式运算 167

8.1.3符号表达式中变量的确定 170

8.1.4符号矩阵 171

8.2符号微积分 172

8.2.1符号极限 172

8.2.2符号导数 173

8.2.3符号积分 174

8.3级数 175

8.3.1级数符号求和 175

8.3.2函数的泰勒级数 175

8.4符号方程求解 176

8.4.1符号代数方程求解 176

8.4.2符号常微分方程求解 177

实验指导 178

思考练习 179

第9章 MATLAB图形句柄 181

9.1图形对象及其句柄 181

9.1.1图形对象 181

9.1.2图形对象句柄 182

9.1.3图形对象属性 183

9.2图形窗口与坐标轴 185

9.2.1图形窗口对象 185

9.2.2坐标轴对象 187

9.3低层绘图操作 189

9.3.1曲线对象 189

9.3.2曲面对象 190

9.3.3文本对象 192

9.3.4其他核心对象 193

实验指导 196

思考练习 197

第10章 MATLAB图形用户界面设计 198

10.1用户界面对象 198

10.2菜单设计 199

10.2.1建立用户菜单 199

10.2.2菜单对象常用属性 200

10.2.3快捷菜单 202

10.3对话框设计 203

10.3.1对话框的控件 203

10.3.2控件的操作 204

10.3.3对话框设计示例 210

10.4图形用户界面开发环境 213

10.4.1图形用户界面设计窗口 213

10.4.2 常用的用户界面设计工具 215

10.4.3图形用户界面开发环境应用示例 219

实验指导 221

思考练习 222

第11章 Simulink动态仿真集成环境 223

11.1 Simulink操作基础 223

11.1.1 Simulink简介 223

11.1.2 Simulink的启动与退出 224

11.2系统仿真模型 225

11.2.1 Simulink的基本模块 225

11.2.2模块的编辑 226

11.2.3模块的连接 227

11.2.4模块的参数和属性设置 228

11.3系统的仿真 231

11.3.1设置仿真参数 231

11.3.2启动系统仿真与仿真结果分析 235

11.3.3系统仿真实例 239

11.4使用命令操作对系统进行仿真 242

11.5子系统及其封装技术 246

11.5.1子系统的建立 247

11.5.2子系统的条件执行 248

11.5.3子系统的封装 251

11.6 S函数的设计与应用 256

11.6.1用MATLAB语言编写S函数 257

11.6.2 S函数的应用 259

实验指导 263

思考练习 264

第12章 MATLAB外部接口技术 265

12.1 MATLAB与Microsoft Office的混合使用 265

12.1.1在Word中使用MATLAB 265

12.1.2在Excel中使用MATLAB 269

12.2 MATLAB数据接口 271

12.2.1数据文件操作 271

12.2.2 MAT文件及其应用 276

12.3 MATLAB应用程序接口 280

12.3.1 C语言MEX文件的创建 280

12.3.2 MATLAB引擎技术 283

实验指导 286

思考练习 286

附录A MATLAB常用命令与函数分类索引表 288

附录B MATLAB可用的LaTeX字符集 303

参考文献 305