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前言 1

第1章 绪论 1

1.1 计算机数据与图形处理 1

1.2 计算机绘图的基本原理 2

1.2.1 计算机图形系统 2

1.2.2 三维世界到计算机屏幕 2

1.3 计算机数据与图形处理软件 5

思考题 6

第2章 Origin简介 7

2.1 Origin7.5的特征 7

2.2 Origin7.5的组件 7

2.3 Origin7.5的界面 9

2.4 菜单及其命令 10

2.5 工具条 11

2.6 Origin的窗口类型 14

2.6.1 Worksheet窗口 15

2.6.2 Excel窗口 15

2.6.3 Matrix窗口 15

2.6.4 Graph窗口 15

2.6.5 Function Graph窗口 16

2.6.6 版面窗口 16

2.6.7 记事窗口 16

2.7.2 项目文件操作 17

2.7 Origin的基本操作 17

2.7.1 窗口操作 17

2.6.9 结果记录窗口 17

2.6.8 脚本窗口 17

2.6.10 代码编辑器窗口 17

思考题 18

第3章 Worksheet 19

3.1 Worksheet的基本操作 19

3.1.1 Worksheet的显示属性 19

3.1.2 Worksheet列的操作 20

3.1.3 Worksheet行列的转换 21

3.1.4 Worksheet数据的选择 21

3.1.5 Worksheet数据显示 22

3.2 数据的输入 22

3.2.1 导入单个ASCII文件 23

3.2.2 导入多个ASCII文件 24

3.2.5 直接将文件拖到Worksheet 25

3.2.3 其他类型文件的导入 25

3.2.4 使用ODBC导入数据库文件 25

3.2.6 将数据复制到Worksheet 26

3.2.7 使用Origin提供的功能填充数据 26

3.2.8 使用函数设置数据 26

3.2.9 设置递增的X值 26

3.3 数据的输出 27

3.4 列的绘图属性设置 27

3.4.1 列的设置及其相互关系 27

3.4.2 设置多个相关列 28

3.4.3 数据类型的设置及其应用 29

3.5 Worksheet数据管理 30

3.5.1 数据排序 30

3.5.4 从Worksheet中提取数据 31

3.5.2 归一化数据 31

3.5.3 Worksheet中的数据交换 31

思考题 32

第4章 二维Graph 33

4.1 Graph窗口 33

4.2 使用Worksheet绘图 35

4.2.1 激活Worksheet数据绘图 35

4.2.2 不激活Worksheet数据的情况下绘图 35

4.3 直接在Graph窗口中绘图 36

4.3.1 将单个ASCII文件导入到Graph窗口 36

4.3.2 将多个ASCII文件导入Graph窗口 37

4.3.3 使用Draw Data工具绘图 38

4.3.4 用鼠标将数据文件拖放到Graph窗口 38

4.3.6 屏蔽曲线中的数据 39

4.3.5 添加误差线 39

4.3.7 数据浏览 40

4.4 函数绘图 42

4.4.1 在Graph窗口中绘制函数曲线 42

4.4.2 在Function Graph窗口中绘图 43

4.5 Graph模板 43

4.5.1 二维折线、散点、折线＋符号图 43

4.5.2 二维柱状、条状图 45

4.5.3 面积图、极坐标图、瀑布图 47

4.5.4 其他图形模板 49

4.6 定制Graph图形 51

4.6.1 定制数据曲线 52

4.6.2 定制坐标轴 57

4.6.3 图例和时间 62

4.6.4 其他注释 63

4.6.5 更改Graph窗口的显示效果 65

4.7 Graph的输出 66

4.7.1 Graph窗口之间的交换 66

4.7.2 输出到其他应用程序 66

4.7.3 将图形插入其他应用程序中 67

4.7.4 打印 68

思考题 68

第5章 Origin中的Excel 69

5.1 利用Excel工作簿数据制图 69

5.1.1 对话框法 70

5.2 Origin中Excel工作簿的管理 71

5.2.1 打开Excel工作簿 71

5.1.2 激活数据用默认的方式制图 71

5.1.3 拖放法 71

5.2.2 保存Excel工作簿 72

5.2.3 将Excel工作簿保存为外部链接 72

5.3 Origin中使用Excel可能遇到的问题 73

思考题 74

第6章 多图层Graph 75

6.1 Origin多图层模板 75

6.1.1 两水平画面 75

6.1.2 两垂直画面 75

6.1.3 双Y轴图 76

6.1.5 四／九屏图形 77

6.1.4 堆叠多图层 77

6.2 多图层Graph管理 79

