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第1章 MATLAB概述 1

本章要点 1

1.1 MATLAB的影响及其发展历史 1

1.2 MATLAB R2014a的主要功能 3

1.3 MATLAB R2014a的运行环境与安装过程 4

1.3.1 运行环境 4

1.3.2 安装过程 5

1.4 MATLAB系统的启动与退出 8

1.5 MATLAB R2014a工作界面 9

1.5.1 命令窗口 9

1.5.2 工作区 10

1.5.3 当前文件夹 10

1.5.4 菜单区 10

1.5.5 快捷方式区 12

1.6 MATLAB的辅助部分 12

1.7 MATLAB的数学函数库 13

1.7.1 数值计算函数库 13

1.7.2 MATLAB新增功能简介 14

1.8 MATLAB应用实例 14

小结 16

习题 16

第2章 MATLAB矩阵分析与处理 17

本章要点 17

2.1 矩阵的建立 17

2.1.1 直接建立矩阵 17

2.1.2 利用函数建立通用的特殊矩阵 18

2.1.3 用冒号表达式建立矩阵 22

2.1.4 创建复合矩阵 23

2.2 矩阵的算术运算 23

2.2.1 加、减运算 23

2.2.2 乘法 24

2.2.3 矩阵相除 25

2.3 矩阵的线性运算 25

2.3.1 矩阵的特征值及特征向量 25

2.3.2 矩阵的正交基 26

2.3.3 矩阵的二次型 27

2.3.4 秩 27

2.4 矩阵分析 28

2.4.1 矩阵结构变换 28

2.4.2 矩阵的逆矩阵与广义逆矩阵 30

2.4.3 方阵的行列式 30

2.5 矩阵的分解 32

2.5.1 矩阵的三角分解 32

2.5.2 矩阵的正交分解 33

2.5.3 矩阵的平方根分解 34

2.6 稀疏矩阵 34

2.6.1 稀疏矩阵的创建 35

2.6.2 查看稀疏矩阵 36

2.6.3 稀疏矩阵的运算 38

2.7 矩阵的初等变换 41

2.8 MATLAB的数组运算 41

2.8.1 创建数组 41

2.8.2 数组的算术运算 42

小结 43

习题 44

第3章 MATLAB数值计算 45

本章要点 45

3.1 线性方程与线性方程组的数值求解 45

3.1.1 线性方程数值求解 45

3.1.2 线性方程组数值求解 45

3.2 非线性方程与非线性方程组的数值求解 47

3.2.1 非线性方程数值求解 47

3.2.2 非线性方程组数值求解 47

3.3 多项式数值计算 48

3.3.1 多项式的建立 49

3.3.2 多项式求根 49

3.3.3 多项式求值 50

3.3.4 多项式的四则运算 50

3.3.5 多项式的导函数 52

3.4 数据的数值计算 52

3.4.1 数据统计与分析 52

3.4.2 向量的内积和正交 56

3.4.3 数据分段插值 57

3.4.4 曲线拟合 61

3.4.5 函数的最大值与最小值 63

3.5 数值微分与积分 64

3.5.1 数值微分 64

3.5.2 数值积分 65

3.6 常微分方程的数值求解 66

3.7 级数的求和与收敛 67

3.8 傅里叶展开 68

小结 69

习题 69

第4章 MATLAB符号计算 71

本章要点 71

4.1 符号矩阵与符号函数的创建 71

4.1.1 建立符号矩阵 71

4.1.2 建立符号函数 72

4.2 符号矩阵与符号函数的基本运算 75

4.2.1 符号矩阵的基本运算 75

4.2.2 符号函数的基本运算 77

4.3 符号微积分 79

4.3.1 函数的极限 79

4.3.2 符号函数微分 80

4.3.3 符号函数的不定积分 80

4.3.4 符号函数的定积分 81

4.3.5 积分变换 81

4.3.6 级数的符号求和 82

4.3.7 符号函数的泰勒级数 83

4.3.8 导数的应用 83

4.4 符号解方程 84

4.4.1 线性方程与线性方程组的符号求解 84

4.4.2 非线性方程与非线性方程组的符号求解 85

4.4.3 常微分方程的符号求解 86

4.4.4 常微分方程组求解 87

4.5 符号函数的显示 87

小结 89

习题 89

第5章 MATLAB图形绘制 90

本章要点 90

5.1 二维图形的绘制 90

5.1.1 绘制二维曲线的基本函数 91

5.1.2 绘制图形的辅助操作 94

5.1.3 绘制二维图形的其他函数 97

