Matlab数值分析与应用PDF电子书下载

第1章 Matlab概述 1

1.1 Matlab的历程和影响 1

1.2 Matlab的特点 2

1.3 Matlab的功能 3

1.4 Matlab的基础准备及入门 4

1.5 Matlab的常量与运算符 8

1.6 Matlab基本操作 9

小结 11

练习1 12

第2章 Matlab基础知识 13

2.1.2 数值矩阵的创建 14

2.1.1 永久性数值变量名 14

2.1 数值矩阵 14

2.1.3 数值矩阵的矩阵算法 19

2.1.4 数值矩阵的数组算法 23

2.2 字符串和符号矩阵 26

2.2.1 字符串变量和函数求值 26

2.2.2 符号变量 30

2.2.3 符号矩阵的创建方法 34

2.2.4 符号矩阵的运算 36

2.2.5 符号矩阵运算中的几个特有命令的应用 37

2.3 基本绘图方法 42

2.3.1 二维图形函数与调用方法 42

2.3.2 二维图形处理 48

2.3.3 三维图形的基本函数 54

2.3.5 三维网格图 55

2.3.4 三维曲线图 55

2.3.6 三维曲面图 56

2.3.7 专用图形 60

2.4 Matlab程序设计 68

2.4.1 M文件 69

2.4.2 数据的输入／输出 70

2.4.3 选择结构 71

2.4.4 循环结构 74

2.4.5 函数文件 76

小结 78

练习2 78

3.1.2 舍入误差 80

3.1.3 截断误差 80

第3章 误差和Matlab的计算精度 80

3.1.1 输入数据的误差 80

3.1 误差的分类 80

3.2 绝对误差、相对误差和有效数字 82

3.3 计算机的浮点数表示和舍入误差 83

3.3.1 计算机的浮点数表示 83

3.3.2 舍入误差的精度损失 84

3.4 数值运算的误差估计 85

3.5 Matlab中的数值计算精度 86

3.6 数值运算中的一些原则 87

练习3 88

小结 88

第4章 非线性方程求解 90

4.1 非线性方程求解方法 90

4.1.1 二分法 90

4.1.2 迭代法 93

4.1.3 Newton法 95

4.1.4 弦位法 97

4.2 求解非线性方程的Matlab符号法 99

4.3 求解非线性方程数值解的Matlab函数实现 101

4.3.1 代数方程的求根指令 101

4.3.2 求函数零点指令 102

4.3.3 求方程组数值解的指令 104

小结 107

练习4 108

第5章 线性方程组的数值解法 109

5.1 线性方程组的求解方法 110

5.1.1 列主元Gauss消去法 110

5.1.2 Gauss-Jordan消去法 113

5.2 矩阵的三角形分解 117

5.2.1 LU分解法 117

5.2.2 对称正定矩阵的Cholesky分解 120

5.3 线性方程组数值解的Matlab函数实现 123

5.3.1 齐次线性代数方程组求解函数 123

5.3.2 非齐次线性方程组的Matlab函数实现 125

5.4 矩阵三角分解的Matlab函数实现 128

练习5 131

小结 131

第6章 求解线性代数方程组和计算矩阵特征值的迭代法 133

6.1 求解线性代数方程组迭代法的基础知识 133

6.1.1 迭代法的基本概念 133

6.1.2 向量范数 133

6.1.3 矩阵范数 134

6.1.4 谱半径 136

6.1.5 迭代法的收敛性 136

6.2 求解线性代数方程组的迭代方法 137

6.2.1 Jacobi迭代法 137

6.1.6 迭代法的误差估计 137

6.2.2 Gauss-Seidel（高斯-赛德尔迭代法） 140

6.2.3 逐次超松弛迭代法 142

6.3 方阵的特征值和特征向量的计算 144

6.3.1 幂法 145

6.3.2 反幂法 146

6.4 矩阵一些特征参数的Matlab函数实现 148

6.4.1 求特征值的有关函数 148

6.4.2 矩阵的正交三角分解函数qr 150

6.4.3 计算范数和矩阵谱半径的函数 152

小结 154

练习6 154

7.1.1 Lagrange插值 156

7.1 插值的一般方法 156

第7章 插值法和数据拟合 156

7.1.2 Newton插值 158

7.1.3 Hermite插值 160

7.1.4 Hermite三次插值 163

7.1.5 三次样条插值 165

7.2 数据曲线的拟合 168

7.2.1 数据的最小二乘拟合 168

7.2.2 函数的最佳平方逼近 171