6.2.1 添加图层 79

6.2.2 删除图层和隐藏图层 80

6.2.3 合并Graph窗口 81

6.2.4 将多图层Graph图形导入多个Graph窗口中 82

6.2.5 Layer工具的使用 82

6.3 定制多图层Graph 82

6.3.1 定制图层的显示属性 82

6.3.2 图层关联 84

6.3.3 定制图例 84

思考题 85

7.1.1 设置Matrix的数值 86

7.1 Matrix窗口 86

第7章 三维Graph 86

7.1.2 Matrix基本操作 88

7.1.3 Matrix和Worksheet/Excel相互转换 88

7.2 绘制三维图形 91

7.2.1 3D XYY Graph 91

7.2.2 3D XYZ Graph 91

7.2.3 3D曲面 93

7.2.4 等值线图 94

7.3 定制3D Graph 95

7.3.1 定制等值线图 95

7.3.2 定制曲面 97

7.3.3 改变Graph的显示效果 98

思考题 100

第8章 Layout的使用 101

8.1 向Layout窗口添加Graph,Worksheet及文本 101

8.2 定制Layout窗口 102

8.2.1 调整对象的位置和大小 102

8.2.2 添加背景色 102

8.2.3 排列对象 102

8.3 Layout窗口的输出 103

思考题 104

第9章 曲线拟合 105

9.1 线性拟合 105

9.1.1 简单线性拟合 105

9.1.2 多重回归 107

9.1.3 多项式拟合 108

9.1.4 关于线性拟合的函数 109

9.1.5 线性拟合工具 109

9.2 Origin常用的非线性拟合 111

9.2.1 非线性拟合函数 112

9.2.2 非线性拟合举例 112

9.2.3 S拟合工具 113

9.2.4 拟合比较工具 114

9.3 NLSF拟合 115

9.3.1 NLSF基本模式 115

9.3.2 NLSF高级模式 116

9.3.3 拟合向导 119

9.4 自定义拟合函数 120

9.4.1 自定义拟合函数 120

9.3.4 NLSF过程中可能遇到的问题 120

9.4.2 初始化参数 121

9.4.3 指定函数变量 122

9.4.4 曲线模拟 122

9.4.5 拟合数据 122

9.4.6 拟合结果 123

9.5 峰拟合模板 124

9.5.1 Choose Data页面 125

9.5.2 Precondition Data页面 125

9.5.3 Baseline Points页面 127

9.5.4 Creat Baseline页面 127

9.5.6 Peak Finding页面 128

9.5.5 Baseline Conditioning页面 128

9.5.7 Define Peaks页面 129

9.5.8 Peak Edit Control页面 130

思考题 132

第10章 数据分析 133

10.1 算术运算 133

10.1.1 算术运算 133

10.1.2 插值 134

10.1.3 微分 134

10.1.4 积分 135

10.2 统计 136

10.2.1 描述性统计 136

10.2.2 常用的统计图形 138

10.2.3 t-检验 141

10.2.4 方差分析 143

10.2.5 存活率分析 147

10.3 快速傅里叶变换 149

10.3.1 FFT数学原理简介 150

10.3.2 FFT运算及FFT工具 151

10.3.3 相关、卷积和去卷积 153

10.4 数据的光滑与滤波 155

10.4.1 使用菜单命令光滑 155

10.4.2 光滑工具 156

10.4.3 数字滤波 157

思考题 160

第11章 Origin C编程 161

11.1 LabTalk语言简介 161

11.2 Origin C语言 162

11.3 调用Origin C函数 164

11.3.1 在Worksheet窗口添加命令按钮 164

11.3.2 在Graph窗口中设置分析按钮 165

11.3.3 添加Origin命令按钮 166

11.3.4 添加菜单命令 169

11.4 调用NAG函数 170

11.4.1 NAG函数 170

11.4.2 NAG函数调用程序 171

思考题 173

第12章 MATLAB简介 174

12.1 与Origin的对比 174

12.2 MATLAB概述 175

12.3.4 MATLAB数学函数库 176

12.3.3 句柄图形 176

12.3 MATLAB系统的构成 176

12.3.1 MATLAB语言 176

12.3.2 MATLAB工作环境 176

12.3.5 MATLAB工具箱和模块集 177

12.3.6 MATLAB应用程序接口（API） 178

12.3.7 Simulink 178

