MATLAB程序设计及其数学建模应用PDF电子书下载

第1部分 MATLAB程序设计 3

第1章 MATLAB简介 3

1.1MATLAB的发展历程 3

1.2MATLAB的特点 4

1.3MATLAB的安装 4

1.4MATLAB环境 6

1.5命令窗口运行入门 7

1.5.1最简单的计算和命令 8

1.5.2命令窗口的显示方式 10

1.5.3命令中的标点符号 10

1.5.4命令窗口的常用控制命令 11

1.5.5命令窗口中命令行的编辑 11

1.6历史命令窗口和实录命令diary 12

1.6.1历史命令窗口简介 12

1.6.2命令窗口实录命令diary 13

1.7工作空间 13

1.7.1工作空间简介 13

1.7.2工作空间浏览器 14

1.8 MATLAB当前目录和搜索路径 14

1.8.1当前目录浏览器 14

1.8.2MATLAB的搜索路径 15

1.9编辑/调试窗口 16

1.10图形窗口 17

1.11帮助系统 17

1.11.1MATLAB中获取帮助的方法 18

1.11.2其他帮助 19

练习 19

第2章 MATLAB基本功能 21

2.1数组和变量 21

2.1.1数组的定义 21

2.1.2变量的命名 21

2.2在MATLAB中初始化变量 22

2.2.1利用赋值语句给变量赋值 22

2.2.2利用短赋值语句给变量赋值 23

2.2.3利用内置函数进行赋值 24

2.2.4利用键盘输入变量内容 25

2.3多维数组 25

2.4子数组 26

2.4.1寻访子数组 26

2.4.2给子数组赋值 27

2.5特殊的预定义变量 28

2.6显示输出的数据 28

2.6.1改变默认的显示格式 28

2.6.2使用disp函数 29

2.7数据文件 29

2.8标量运算符、数组和矩阵运算符 30

2.8.1标量运算符 31

2.8.2数组和矩阵运算符 31

2.8.3运算符的优先级 34

2.9 MATLAB的内置函数 34

2.9.1可选的输出参数 34

2.9.2函数中利用数组作为输入变量 34

2.9.3常用的MATLAB函数 35

2.10绘图简介 36

2.10.1使用简单的plot绘图标注 36

2.10.2图形的打印 37

2.10.3绘制多条曲线 37

2.10.4刻画线型、颜色、图例等设置 38

2.10.5对数坐标绘图 39

2.10.6双坐标轴绘图 40

2.10.7练习绘图实例 41

2.11调试MATLAB程序 44

练习 45

第3章 程序设计和程序结构 48

3.1自顶向下的程序设计方法 48

3.2使用伪代码 49

3.3关系运算符与逻辑运算符 50

3.3.1关系运算符 50

3.3.2注意“＝”和“～＝”的使用 51

3.3.3逻辑运算符 52

3.3.4逻辑函数 53

3.4分支结构 54

3.4.1if基本结构 54

3.4.2if嵌套结构 55

3.4.3if结构使用实例 56

3.4.4switch语句 59

3.4.5try/catch结构 60

3.5循环结构 61

3.5.1while循环 61

3.5.2for循环 64

3.5.3控制程序的其他常用命令 71

3.5.4循环嵌套 72

3.6逻辑数组和向量计算 73

3.6.1逻辑数组的重要性 74

3.6.2创建与if/else等价的逻辑数组 75

3.7其他应用实例 76

3.8其他的绘图设置 85

3.8.1控制x轴和Y轴上限 85

3.8.2在一个plot图上多次绘制曲线 86

3.8.3创建多个图形窗口 87

3.8.4创建子图 87

3.8.5增强的画线功能 88

3.8.6极坐标图形 88

3.8.7在图形上添加标注 89

3.9MATLAB调试功能 89

练习 91

第4章 用户自定义函数 95

4.1MATLAB函数介绍 96

4.2在MATLAB中的变量传递——传值方式 99

4.3函数参数的说明 104

4.4使用全局变量来共享数据 107

4.5调用函数时保存数据 111

4.6快速函数定义 115

4.7Function的函数 115

4.7.1Function的函数简介 116

4.7.2函数作为参数的实例 118

4.8子函数和私有函数 120

练习 121

第5章 复数、字符函数和图形其他类型 123

5.1复数 123

5.1.1复数变量 123

5.1.2复数的关系运算 123

5.1.3复数的函数 124

5.1.4绘制复数的曲线图形 124

5.2字符函数 125

5.2.1字符转换函数 125

5.2.2创建二维字符串数组 126

5.2.3字符串连接函数 127

5.2.4字符串比较函数 127

5.2.5字符运算实例 130

5.3多维数组 133

5.4两维绘图的其他设置 134

5.4.1其他图形样式 134

5.4.2绘图函数 136

5.4.3数据分布统计图形histogram 137

