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基础篇3

第1章 MATLAB系统环境3

1.1 MATLAB概貌4

1.1.1 MATLAB的发展4

1.1.2 MATLAB的主要功能5

1.2 MATLAB系统环境的准备6

1.2.1 MATLAB系统的安装6

1.2.2 MATLAB系统的启动与退出6

1.3 MATLAB操作界面8

1.3.1 MATLAB操作界面的组成8

1.3.2 MATLAB的搜索路径10

1.4 MATLAB基本操作11

1.4.1 交互式命令操作11

1.4.2 MATLAB功能演示13

1.4.3 MATLAB帮助系统15

习题117

第2章 MATLAB数据及其运算19

2.1 MATLAB数值数据20

2.1.1 数值数据类型的分类20

2.1.2 数据的输出格式21

2.2 MATLAB矩阵的表示23

2.2.1 矩阵的建立23

2.2.2 冒号表达式24

2.2.3 矩阵元素的引用24

2.3 变量及其操作28

2.3.1 变量与赋值语句28

2.3.2 预定义变量29

2.3.3 变量的管理29

2.4 MATLAB常用内部函数31

2.4.1 常用数学函数31

2.4.2 矩阵的超越函数32

2.5 MATLAB运算34

2.5.1 算术运算34

2.5.2 关系运算37

2.5.3 逻辑运算38

2.6 字符串39

2.6.1 字符串的表示39

2.6.2 字符串的操作40

2.7 结构数据和单元数据42

2.7.1 结构数据42

2.7.2 单元数据43

习题244

第3章 MATLAB矩阵处理47

3.1 特殊矩阵48

3.1.1 通用的特殊矩阵48

3.1.2 用于专门学科的特殊矩阵49

3.2 矩阵变换52

3.2.1 对角阵与三角阵52

3.2.2 矩阵的转置与旋转54

3.2.3 矩阵的逆与伪逆55

3.3 矩阵求值57

3.3.1 方阵的行列式57

3.3.2 矩阵的秩与迹57

3.3.3 向量和矩阵的范数58

3.3.4 矩阵的条件数59

3.4 矩阵的特征值与特征向量60

3.5 稀疏矩阵62

3.5.1 矩阵存储方式62

3.5.2 稀疏存储方式的产生62

3.5.3 稀疏矩阵应用举例66

习题368

第4章 MATLAB程序流程控制71

4.1 M文件72

4.1.1 M文件的建立与打开72

4.1.2 M文件的分类73

4.2 程序控制结构74

4.2.1 顺序结构75

4.2.2 选择结构76

4.2.3 循环结构81

4.3 函数文件88

4.3.1 函数文件的基本结构89

4.3.2 函数调用90

4.3.3 函数参数的可调性93

4.3.4 全局变量与局部变量93

4.4 特殊形式的函数94

4.5 程序调试与优化96

4.5.1 程序调试方法96

4.5.2 程序性能分析与优化97

习题499

第5章 MATLAB绘图103

5.1 二维图形104

5.1.1 绘制二维曲线的基本函数104

5.1.2 绘制图形的辅助操作109

5.2 其他形式的二维图形115

5.2.1 对函数自适应采样的绘图函数115

5.2.2 其他坐标系下的二维曲线图115

5.2.3 其他特殊二维图形117

5.3 三维图形124

5.3.1 绘制三维曲线的基本函数124

5.3.2 三维曲面125

5.3.3 其他三维图形132

5.4 隐函数绘图134

5.4.1 隐函数二维绘图134

5.4.2 隐函数三维绘图136

5.5 图形修饰处理137

5.5.1 视点处理137

5.5.2 色彩处理138

5.5.3 图形的裁剪处理140

5.6 图像处理与动画制作141

5.6.1 图像处理141

5.6.2 动画制作142

5.7 交互式绘图工具143

5.7.1 “绘图”选项卡143

5.7.2 绘图工具144

习题5145

第6章 MATLAB数据分析与多项式计算149

6.1 数据统计分析150

6.1.1 最大值和最小值150

6.1.2 求和与求积152

6.1.3 平均值和中值152

6.1.4 累加和与累乘积153

6.1.5 标准差与相关系数153

6.1.6 排序156

6.2 多项式计算157

6.2.1 多项式的四则运算157

6.2.2 多项式的导函数158

6.2.3 多项式的求值159

6.2.4 多项式求根160

6.3 数据插值161

6.3.1 一维数据插值161

6.3.2 二维数据插值163

6.4 曲线拟合165

习题6166

第7章 MATLAB数值微分与积分169

7.1 数值微分170

7.1.1 数值差分与差商170

7.1.2 数值微分的实现170

7.2 数值积分172

7.2.1 数值积分基本原理172

7.2.2 数值积分的实现173

7.2.3 多重定积分的数值求解176

7.3 离散傅里叶变换177

7.3.1 离散傅里叶变换算法简介177

7.3.2 离散傅里叶变换的实现178

习题7180

第8章 MATLAB方程数值求解181

8.1 线性方程组求解182

8.1.1 线性方程组的直接解法182

8.1.2 线性方程组的迭代解法187

8.1.3 求线性方程组的通解190