7.3 插值法在Matlab中的实现 174

7.3.1 一元函数的插值命令 174

7.3.2 三次插值和三次样条插值命令 176

7.4.1 数据的多项式曲线拟合 178

7.4 曲线拟合在Matlab中的实现 178

7.4.2 多项式数据拟合应用的扩充 180

7.5 多项式运算在Matlab中的实现 181

7.5.1 多项式及其系数向量 181

7.5.2 多项式运算 182

小结 184

练习7 185

第8章 数值积分 187

8.1 计算积分的Matlab符号法 187

8.2 复合求积公式 192

8.2.1 复合梯形求积公式 192

8.2.2 复合抛物形求积公式 193

8.3.1 龙贝格求积公式简介 194

8.3 龙贝格求积公式 194

8.3.2 龙贝格求积公式的Matlab实现 195

8.4 高斯-勒让德求积公式 196

8.4.1 高斯-勒让德求积公式基本原理 196

8.4.2 高斯-勒让德求积公式的Matlab实现 197

8.5 复合求积公式及其Matlab函数实现 198

8.5.1 用sum函数实现复合矩阵形法求积计算 198

8.5.2 用trapz函数实现复合梯形法求积计算 200

8.6 Matlab常用数值积分函数举例 202

8.6.1 quad函数 202

8.6.2 quadl函数 205

8.6.3 dblquad函数 206

8.6.4 triplequad函数 207

小结 208

练习8 209

第9章 常微分方程的数值解 211

9.1 求解常微分方程的Matlab符号法 212

9.1.1 常微分方程的Matlab符号表示法 212

9.1.2 求解常微分方程的符号法函数dsolve 212

9.2 Euler方法 215

9.2.1 Euler公式 215

9.2.2 向后Euler公式 217

9.2.3 梯形公式 218

9.2.4 改进的Euler公式 220

9.3.2 龙格-库塔公式的Matlab实现 222

9.3 龙格-库塔法 222

9.3.1 龙格-库塔法的基本思想 222

9.4 常微分方程初值问题数值解的Matlab实现 224

9.4.1 求常微分方程初值问题数值解的函数 224

9.4.2 ode23与ode45使用方法举例 225

小结 233

练习9 233

第10章 偏微分方程的数值解法 235

10.1 偏微分方程组求解 235

10.2 二阶偏微分方程的数学描述 237

10.2.1 椭圆型偏微分方程 237

10.2.3 双曲型偏微分方程 238

10.2.4 特征值型偏微分方程 238

10.2.2 抛物线型偏微分方程 238

10.3 偏微分方程的求解界面应用举例 239

10.3.1 偏微分方程求解程序概述 239

10.3.2 偏微分方程求解区域绘制 240

10.3.3 偏微分方程边界条件描述 241

10.3.4 偏微分方程求解举例 242

10.3.5 时变解的动画显示 244

10.3.6 函数参数的偏微分方程求解 245

10.4 偏微分方程应用实例的Matlab实现 246

10.5 偏微分方程Matlab常用函数举例 248

小结 252

练习10 253

11.2 线性规划与Matlab实现 256

第11章 最优化技术方法及Matlab实现 256

11.1 概述 256

11.2.1 Matlab优化函数 257

11.2.2 线性规划工程应用的Matlab实现 257

11.3 非线性规划与Matlab实现 261

11.3.1 无约束非线性规划Matlab优化函数 261

11.3.2 无约束非线性规划工程应用的Matlab实现 262

11.3.3 约束非线性规划Matlab优化函数 263

11.3.4 约束非线性规划工程应用的Matlab实现 264

11.3.5 二次规划与Matlab实现 268

11.3.6 二次规划的Matlab优化函数 268

11.3.7 二次规划工程应用的Matlab实现 268

11.4 整数规划与Matlab实现 271

11.5 多目标规划与Matlab实现 274

11.5.1 多目标规划基本理论 274

11.5.2 理想点及其Matlab实现 275

11.5.3 线性加权法及其Matlab实现 276

11.5.4 最大最小法及其Matlab实现 277

11.5.5 多目标规划Matlab优化函数 279

11.5.6 多目标规划工程应用实例的Matlab实现 280

11.6 最小二乘优化 284

小结 288

练习11 289

参考文献 291