5.5三维图形 139

5.5.1三维曲线 139

5.5.2三维曲面的绘制函数 139

5.5.3三维曲线的绘制函数 141

练习 143

第6章 稀疏数组、元数组和结构数组 145

6.1稀疏数组 145

6.1.1稀疏数组概述 145

6.1.2稀疏矩阵数据类型 146

6.2元数组 151

6.2.1创建元数组 152

6.2.2访问元数组中的内容 153

6.2.3元数组基本操作 153

6.2.4字符型元数组 154

6.2.5元数组的重要性 155

6.3结构数组 158

6.3.1创建结构数组 158

6.3.2访问结构数组中的数据 159

6.3.3结构数组的基本操作 160

6.3.4结构数组中的常用函数 161

练习 162

第7章 符号运算 164

7.1符号对象和符号表达式 164

7.1.1符号对象的生成和使用 164

7.1.2符号运算中的算法和基本函数 165

7.1.3识别对象类别的命令 166

7.2符号表达式和符号函数的操作 167

7.2.1符号表达式的操作 167

7.2.2求反和复合 169

7.2.3置换 169

7.2.4矩阵运算 170

7.2.5符号数值精度控制和任意精度计算 171

7.2.6符号对象与其他数据对象之间的转换 172

7.3符号微积分 172

7.3.1符号序列的求和 172

7.3.2符号表达式的极限 173

7.3.3符号微分 173

7.3.4符号积分 174

7.4符号代数方程的求解 175

7.4.1线性方程组的符号解 175

7.4.2一般代数方程组的解 176

7.5符号微分方程的求解 177

7.5.1符号法和数值法的互补作用 177

7.5.2求解微分方程符号解的一般命令 178

7.6可视化数学分析界面 179

7.6.1单变量函数分析的交互界面 179

7.6.2泰勒级数逼近分析界面 180

练习 181

第2部分 MATLAB建模分析应用 185

第8章 数据的导入和导出 185

8.1二进制文件的导入和导出 185

8.2TXT文件的导入和导出 186

8.2.1调用高级函数读取数据 187

8.2.2调用低级函数读取数据 191

8.2.3文件位置和状态函数 196

8.2.4写入文本文件函数 198

8.3文本文件和二进制文件的比较 202

8.4Excel文件的导入与导出 205

8.4.1利用函数导入数据 205

8.4.2将数据写入Excel文件 206

8.4.3在Excel中安装MATLAB工具箱 206

8.5图形界面导入数据 207

8.5.1导入数据向导 207

8.5.2利用图形界面返回文件信息 208

8.5.3利用图形界面保存数据 210

第9章 数据的统计描述和分析 211

9.1常用统计量 211

9.2数据统计特征量的计算 213

9.2.1数据统计计算实例 214

9.2.2图形窗口的统计结果显示 215

9.3概率分布的实现 217

9.3.1均匀分布 217

9.3.2二项随机分布 217

9.3.3泊松分布 219

9.3.4正态分布 221

9.3.5概率分布函数小结 223

9.4统计推断 225

9.4.1参数估计 225

9.4.2假设检验 226

第10章 统计回归方法 228

10.1数值插值函数 228

10.1.1一维数值插值 228

10.1.2二维数值插值 229

10.1.3多维数值插值 230

10.2统计回归模型 231

10.2.1回归模型简介 231

10.2.2估计模型的拟合优度 231

10.2.3回归分析的步骤 232

10.3回归分析实例 234

10.3.1单变量回归分析 234

10.3.2多变量回归分析 242

10.3.3非线性模型回归分析 251

10.4其他多变量回归方法 256

10.4.1逐步分析方法 256

10.4.2偏最小二乘回归分析 259

10.5聚类分析 261

10.5.1聚类简介 261

10.5.2聚类常用方法 262

10.5.3MATLAB中的系统聚类函数 265

10.5.4MATLAB中的K均值聚类函数 268

10.5.5聚类分析实例 270

第11章 优化模型的计算 275

11.1无条件约束的极值问题 275

11.2线性规划 277

11.2.1线性规划问题定义 277

11.2.2线性规划的求解 277

11.3二次规划 281

11.4非线性规划 282

11.4.1非线性规划问题定义 282

11.4.2非线性规划的求解 283

11.5整数规划 289

11.5.1整数线性规划 289

11.5.2 0-1整数规划 291

11.6多目标规划 292

11.6.1多目标规划的常用解法 292

11.6.2最大最小化模型 292

11.6.3应用实例 293

11.7优化工具 301

附录 部分习题答案 302

参考文献 310