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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diary12

1.6.1历史命令窗口简介12

1.6.2命令窗口实录命令diary13

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histogram137

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