第1章 MATLAB系统概述 1
1.1 MATLAB简介 1
1.1.1 MATLAB系统的产生与发展 1
1.1.2 MATLAB的特点 2
1.2 MATLAB的系统界面 4
1.2.1 MATLAB主窗口 4
1.2.2 命令窗口 5
1.2.3 历史窗口 5
1.2.4 当前目录窗口 6
1.2.5 工作间管理窗口 6
1.2.6 帮助窗口 6
1.2.7 profiler窗口 6
1.2.8 Start按钮 6
1.3 MATLAB的内容及查找 8
1.3.1 MATLAB的搜索路径 8
1.3.2 扩展MATLAB的搜索路径 9
1.4 MATLAB的帮助系统 10
1.4.1 联机帮助系统 10
1.4.2 帮助命令 10
1.4.3 联机演示系统 15
1.4.4 网络资源 17
第2章 MATLAB的基本功能 18
2.1 数值计算功能 18
2.1.1 创建数值矩阵 18
2.1.2 矩阵运算 21
2.1.3 稀疏矩阵 28
2.2 符号运算功能 32
2.2.1 符号表达式的生成 33
2.2.2 创建符号矩阵 33
2.2.3 高等数学中的符号计算 34
2.2.4 图示化符号函数计算器 40
2.3 图形处理功能 41
2.3.1 MATLAB中的图形窗口 41
2.3.2 MATLAB基础绘图 42
2.3.3 三维绘图 49
第3章 程序设计 58
3.1 M文件 58
3.1.1 命令式文件 60
3.1.2 函数式文件 62
3.2 控制语句 65
3.2.1 表达式、表达式语句与赋值语句 65
3.2.2 程序流程控制语句 65
3.2.3 程序流程控制指令 71
3.2.4 人机交互语句 72
3.2.5 MATLAB程序的调试命令 74
3.3 函数变量及其作用域 75
3.4 子函数与私有函数 75
3.5 程序设计的辅助函数 76
3.6 程序设计优化 77
3.7 文件调用纪录 78
3.7.1 profile函数 78
3.7.2 调用记录结果的显示 78
第4章 MATLAB编译器 83
4.1 MATLAB编译器4.4的新特点 83
4.1.1 编译器与解释器的区别 83
4.1.2 MATLAB编译器4.4的新特点 84
4.2 MEX文件和MAT文件 84
4.2.1 MEX文件 84
4.2.2 MAT文件 85
4.3 MATLAB编译器的使用 85
4.3.1 环境配置 85
4.3.2 mbuild命令 87
4.3.3 mcc命令 88
4.4 使用举例 88
第5章 最优化理论概述 91
5.1 最优化理论及其应用 91
5.1.1 最优化理论发展概述 91
5.1.2 最优化问题基本模型 92
5.1.3 最优化问题举例 92
5.2 最优化问题的实现 94
5.2.1 古老实现方法 95
5.2.2 计算机实现 95
5.2.3 MATLAB实现 96
第6章 MATLAB优化工具箱简介 97
6.1 MATLAB中的工具箱 97
6.1.1 MATLAB中常用的工具箱 98
6.1.2 工具箱和工具箱函数的查询 98
6.2 优化工具箱中的函数 102
6.3 优化函数的变量 103
6.4 参数设置 105
6.4.1 参数值 105
6.4.2 optimset函数 105
6.4.3 optimget函数 111
6.5 模型输入时需要注意的问题 111
6.6 @函数 112
6.7 优化算法介绍 113
6.7.1 参数优化问题 113
6.7.2 无约束优化问题 113
6.7.3 拟牛顿法实现 115
6.7.4 最小二乘优化 116
6.7.5 非线性最小二乘实现 117
6.7.6 约束优化 117
6.7.7 SQP实现 118
6.8 实例分析 119
第7章 无约束优化问题 126
7.1 一维优化问题 126
7.1.1 数学原理及模型 126
7.1.2 MATLAB工具箱中的基本函数 127
7.1.3 应用实例分析 129
7.2 无约束非线性规划问题 132
7.2.1 数学原理及模型 132
7.2.2 MATLAB工具箱中的基本函数 133