8.2 非线性方程数值求解192

8.2.1 单变量非线性方程求解193

8.2.2 非线性方程组的求解193

8.3 最优化问题求解195

8.3.1 无约束最优化问题求解195

8.3.2 有约束最优化问题求解197

8.3.3 线性规划问题求解198

8.4 常微分方程初值问题的数值求解198

8.4.1 龙格—库塔法简介199

8.4.2 龙格—库塔法的实现199

习题8202

第9章 MATLAB符号计算205

9.1 符号计算基础206

9.1.1 建立符号对象206

9.1.2 基本的符号运算208

9.1.3 符号运算中变量的确定212

9.1.4 符号矩阵的运算212

9.2 符号微积分214

9.2.1 符号极限214

9.2.2 符号导数215

9.2.3 符号积分216

9.3 级数218

9.3.1 级数符号求和219

9.3.2 函数的泰勒级数219

9.4 方程符号求解220

9.4.1 代数方程符号求解220

9.4.2 常微分方程符号求解222

习题9223

应用篇227

第10章 MATLAB图形对象句柄227

10.1 图形对象及其句柄228

10.1.1 图形对象228

10.1.2 图形对象句柄的使用229

10.1.3 图形对象属性230

10.2 图形窗口与坐标轴232

10.2.1 图形窗口对象232

10.2.2 坐标轴对象234

10.3 低层绘图操作236

10.3.1 曲线对象236

10.3.2 曲面对象237

10.3.3 文本对象239

10.3.4 其他核心对象240

10.4 光照和材质处理245

10.4.1 光照处理245

10.4.2 材质处理246

习题10248

第11章 MATLAB图形用户界面设计251

11.1 对话框设计252

11.1.1 控件的种类及作用252

11.1.2 控件的操作253

11.1.3 对话框设计实例259

11.2 菜单设计261

11.2.1 建立用户菜单262

11.2.2 菜单对象常用属性262

11.2.3 快捷菜单264

11.3 可视化图形用户界面设计265

11.3.1 图形用户界面设计窗口265

11.3.2 可视化图形用户界面设计工具267

11.3.3 可视化图形用户界面设计实例271

习题11275

第12章 MATLAB Simulink系统仿真277

12.1 Simulink操作基础278

12.1.1 Simulink的启动与退出278

12.1.2 Simulink仿真初步280

12.2 系统仿真模型的建立283

12.2.1 Simulink的基本模块283

12.2.2 模块操作284

12.2.3 模块的连接285

12.2.4 模块的参数和属性设置286

12.3 系统的仿真与分析286

12.3.1 设置仿真参数286

12.3.2 运行仿真与仿真结果分析290

12.3.3 系统仿真实例293

12.4 子系统及其封装296

12.4.1 子系统的创建296

12.4.2 子系统的条件执行297

12.4.3 子系统的封装301

12.5 S函数的设计与应用305

12.5.1 用MATLAB语言编写S函数305

12.5.2 S函数的应用306

习题12311

第13章 MATLAB外部程序接口技术313

13.1 MATLAB与Office软件的混合使用314

13.1.1 在Word中使用MATLAB314

13.1.2 在Excel中使用MATLAB316

13.2 MATLAB数据接口318

13.2.1 文件操作319

13.2.2 MAT文件与应用324

13.3 MATLAB与其他语言的接口331

13.3.1 MEX文件331

13.3.2 MATLAB引擎334

习题13337

第14章 MATLAB的应用339

14.1 电路分析340

14.1.1 电路分析方法概述340

14.1.2 调谐振荡电路分析340

14.2 控制系统分析342

14.2.1 控制系统分析方法概述342

14.2.2 线性反馈控制系统分析343

14.3 分形曲线的绘制345

14.3.1 科赫曲线的构造原理345

14.3.2 科赫曲线的程序实现346

14.4 最优化问题求解348

14.4.1 最优化方法概述348

14.4.2 证券投资组合问题348

14.4.3 生产决策问题350

14.5 工程结构分析350

14.5.1 工程结构分析方法概述351

14.5.2 静不定问题351

14.5.3 直梁的自由振动频率353

习题14356

实验篇359

实验1 MATLAB系统环境与运算基础359

实验2 MATLAB矩阵处理360

实验3 顺序结构程序设计361

实验4 选择结构程序设计362

实验5 循环结构程序设计363

实验6 函数文件364

实验7 绘图操作365

实验8 数据分析与多项式计算367

实验9 数值微分与积分368

实验10 方程数值求解369

实验11 符号计算对象与符号微积分370

实验12 级数与方程符号求解372

实验13 低层绘图操作373

实验14 对话框与菜单设计374

实验15 Simulink的应用375

实验16 外部程序接口376

实验17 综合实验377

参考文献379