第1章 MATLAB基础知识 1
1.1 数组和变量 1
1.1.1 数组的定义 1
1.1.2 数组的创建 2
1.1.3 多维数组及其操作 10
1.1.4 变量的命名 13
1.2 矩阵 14
1.2.1 实数值矩阵输入 14
1.2.2 复数矩阵输入 15
1.2.3 符号矩阵的生成 15
1.2.4 大矩阵的生成 16
1.2.5 矩阵的数学函数 17
1.3 符号运算的基本内容 22
1.3.1 符号变量代换及其函数 23
1.3.2 符号对象转换为数值对象的函数 24
1.3.3 符号表达式的化简 26
1.3.4 符号运算的其他函数 31
1.3.5 两种特定的符号运算函数 33
本章小结 35
第2章 数学建模基础 36
2.1 数学建模的概念 36
2.2 数据的导入和保存 37
2.3 数据统计和分析 42
2.3.1 常用统计量 42
2.3.2 随机数 47
2.3.3 参数估计 52
2.3.4 假设检验 52
2.3.5 方差分析 55
2.4 统计图表的绘制 55
2.5 回归模型 61
2.5.1 回归分析的定义 61
2.5.2 回归分析 62
本章小结 66
第3章 MATLAB程序设计 67
3.1 自顶向下的程序设计方法 67
3.2 符号运算 70
3.2.1 符号对象 71
3.2.2 创建符号对象 73
3.2.3 符号表达式及函数 76
3.2.4 数组与矩阵 82
3.3 关系运算符和逻辑运算符 83
3.3.1 关系运算符 83
3.3.2 逻辑运算符 84
3.3.3 常用操作函数 87
3.4 分支结构 88
3.4.1 if分支结构 88
3.4.2 switch分支结构 89
3.5 循环结构 90
3.5.1 while循环结构 90
3.5.2 for循环结构 92
3.5.3 控制程序的其他命令 93
3.6 程序调试和优化 98
3.6.1 程序调试命令 98
3.6.2 程序常见的错误类型 99
3.6.3 效率优化 104
3.6.4 内存优化 105
3.6.5 经典算法程序举例 110
本章小结 118
第4章 常用建模函数 119
4.1 曲线拟合函数 119
4.1.1 多项式拟合 119
4.1.2 加权最小方差拟合原理及实例 121
4.1.3 非线性曲线拟合 123
4.2 参数估计函数 124
4.2.1 常见分布的参数估计 124
4.2.2 点估计 127
4.2.3 区间估计 129
4.3 参数传递函数 130
4.3.1 输入和输出参数的数目 130
4.3.2 可变数目的参数传递 131
4.3.3 返回被修改的输入参数 132
4.3.4 全局变量 133
4.4 插值函数 134
4.4.1 一维插值命令及实例 134
4.4.2 二维插值命令及实例 137
4.4.3 样条插值 139
本章小结 140
第5章 MATLAB求解微积分 141
5.1 求解函数导数 141
5.1.1 函数的导数 141
5.1.2 隐函数的偏导数 142
5.2 极限问题 143
5.2.1 单变量函数 143
5.2.2 多变量函数 145
5.3 求解积分问题 145
5.3.1 不定积分 146
5.3.2 定积分与无穷积分计算 147
5.3.3 多重积分 147
5.4 级数展开和求和 148
5.4.1 级数展开 148
5.4.2 级数求和 150
本章小结 151
第6章 数学规划模型 152
6.1 数学规划模型的概念 152
6.2 线性规划 153
6.2.1 线性规划的标准形式 153
6.2.2 线性规划求解方法 154
6.3 非线性规划 161
6.3.1 非线性规划的标准形式 161
6.3.2 二次规划 162
6.3.3 无约束规划 164
6.3.4 有约束规划 173
本章小结 177
第7章 智能优化算法 178
7.1 神经网络算法 178
7.1.1 基本原理 178
7.1.2 程序设计 180
7.1.3 经典应用 204
7.2 遗传算法 212
7.2.1 基本原理 212
7.2.2 程序设计 215
7.2.3 经典应用 220
7.3 免疫算法 226
7.3.1 基本原理 227
7.3.2 程序设计 227
7.3.3 经典应用 236
7.4 模拟退火算法 243
7.4.1 基本原理 243
7.4.2 程序设计 244
7.4.3 经典应用 246
本章小结 247
第8章 Simulink简介 248
8.1 基本知识 248
8.1.1 基本功能 248
8.1.2 Simulink组成 249
8.1.3 模块库简介 251
8.2 Simulink系统仿真 257
