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前言1

第1章 绪论1

1.1 计算机数据与图形处理1

1.2 计算机绘图的基本原理2

1.2.1 计算机图形系统2

1.2.2 三维世界到计算机屏幕2

1.3 计算机数据与图形处理软件5

思考题6

第2章 Origin简介7

2.1 Origin7.5的特征7

2.2 Origin7.5的组件7

2.3 Origin7.5的界面9

2.4 菜单及其命令10

2.5 工具条11

2.6 Origin的窗口类型14

2.6.1 Worksheet窗口15

2.6.2 Excel窗口15

2.6.3 Matrix窗口15

2.6.4 Graph窗口15

2.6.5 Function Graph窗口16

2.6.6 版面窗口16

2.6.7 记事窗口16

2.7.2 项目文件操作17

2.7 Origin的基本操作17

2.7.1 窗口操作17

2.6.9 结果记录窗口17

2.6.8 脚本窗口17

2.6.10 代码编辑器窗口17

思考题18

第3章 Worksheet19

3.1 Worksheet的基本操作19

3.1.1 Worksheet的显示属性19

3.1.2 Worksheet列的操作20

3.1.3 Worksheet行列的转换21

3.1.4 Worksheet数据的选择21

3.1.5 Worksheet数据显示22

3.2 数据的输入22

3.2.1 导入单个ASCII文件23

3.2.2 导入多个ASCII文件24

3.2.5 直接将文件拖到Worksheet25

3.2.3 其他类型文件的导入25

3.2.4 使用ODBC导入数据库文件25

3.2.6 将数据复制到Worksheet26

3.2.7 使用Origin提供的功能填充数据26

3.2.8 使用函数设置数据26

3.2.9 设置递增的X值26

3.3 数据的输出27

3.4 列的绘图属性设置27

3.4.1 列的设置及其相互关系27

3.4.2 设置多个相关列28

3.4.3 数据类型的设置及其应用29

3.5 Worksheet数据管理30

3.5.1 数据排序30

3.5.4 从Worksheet中提取数据31

3.5.2 归一化数据31

3.5.3 Worksheet中的数据交换31

思考题32

第4章 二维Graph33

4.1 Graph窗口33

4.2 使用Worksheet绘图35

4.2.1 激活Worksheet数据绘图35

4.2.2 不激活Worksheet数据的情况下绘图35

4.3 直接在Graph窗口中绘图36

4.3.1 将单个ASCII文件导入到Graph窗口36

4.3.2 将多个ASCII文件导入Graph窗口37

4.3.3 使用Draw Data工具绘图38

4.3.4 用鼠标将数据文件拖放到Graph窗口38

4.3.6 屏蔽曲线中的数据39

4.3.5 添加误差线39

4.3.7 数据浏览40

4.4 函数绘图42

4.4.1 在Graph窗口中绘制函数曲线42

4.4.2 在Function Graph窗口中绘图43

4.5 Graph模板43

4.5.1 二维折线、散点、折线＋符号图43

4.5.2 二维柱状、条状图45

4.5.3 面积图、极坐标图、瀑布图47

4.5.4 其他图形模板49

4.6 定制Graph图形51

4.6.1 定制数据曲线52

4.6.2 定制坐标轴57

4.6.3 图例和时间62

4.6.4 其他注释63

4.6.5 更改Graph窗口的显示效果65

4.7 Graph的输出66

4.7.1 Graph窗口之间的交换66

4.7.2 输出到其他应用程序66

4.7.3 将图形插入其他应用程序中67

4.7.4 打印68

思考题68

第5章 Origin中的Excel69

5.1 利用Excel工作簿数据制图69

5.1.1 对话框法70

5.2 Origin中Excel工作簿的管理71

5.2.1 打开Excel工作簿71

5.1.2 激活数据用默认的方式制图71

5.1.3 拖放法71

5.2.2 保存Excel工作簿72

5.2.3 将Excel工作簿保存为外部链接72

5.3 Origin中使用Excel可能遇到的问题73

思考题74

第6章 多图层Graph75

6.1 Origin多图层模板75

6.1.1 两水平画面75

6.1.2 两垂直画面75

6.1.3 双Y轴图76

6.1.5 四／九屏图形77

6.1.4 堆叠多图层77

6.2 多图层Graph管理79

6.2.1 添加图层79

