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目录 1

序 1

前言 1

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的运行环境与安装 5

1.2.1 MATLAB的运行环境 5

1.2.2 MATLAB的安装 5

1.3 MATLAB集成环境 6

1.3.1 启动与退出MATLAB集成环境 6

1.3.2　主窗口 7

1.3.3　命令窗口 10

1.3.4　工作空间窗口 12

1.3.5 当前目录窗口和搜索路径 12

1.3.6　命令历史记录窗口 14

1.3.7　启动平台窗口和Start按钮 15

1.4　MATLAB帮助系统 15

1.4.1　帮助窗口 15

1.4.2　帮助命令 16

1.4.3　演示系统 17

1.4.4　远程帮助系统 18

习题一 18

第2章　MATLAB矩阵及其运算 19

2.1　变量和数据操作 19

2.1.1　变量与赋值 19

2.1.3 内存变量的管理 20

2.1.2　预定义变量 20

2.1.4　MATLAB常用数学函数 22

2.1.5　数据的输出格式 23

2.2　MATLAB矩阵 24

2.2.1　矩阵的建立 25

2.2.2　矩阵的拆分 27

2.2.3　特殊矩阵 29

2.3 MATLAB运算 33

2.3.1　算术运算 33

2.3.2　关系运算 36

2.3.3　逻辑运算 37

2.4　矩阵分析 38

2.4.1 对角阵与三角阵 39

2.4.2　矩阵的转置与旋转 41

2.4.3　矩阵的逆与伪逆 42

2.4.5　矩阵的秩与迹 43

2.4.4　方阵的行列式 43

2.4.6　向量和矩阵的范数 44

2.4.7　矩阵的条件数 45

2.4.8　矩阵的特征值与特征向量 46

2.5　矩阵的超越函数 48

2.6　字符串 49

2.7　结构数据和单元数据 51

2.7.1 结构数据 51

2.7.2　单元数据 52

2.8　稀疏矩阵 53

2.8.1　矩阵存储方式 53

2.8.2　稀疏存储方式的产生 54

2.8.3　稀疏矩阵应用举例 58

习题二 59

3.1.1　M文件概述 62

第3章　MATLAB程序设计 62

3.1　M文件 62

3.1.2　M文件的建立与打开 63

3.2　程序控制结构 64

3.2.1　顺序结构 64

3.2.2　选择结构 66

3.2.3　循环结构 71

3.3 函数文件 76

3.3.1 函数文件的基本结构 76

3.3.2　函数调用 77

3.3.3 函数参数的可调性 78

3.3.4　全局变量与局部变量 79

3.4　程序举例 80

3.5.1　程序调试概述 84

3.5　程序调试 84

3.5.2　调试器 85

3.5.3　调试命令 88

习题三 89

第4章　MATLAB文件操作 92

4.1　文件的打开与关闭 92

4.1.1　文件的打开 92

4.1.2　文件的关闭 93

4.2　文件的读写操作 93

4.2.1 二进制文件的读写操作 93

4.2.2　文本文件的读写操作 94

4.3　数据文件定位 97

习题四 97

5.1 二维数据曲线图 99

5.1.1 绘制单根二维曲线 99

第5章　MATLAB绘图 99

5.1.2　绘制多根二维曲线 101

5.1.3　设置曲线样式 104

5.1.4　图形标注与坐标控制 105

5.1.5　图形的可视化编辑 107

5.1.6　对函数自适应采样的绘图函数 109

5.1.7　图形窗口的分割 109

5.2　其他二维图形 111

5.2.1 其他坐标系下的二维数据曲线图 111

5.2.2　二维统计分析图 112

5.3 隐函数绘图 114

5.4　三维图形 115

5.4.1 三维曲线 115

5.4.2　三维曲面 116

5.4.3　其他三维图形 120

5.5　图形修饰处理 122

5.5.1　视点处理 122

5.5.2　色彩处理 124

5.5.3　光照处理 125

5.5.4　图形的裁剪处理 126

5.6　图像处理与动画制作 127

5.6.1 图像处理 127

5.6.2　动画制作 128

习题五 129

第6章　MATLAB数据分析与多项式计算 131

6.1　数据统计处理 131

6.1.1　最大值和最小值 131

6.1.2　求和与求积 133

6.1.3　平均值和中值 134

6.1.4　累加和与累乘积 135

6.1.5　标准方差与相关系数 136

6.1.6　排序 137

6.2　数据插值 138

6.2.1　一维数据插值 139

6.2.2　二维数据插值 140

6.3　曲线拟合 142

6.4　离散傅立叶变换 144

6.4.1 离散傅立叶变换算法简介 144