7.2.3 应用实例分析 138
7.3 最小二乘优化问题 143
7.3.1 数学原理及模型 143
7.3.2 MATLAB工具箱中的函数介绍 144
7.3.3 应用实例分析 148
第8章 约束优化问题 155
8.1 线性规划问题 155
8.1.1 数学原理及模型 156
8.1.2 算法介绍 157
8.1.3 MATLAB工具箱中的基本函数 157
8.1.4 生产决策应用 159
8.1.5 管理问题 161
8.1.6 营养问题 174
8.2 二次规划问题 177
8.2.1 数学原理及模型 178
8.2.2 MATLAB工具箱中的基本函数 179
8.2.3 应用实例分析 180
8.3 带约束线性最小二乘问题 182
8.3.1 数学原理及模型 182
8.3.2 MATLAB工具箱中的基本函数 183
8.3.3 应用实例分析 186
8.3.4 拟合问题 188
8.4 一般的约束非线性最优化问题 194
8.4.1 数学原理及模型 194
8.4.2 MATLAB工具箱中的基本函数 194
8.4.3 应用实例分析 199
第9章 多目标规划 209
9.1 数学原理及模型 209
9.2 MATLAB工具箱中的基本函数 211
9.3 应用实例分析 213
第10章 最大最小化 222
10.1 数学原理及模型 222
10.2 MATLAB工具箱中的基本函数 223
10.3 应用实例分析 226
第11章 半无限问题 231
11.1 数学原理及模型 231
11.2 MATLAB工具箱中的基本函数 232
11.3 应用实例分析 234
第12章 整数规划 240
12.1 整数规划概述 240
12.1.1 整数规划的特点 240
12.1.2 0-1整数规划 241
12.2 MATLAB工具箱中的函数 242
12.3 应用实例分析 243
第13章 方程求解 249
13.1 线性方程组求解 249
13.1.1 数学原理及模型 249
13.1.2 MATLAB解法 250
13.1.3 应用实例分析 250
13.2 非线性方程的优化解 251
13.2.1 数学原理 251
13.2.2 MATLAB工具箱中的基本函数 251
13.2.3 应用实例分析 253
13.3 非线性方程组的优化解 255
13.3.1 数学原理 255
13.3.2 MATLAB工具箱中的基本函数 255
13.3.3 应用实例分析 256
第14章 大规模最优化问题 261
14.1 大规模问题简介 261
14.1.1 可以用大规模优化算法解决的问题 261
14.1.2 大规模问题的模型 262
14.2 带雅克比矩阵的非线性方程组 263
14.3 给定雅克比矩阵稀疏性结构的非线性方程组 267
14.4 带有完全稀疏样式雅克比矩阵的最小二乘问题 270
14.5 带有梯度和海色矩阵的非线性优化问题 274
14.6 带有梯度和海色矩阵稀疏样式的非线性优化问题 278
14.7 带有边界约束和初始条件的非线性优化问题 282
14.8 带有等式约束的非线性优化问题 287
14.9 带稠密但是有固定结构海色矩阵和等式约束的优化问题 291
14.10 有边界约束的二次规划问题 296
14.11 带稠密但有固定结构海色矩阵的二次规划问题 299
14.12 有边界约束的线性最小二乘问题 302
14.13 有等式和不等式约束的线性规划问题 305
14.14 在等式约束中有稠密列的线性规划问题 308
第15章 MATLAB与外部程序接口 312
15.1 应用程序接口介绍 312
15.1.1 MEX文件 313
15.1.2 mx-函数库和MEX文件的区别 313
15.1.3 MAT文件 313
15.2 MEX文件的编辑与使用 313
15.2.1 C语言MEX文件的编写 314
15.2.2 FORTRAN语言MEX文件 324
15.3 MATLAB可执行程序 325
15.3.1 接口函数mexFunction 325
15.3.2 在Visual C＋＋中实现MATLAB可执行程序接口函数 325