6.2.2 删除图层和隐藏图层80

6.2.3 合并Graph窗口81

6.2.4 将多图层Graph图形导入多个Graph窗口中82

6.2.5 Layer工具的使用82

6.3 定制多图层Graph82

6.3.1 定制图层的显示属性82

6.3.2 图层关联84

6.3.3 定制图例84

思考题85

7.1.1 设置Matrix的数值86

7.1 Matrix窗口86

第7章 三维Graph86

7.1.2 Matrix基本操作88

7.1.3 Matrix和Worksheet/Excel相互转换88

7.2 绘制三维图形91

7.2.1 3D XYY Graph91

7.2.2 3D XYZ Graph91

7.2.3 3D曲面93

7.2.4 等值线图94

7.3 定制3D Graph95

7.3.1 定制等值线图95

7.3.2 定制曲面97

7.3.3 改变Graph的显示效果98

思考题100

第8章 Layout的使用101

8.1 向Layout窗口添加Graph,Worksheet及文本101

8.2 定制Layout窗口102

8.2.1 调整对象的位置和大小102

8.2.2 添加背景色102

8.2.3 排列对象102

8.3 Layout窗口的输出103

思考题104

第9章 曲线拟合105

9.1 线性拟合105

9.1.1 简单线性拟合105

9.1.2 多重回归107

9.1.3 多项式拟合108

9.1.4 关于线性拟合的函数109

9.1.5 线性拟合工具109

9.2 Origin常用的非线性拟合111

9.2.1 非线性拟合函数112

9.2.2 非线性拟合举例112

9.2.3 S拟合工具113

9.2.4 拟合比较工具114

9.3 NLSF拟合115

9.3.1 NLSF基本模式115

9.3.2 NLSF高级模式116

9.3.3 拟合向导119

9.4 自定义拟合函数120

9.4.1 自定义拟合函数120

9.3.4 NLSF过程中可能遇到的问题120

9.4.2 初始化参数121

9.4.3 指定函数变量122

9.4.4 曲线模拟122

9.4.5 拟合数据122

9.4.6 拟合结果123

9.5 峰拟合模板124

9.5.1 Choose Data页面125

9.5.2 Precondition Data页面125

9.5.3 Baseline Points页面127

9.5.4 Creat Baseline页面127

9.5.6 Peak Finding页面128

9.5.5 Baseline Conditioning页面128

9.5.7 Define Peaks页面129

9.5.8 Peak Edit Control页面130

思考题132

第10章 数据分析133

10.1 算术运算133

10.1.1 算术运算133

10.1.2 插值134

10.1.3 微分134

10.1.4 积分135

10.2 统计136

10.2.1 描述性统计136

10.2.2 常用的统计图形138

10.2.3 t-检验141

10.2.4 方差分析143

10.2.5 存活率分析147

10.3 快速傅里叶变换149

10.3.1 FFT数学原理简介150

10.3.2 FFT运算及FFT工具151

10.3.3 相关、卷积和去卷积153

10.4 数据的光滑与滤波155

10.4.1 使用菜单命令光滑155

10.4.2 光滑工具156

10.4.3 数字滤波157

思考题160

第11章 Origin C编程161

11.1 LabTalk语言简介161

11.2 Origin C语言162

11.3 调用Origin C函数164

11.3.1 在Worksheet窗口添加命令按钮164

11.3.2 在Graph窗口中设置分析按钮165

11.3.3 添加Origin命令按钮166

11.3.4 添加菜单命令169

11.4 调用NAG函数170

11.4.1 NAG函数170

11.4.2 NAG函数调用程序171

思考题173

第12章 MATLAB简介174

12.1 与Origin的对比174

12.2 MATLAB概述175

12.3.4 MATLAB数学函数库176

12.3.3 句柄图形176

12.3 MATLAB系统的构成176

12.3.1 MATLAB语言176

12.3.2 MATLAB工作环境176

12.3.5 MATLAB工具箱和模块集177

12.3.6 MATLAB应用程序接口（API）178

12.3.7 Simulink178