6.4.2　离散傅立叶变换的实现 144

6.5　多项式计算 146

6.5.1 多项式的四则运算 146

6.5.2　多项式的导函数 147

6.5.3　多项式的求值 148

6.5.4　多项式求根 149

习题六 150

7.1.1 直接解法 152

第7章　MATLAB解方程与函数极值 152

7.1　线性方程组求解 152

7.1.2　迭代解法 158

7.2　非线性方程数值求解 161

7.2.1　单变量非线性方程求解 161

7.2.2　非线性方程组的求解 162

7.3　常微分方程初值问题的数值解法 162

7.3.1　龙格—库塔法简介 163

7.3.2　龙格—库塔法的实现 163

7.4　函数极值 166

习题七 167

第8章　MATLAB数值积分与微分 169

8.1　数值积分 169

8.1.1　数值积分基本原理 169

8.1.2　数值积分的实现方法 170

8.1.3　二重定积分的数值求解 172

8.2　数值微分 173

8.2.1　数值差分与差商 173

8.2.2　数值微分的实现 174

习题八 175

第9章　MATLAB符号计算 177

9.1 符号对象 177

9.1.1　建立符号对象 177

9.1.2　符号表达式运算 179

9.1.3　符号表达式中变量的确定 183

9.1.4　符号矩阵 184

9.2　符号微积分 185

9.2.1 符号极限 185

9.2.2　符号导数 186

9.2.3　符号积分 187

9.2.4　积分变换 188

9.3　级数 190

9.3.1　级数符号求和 190

9.3.2　函数的泰勒级数 191

9.4　符号方程求解 191

9.4.1　符号代数方程求解 191

9.4.2　符号常微分方程求解 192

习题九 193

第10章　MATLAB图形句柄 195

10.1 图形对象及其句柄 195

10.2　图形对象属性 196

10.3　图形对象的创建 199

10.3.1 图形窗口对象 199

10.3.2　坐标轴对象 201

10.3.4　文字对象 203

10.3.3 曲线对象 203

10.3.5 曲面对象 205

习题十 206

第11章　MATLAB图形用户界面设计 208

11.1　菜单设计 208

11.1.1　建立用户菜单 208

11.1.2　菜单对象常用属性 209

11.1.3　快捷菜单 211

11.2　对话框设计 212

11.2.1　对话框的控件 212

11.2.2　对话框的设计 212

11.3 图形用户界面设计工具 221

11.3.1 图形用户界面设计窗口 221

11.3.2　对象属性查看器 224

11.3.3　菜单编辑器 224

11.3.5　对象浏览器 226

11.3.4　位置调整工具 226

11.3.6　Tab顺序编辑器 227

习题十一 230

第12章　Simulink动态仿真集成环境 231

12.1 Simulink操作基础 231

12.1.1　Simulink简介 231

12.1.2　Simulink的启动与退出 232

12.2　系统仿真模型 233

12.2.1　Simulink的基本模块 233

12.2.2　模块的编辑 234

12.2.3　模块的连接 235

12.2.4　模块的参数和属性设置 236

12.3　系统的仿真 239

12.3.1　设置仿真参数 239

12.3.2　启动系统仿真与仿真结果分析 245

12.3.3　系统仿真实例 249

12.4　使用命令操作对系统进行仿真 252

12.5　子系统及其封装技术 256

12.5.1　子系统的建立 256

12.5.2　子系统的条件执行 258

12.5.3　子系统的封装 261

12.6　S函数的设计与应用 266

12.6.1 用MATLAB语言编写S函数 266

12.6.2　S函数的应用 269

习题十二 271

第13章　在Word环境下使用MATLAB 273

13.1　Notebook操作基础 273

13.1.1　Notebook的安装 273

13.1.3　Notebook界面 274

13.1.2　Notebook的启动 274

13.2　单元的使用 275

13.2.1　输入输出单元 276

13.2.2 自动初始化单元 278

13.2.3　单元组 278

13.2.4　计算区 280

13.2.5　单元的其他操作 281

13.3　输出格式控制 282

13.3.1　数据输出控制 282

13.3.2　图形输出控制 283

13.3.3　修改M-book模板的样式 284

习题十三 284

附录1 MATLAB常用命令与函数分类索引表 285

附录2　MATLAB可用的LaTeX字符集 300

参考文献 302