12.4 MATLAB软件入门 179

12.4.1 MATLAB界面 179

12.4.2 使用MATLAB 180

12.4.3 帮助系统 182

思考题 184

13.1 数值矩阵的生成 185

13.1.1 数值矩阵的生成 185

第13章 矩阵及其基本运算 185

13.1.2 特殊矩阵的生成 188

13.2 矩阵运算 191

13.2.1 加、减运算 191

13.2.2 乘法 191

13.2.3 集合运算 194

13.2.4 除法运算 197

13.2.5 矩阵乘方 197

13.2.6 矩阵函数 198

13.2.7 矩阵转置 199

13.2.8 方阵的行列式 199

13.2.9 逆与伪逆 199

13.2.12 条件数 200

13.2.10 矩阵的迹 200

13.2.11 矩阵的范数 200

13.2.13 矩阵的秩 201

13.2.14 特殊运算 201

思考题 205

第14章 MATLAB绘图 206

14.1 MATLAB的绘图方法 206

14.2 二维图形 212

14.2.1 对数坐标轴 212

14.2.2 双Y轴图形 212

14.2.3 面积图（Area） 213

14.2.4 柱状图（Bar） 214

14.2.7 二维彗星图（comet） 215

14.2.8 Y误差图（errorbar） 215

14.2.5 条状图（barh） 215

14.2.6 罗盘图（compass） 215

14.2.9 羽状图（feather） 216

14.2.10 二维直方图（hist） 216

14.2.11 极坐标图（polar） 216

14.2.12 角度直方图（rose） 217

14.2.13 二维阶梯图（stairs） 217

14.2.14 二维离散数据的柄形图（stem） 218

14.2.15 饼图（pie） 218

14.3 二维图形定制 219

14.3.1 在图形上绘制网格线（grid） 219

14.2.16 矢量图（quiver） 219

14.2.17 散点图／泡状图（scatter） 219

14.3.2 在图形中添加文字（gtext） 220

14.3.3 在图形上添加图例（legend） 220

14.3.4 给当前图形加上标题（title） 221

14.3.5 在当前图形中创建text对象（text） 221

14.3.6 给x、y轴添加标注（xlabel、ylabel） 221

14.3.7 图形缩放（zoom） 221

14.3.8 坐标轴控制（axis） 222

14.4 三维图形 222

14.4.1 三维图形等值线 222

14.4.2 曲面与网格图命令 224

14.5.2 shading 228

14.5 定制三维图形 228

14.5.1 消隐（hidden） 228

14.5.3 观察点（view） 229

14.5.4 投影变换矩阵（viewmtx） 229

14.6 Figure窗口的控制 230

14.6.1 图形窗口的控制命令 230

14.6.2 颜色控制命令 231

14.6.3 颜色映射控制命令 232

思考题 233

第15章 曲线拟合 234

15.1 拟合工具 234

15.1.1 拟合的步骤 234

15.1.3 Exclude对话框 237

15.1.2 Smooth属性页 237

15.1.4 拟合参数的初值 238

15.2 参数及非参数拟合 239

15.2.1 最小二乘法的稳定算法 239

15.2.2 拟合迭代算法 239

15.2.3 拟合函数 240

15.2.4 稳定算法拟合实例 241

15.2.5 非参数拟合 241

思考题 243

第16章 数值计算 244

16.1 多项式运算 244

16.1.1 多项式的根 244

16.1.2 多项式的微分 244

16.2.1 求线性方程组的惟一解或特解 245

16.1.3 多项式拟合 245

16.2 线性方程组的求解 245

16.2.2 求线性齐次方程组的通解 247

16.2.3 求非齐次线性方程组的通解 247

16.2.4 线性方程组的LQ解法 248

16.2.5 双共轭梯度法解方程组 249

16.2.6 求解方程组的其他方法 249

16.3 插值方法 250

16.3.1 一维数据插值 250

16.3.2 二维数据插值 250

16.3.3 三维数据插值 251

16.3.4 用FFT算法作一维插值 251

16.3.5 数据网格划分 251

16.3.7 多维数据插值 252

16.3.8 生成用于多维函数或插值用的阵列（ndgrid） 252

16.3.6 三次样条数据插值 252

16.4 数值积分 253

16.4.1 一元函数的数值积分 253

16.4.2 二元函数重积分的数值计算 253

16.4.3 三重积分 253

16.5 常微分方程的数值解 254