12.4 MATLAB软件入门179

12.4.1 MATLAB界面179

12.4.2 使用MATLAB180

12.4.3 帮助系统182

思考题184

13.1 数值矩阵的生成185

13.1.1 数值矩阵的生成185

第13章 矩阵及其基本运算185

13.1.2 特殊矩阵的生成188

13.2 矩阵运算191

13.2.1 加、减运算191

13.2.2 乘法191

13.2.3 集合运算194

13.2.4 除法运算197

13.2.5 矩阵乘方197

13.2.6 矩阵函数198

13.2.7 矩阵转置199

13.2.8 方阵的行列式199

13.2.9 逆与伪逆199

13.2.12 条件数200

13.2.10 矩阵的迹200

13.2.11 矩阵的范数200

13.2.13 矩阵的秩201

13.2.14 特殊运算201

思考题205

第14章 MATLAB绘图206

14.1 MATLAB的绘图方法206

14.2 二维图形212

14.2.1 对数坐标轴212

14.2.2 双Y轴图形212

14.2.3 面积图（Area）213

14.2.4 柱状图（Bar）214

14.2.7 二维彗星图（comet）215

14.2.8 Y误差图（errorbar）215

14.2.5 条状图（barh）215

14.2.6 罗盘图（compass）215

14.2.9 羽状图（feather）216

14.2.10 二维直方图（hist）216

14.2.11 极坐标图（polar）216

14.2.12 角度直方图（rose）217

14.2.13 二维阶梯图（stairs）217

14.2.14 二维离散数据的柄形图（stem）218

14.2.15 饼图（pie）218

14.3 二维图形定制219

14.3.1 在图形上绘制网格线（grid）219

14.2.16 矢量图（quiver）219

14.2.17 散点图／泡状图（scatter）219

14.3.2 在图形中添加文字（gtext）220

14.3.3 在图形上添加图例（legend）220

14.3.4 给当前图形加上标题（title）221

14.3.5 在当前图形中创建text对象（text）221

14.3.6 给x、y轴添加标注（xlabel、ylabel）221

14.3.7 图形缩放（zoom）221

14.3.8 坐标轴控制（axis）222

14.4 三维图形222

14.4.1 三维图形等值线222

14.4.2 曲面与网格图命令224

14.5.2 shading228

14.5 定制三维图形228

14.5.1 消隐（hidden）228

14.5.3 观察点（view）229

14.5.4 投影变换矩阵（viewmtx）229

14.6 Figure窗口的控制230

14.6.1 图形窗口的控制命令230

14.6.2 颜色控制命令231

14.6.3 颜色映射控制命令232

思考题233

第15章 曲线拟合234

15.1 拟合工具234

15.1.1 拟合的步骤234

15.1.3 Exclude对话框237

15.1.2 Smooth属性页237

15.1.4 拟合参数的初值238

15.2 参数及非参数拟合239

15.2.1 最小二乘法的稳定算法239

15.2.2 拟合迭代算法239

15.2.3 拟合函数240

15.2.4 稳定算法拟合实例241

15.2.5 非参数拟合241

思考题243

第16章 数值计算244

16.1 多项式运算244

16.1.1 多项式的根244

16.1.2 多项式的微分244

16.2.1 求线性方程组的惟一解或特解245

16.1.3 多项式拟合245

16.2 线性方程组的求解245

16.2.2 求线性齐次方程组的通解247

16.2.3 求非齐次线性方程组的通解247

16.2.4 线性方程组的LQ解法248

16.2.5 双共轭梯度法解方程组249

16.2.6 求解方程组的其他方法249

16.3 插值方法250

16.3.1 一维数据插值250

16.3.2 二维数据插值250

16.3.3 三维数据插值251

16.3.4 用FFT算法作一维插值251

16.3.5 数据网格划分251

16.3.7 多维数据插值252

16.3.8 生成用于多维函数或插值用的阵列（ndgrid）252

16.3.6 三次样条数据插值252

16.4 数值积分253

16.4.1 一元函数的数值积分253

16.4.2 二元函数重积分的数值计算253

16.4.3 三重积分253

16.5 常微分方程的数值解254