8.2.1 仿真基础 258
8.2.2 简单系统的仿真分析 260
8.3 Stateflow建模与应用 264
8.3.1 Stateflow的定义 264
8.3.2 状态图编辑器 266
8.3.3 Stateflow流程图 268
本章小结 270
第9章 MATLAB数据图形可视化 271
9.1 MATLAB图形窗口 271
9.1.1 创建图形窗口 271
9.1.2 关闭与清除图形框 272
9.2 函数绘制 272
9.2.1 一元函数绘图 272
9.2.2 二元函数绘图 273
9.3 数据图形绘制简介 275
9.3.1 离散数据可视化 275
9.3.2 连续函数可视化 278
9.4 二维绘图函数 281
9.4.1 二维图形绘制步骤 281
9.4.2 二维图形基本绘图命令 283
9.4.3 快速方程式画图 286
9.4.4 特殊二维图形 287
9.4.5 二维绘图经典案例 299
9.5 三维绘图函数 303
9.5.1 绘制三维曲面 303
9.5.2 栅格数据的生成 308
9.5.3 网格曲面的绘制命令 311
9.5.4 隐藏线的显示和关闭 313
9.5.5 三维绘图经典案例 314
本章小结 320
第10章 MATLAB图像处理算法 321
10.1 图像处理基础 321
10.2 MATLAB图像处理函数 322
10.2.1 默认显示方式 322
10.2.2 添加颜色条 323
10.2.3 显示多帧图像 324
10.2.4 显示动画 325
10.2.5 三维材质图像 326
10.2.6 图像的直方图 327
10.2.7 灰度变换 328
10.2.8 均衡直方图 329
10.3 图像处理的MATLAB应用 331
10.3.1 图像增强 331
10.3.2 图像重建 333
10.3.3 图像变换 335
10.3.4 图像压缩 335
10.3.5 图像分割 339
10.3.6 图像边缘检测 350
10.3.7 图像识别 351
本章小结 353
第11章 水质评价与预测 354
11.1 问题简介 354
11.2 数学模型 369
11.2.1 问题分析 369
11.2.2 模型建立 369
11.3 水质评价与预测问题中MATLAB实现 371
11.4 模糊神经网络在水质预测中的应用 382
本章小结 392
第12章 投资收益与风险 393
12.1 问题简介 393
12.2 数学模型 394
12.2.1 问题分析 394
12.2.2 模型建立 395
12.3 MATLAB在投资收益与风险问题中的应用 397
本章小结 406
第13章 旅行商问题 407
13.1 问题简介 407
13.2 使用蚁群算法求解旅行商问题 408
13.3 多种模型在旅行商问题上的应用 412
13.3.1 Hopfield网络在TSP中的应用 412
13.3.2 遗传算法在TSP中的应用 420
13.3.3 免疫算法在TSP中的应用 426
本章小结 432
第14章 最优捕鱼策略 433
14.1 问题简介 433
14.2 数学模型 434
14.2.1 模型假设 434
14.2.2 问题分析 434
14.2.3 模型建立 436
14.3 MATLAB在最优捕鱼策略问题中的应用 438
14.3.1 问题1求解 438
14.3.2 问题2求解 441
本章小结 444
第15章 裁剪与复原 445
15.1 问题简介 445
15.2 数学模型 446
15.2.1 模型假设 446
15.2.2 模型建立 446
15.3 模型求解 447
15.4 线段的裁剪 452
本章小结 458
第16章 DNA序列分类 459
16.1 问题简介 459
16.2 数学模型 462
16.2.1 问题分析 462
16.2.2 模型建立 462
16.3 模型求解 465
本章小结 482
第17章 卫星和飞船的跟踪测控 483
17.1 问题简介 483
17.2 数学模型 483
17.2.1 问题分析 484
17.2.2 模型建立 485
17.3 模型求解 497
17.3.1 问题1求解 497
17.3.2 问题2求解 498
17.3.3 问题3求解 499
本章小结 500
第18章 中国人口增长预测 501
18.1 问题简介 501
18.2 数学模型 501
18.2.1 问题分析 502
18.2.2 模型建立 503
18.3 模型求解 510
18.3.1 问题1求解 510
18.3.2 问题2求解 519
18.3.3 问题3求解 523
本章小结 525
附录 MATLAB基本命令 526
参考文献 630