16.6 偏微分方程的数值解 255

16.6.1 椭圆型方程 256

16.6.2 双曲型偏微分方程 258

16.6.3 抛物型偏微分方程 260

16.7.1 Fourier变换 261

16.7 Fourier分析 261

16.7.2 信号处理工具 262

思考题 264

第17章 概率与统计 265

17.1 随机数生成及其概率值的计算 265

17.1.1 随机数的生成 265

17.1.2 概率密度函数的计算 265

17.1.3 随机分布的累积概率值 266

17.1.4 随机变量的逆累积分布函数 267

17.2 随机变量的统计特征 267

17.2.1 均值、中位数 267

17.2.2 数据比较 268

17.2.5 常见分布的期望和方差 269

17.2.6 协方差与相关系数 269

17.2.3 期望 269

17.2.4 方差 269

17.3 统计作图 270

17.3.1 经验累积分布函数图形 270

17.3.2 最小二乘拟合直线 271

17.3.3 绘制正态分布概率图形 271

17.3.4 绘制威布尔（Weibull）概率图形 271

17.3.5 样本数据的方框图 271

17.3.6 给当前图形加一条参考线 271

17.3.7 在当前图形中加入一条多项式曲线 271

17.3.10 在指定的区间画正态密度曲线 272

17.4.1 常见分布的参数估计 272

17.4 参数估计 272

17.3.9 附有正态密度曲线的直方图 272

17.3.8 样本的概率图形 272

17.4.2 非线性模型置信区间预测 274

17.4.3 对数似然函数 275

17.5 假设检验 276

17.5.1 σ2已知，单个正态总体均值μ的假设检验 276

17.5.2 σ2未知，单个正态总体均值μ的假设检验 277

17.5.3 两个正态总体均值差的检验 277

17.5.4 两个总体一致性的检验——秩和检验 277

17.5.5 零中位数的假设检验——符号秩检验 277

17.5.6 零中位数的假设检验——符号检验 278

17.5.7 正态分布的拟合优度检验 278

17.5.8 单个样本分布的Kolmogorov-Smimov检验 279

17.5.9 两个样本具有相同连续分布的假设检验 279

17.6.1 单因子方差分析 280

17.6 方差分析 280

思考题 281

17.6.2 双因子方差分析 281

第18章 符号运算 282

18.1 基本运算 282

18.1.1 合并同类项 282

18.1.2 列空间的基 282

18.1.3 复合函数计算 283

18.1.4 符号复数的共轭 283

18.1.5 复数的操作 283

18.1.6 余弦积分函数 283

18.1.7 设置变量的有效数字 283

18.1.11 数学表达式的分子与分母 284

18.1.12 数学表达式化简 284

18.1.9 数学表达式的展开 284

18.1.10 数学表达式的因式分解 284

18.1.8 将符号转换为MATLAB的数值形式 284

18.1.13 代数方程的解析解 285

18.1.14 特征多项式 285

18.1.15 将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式 285

18.1.16 将数学表达式显示成书写格式 285

18.1.17 找出符号变量 286

18.1.18 函数的反函数 286

18.2 微积分 286

18.2.1 极限 286

18.2.2 微分（包括偏导数） 286

18.3.1 画符号函数的等值线 287

18.3 符号函数的作图 287

18.2.3 符号函数的积分 287

18.2.4 常微分方程的符号解 287

18.3.2 绘制颜色填充的等值线图 288

18.3.3 符号函数的三维网格图 288

18.3.4 同时画出曲面网格图与等值线图 288

18.3.5 绘制二维符号函数的图形 288

18.3.6 三维参数曲线图 288

18.3.7 极坐标图形 288

18.3.8 三维彩色曲面图 288

18.4.1 Fourier积分变换 289

18.4.3 Laplace变换 289

18.4.2 Fourier积分逆变换 289

18.4 积分变换 289

18.3.9 绘制曲面图及等值线图 289

18.4.4 Laplace逆变换 290

18.4.5 z-变换 290

18.4.6 z-逆变换 291

18.5 Maple函数的调用 291

18.5.1 调用Maple内核 291

18.5.2 初始化Maple内核 292

18.5.3 Maple函数的数值计算 292

18.5.4 列出mfun可调用的特定Maple函数 292

思考题 294

附录 Origin工具条一览表 295

参考文献 300