16.6 偏微分方程的数值解255

16.6.1 椭圆型方程256

16.6.2 双曲型偏微分方程258

16.6.3 抛物型偏微分方程260

16.7.1 Fourier变换261

16.7 Fourier分析261

16.7.2 信号处理工具262

思考题264

第17章 概率与统计265

17.1 随机数生成及其概率值的计算265

17.1.1 随机数的生成265

17.1.2 概率密度函数的计算265

17.1.3 随机分布的累积概率值266

17.1.4 随机变量的逆累积分布函数267

17.2 随机变量的统计特征267

17.2.1 均值、中位数267

17.2.2 数据比较268

17.2.5 常见分布的期望和方差269

17.2.6 协方差与相关系数269

17.2.3 期望269

17.2.4 方差269

17.3 统计作图270

17.3.1 经验累积分布函数图形270

17.3.2 最小二乘拟合直线271

17.3.3 绘制正态分布概率图形271

17.3.4 绘制威布尔（Weibull）概率图形271

17.3.5 样本数据的方框图271

17.3.6 给当前图形加一条参考线271

17.3.7 在当前图形中加入一条多项式曲线271

17.3.10 在指定的区间画正态密度曲线272

17.4.1 常见分布的参数估计272

17.4 参数估计272

17.3.9 附有正态密度曲线的直方图272

17.3.8 样本的概率图形272

17.4.2 非线性模型置信区间预测274

17.4.3 对数似然函数275

17.5 假设检验276

17.5.1 σ2已知，单个正态总体均值μ的假设检验276

17.5.2 σ2未知，单个正态总体均值μ的假设检验277

17.5.3 两个正态总体均值差的检验277

17.5.4 两个总体一致性的检验——秩和检验277

17.5.5 零中位数的假设检验——符号秩检验277

17.5.6 零中位数的假设检验——符号检验278

17.5.7 正态分布的拟合优度检验278

17.5.8 单个样本分布的Kolmogorov-Smimov检验279

17.5.9 两个样本具有相同连续分布的假设检验279

17.6.1 单因子方差分析280

17.6 方差分析280

思考题281

17.6.2 双因子方差分析281

第18章 符号运算282

18.1 基本运算282

18.1.1 合并同类项282

18.1.2 列空间的基282

18.1.3 复合函数计算283

18.1.4 符号复数的共轭283

18.1.5 复数的操作283

18.1.6 余弦积分函数283

18.1.7 设置变量的有效数字283

18.1.11 数学表达式的分子与分母284

18.1.12 数学表达式化简284

18.1.9 数学表达式的展开284

18.1.10 数学表达式的因式分解284

18.1.8 将符号转换为MATLAB的数值形式284

18.1.13 代数方程的解析解285

18.1.14 特征多项式285

18.1.15 将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式285

18.1.16 将数学表达式显示成书写格式285

18.1.17 找出符号变量286

18.1.18 函数的反函数286

18.2 微积分286

18.2.1 极限286

18.2.2 微分（包括偏导数）286

18.3.1 画符号函数的等值线287

18.3 符号函数的作图287

18.2.3 符号函数的积分287

18.2.4 常微分方程的符号解287

18.3.2 绘制颜色填充的等值线图288

18.3.3 符号函数的三维网格图288

18.3.4 同时画出曲面网格图与等值线图288

18.3.5 绘制二维符号函数的图形288

18.3.6 三维参数曲线图288

18.3.7 极坐标图形288

18.3.8 三维彩色曲面图288

18.4.1 Fourier积分变换289

18.4.3 Laplace变换289

18.4.2 Fourier积分逆变换289

18.4 积分变换289

18.3.9 绘制曲面图及等值线图289

18.4.4 Laplace逆变换290

18.4.5 z-变换290

18.4.6 z-逆变换291

18.5 Maple函数的调用291

18.5.1 调用Maple内核291

18.5.2 初始化Maple内核292

18.5.3 Maple函数的数值计算292

18.5.4 列出mfun可调用的特定Maple函数292

思考题294

附录 Origin工具条一览表295

参考文献300