5.1.4 特殊二维图形的绘制 100

5.2 三维图形的绘制 106

5.2.1 绘制三维曲线的基本函数 106

5.2.2 三维曲面的绘制 107

5.2.3 标准三维曲面 109

5.2.4 其他三维图形 109

5.2.5 非网格数据点绘图 109

5.2.6 隐函数图形的绘制：MATLAB符号绘图 110

5.3 三维图形的精细处理 113

5.3.1 图形的裁剪处理 113

5.3.2 视点处理 113

5.3.3 色彩处理 114

5.3.4 光照处理 115

5.4 图像与动画 116

5.4.1 图像 116

5.4.2 动画 118

5.5 底层绘图操作 119

小结 122

习题 123

第6章 MATLAB程序设计 124

本章要点 124

6.1 M文件 124

6.1.1 脚本文件 124

6.1.2 函数式文件 125

6.2 程序设计中的变量与语句 127

6.2.1 变量类型 127

6.2.2 基本语句 129

6.3 数据类型 131

6.3.1 字符 132

6.3.2 元胞数组 134

6.3.3 结构类型 134

6.3.4 函数句柄 135

6.3.5 Java对象 135

6.3.6 逻辑类型 136

6.4 程序控制语句结构 136

6.4.1 顺序结构 136

6.4.2 选择结构 137

6.4.3 循环结构 139

6.4.4 交互语句 141

6.4.5 试探语句 145

6.4.6 可变输入／输出变量个数的处理 145

6.4.7 函数的递归调用 146

6.5 程序的调试 146

6.6 养成良好的编程习惯 149

小结 149

习题 150

第7章 MATLAB仿真与应用 151

本章要点 151

7.1 Simulink概述 152

7.1.1 Simulink简介 152

7.1.2 Simulink相关产品 152

7.1.3 一个使用Simulink的例子 153

7.2 功能模块函数库介绍 155

7.2.1 输入源模块库 156

7.2.2 接收模块 157

7.2.3 连续系统模块 158

7.2.4 数学运算模块 159

7.3 Simulink模块的操作 160

7.3.1 添加和选取模块 160

7.3.2 模块的复制和删除 160

7.3.3 模块属性和参数的设置 161

7.3.4 模块间连线 163

7.4 自定义功能模块 164

7.4.1 自定义功能模块的生成 164

7.4.2 自定义功能模块选项卡的设置 166

7.5 Simulink仿真的应用 166

小结 170

习题 170

第8章 MATLAB图形用户界面设计技术 171

本章要点 171

8.1 图形用户界面简介 171

8.2 图形对象和图形对象的句柄 172

8.2.1 图形对象与图形对象的结构 172

8.2.2 句柄对象 173

8.3 图形用户界面设计工具GUIDE 175

8.3.1 图形用户界面的开发环境 175

8.3.2 位置调整工具 178

8.3.3 对象属性查看器 178

8.3.4 菜单编辑器 182

8.3.5 对象浏览器 185

8.4 对话框 185

8.4.1 公共对话框 185

8.4.2 一般对话框 189

小结 194

习题 194

第9章 MATLAB工具箱 195

本章要点 195

9.1 打开MATLAB工具箱的方式 195

9.2 MATLAB工具箱简要介绍 196

9.3 MATLAB的Simulink简要介绍 199

9.4 MATLAB常用工具箱的使用方法 202

9.4.1 曲线拟合工具箱（curve fitting toolbox）应用 202

9.4.2 模糊逻辑工具箱（Fuzzy Logic Toolbox）应用 205

小结 207

习题 207

第10章 MATLAB应用实例 208

本章要点 208

10.1 曲线图的绘制 208

10.2 MATLAB信号的基本操作实例 209

10.3 曲面方程 210

10.4 散点拟合成曲面 212

10.5 计算万年历 213

10.6 牛顿环仿真 214

10.7 弹簧震动系统模型 215

10.8 MATLAB进行频谱分析 217

10.9 柱形图 222

10.10 人脸识别 225

小结 227

习题 227

附录A MATLAB函数及命令库 228

附录B 图形句柄函数 235

附录C 习题参考答案 253

参考文献 277