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第1章 MATLAB概述1

本章要点1

1.1 MATLAB的影响及其发展历史1

1.2 MATLAB R2014a的主要功能3

1.3 MATLAB R2014a的运行环境与安装过程4

1.3.1 运行环境4

1.3.2 安装过程5

1.4 MATLAB系统的启动与退出8

1.5 MATLAB R2014a工作界面9

1.5.1 命令窗口9

1.5.2 工作区10

1.5.3 当前文件夹10

1.5.4 菜单区10

1.5.5 快捷方式区12

1.6 MATLAB的辅助部分12

1.7 MATLAB的数学函数库13

1.7.1 数值计算函数库13

1.7.2 MATLAB新增功能简介14

1.8 MATLAB应用实例14

小结16

习题16

第2章 MATLAB矩阵分析与处理17

本章要点17

2.1 矩阵的建立17

2.1.1 直接建立矩阵17

2.1.2 利用函数建立通用的特殊矩阵18

2.1.3 用冒号表达式建立矩阵22

2.1.4 创建复合矩阵23

2.2 矩阵的算术运算23

2.2.1 加、减运算23

2.2.2 乘法24

2.2.3 矩阵相除25

2.3 矩阵的线性运算25

2.3.1 矩阵的特征值及特征向量25

2.3.2 矩阵的正交基26

2.3.3 矩阵的二次型27

2.3.4 秩27

2.4 矩阵分析28

2.4.1 矩阵结构变换28

2.4.2 矩阵的逆矩阵与广义逆矩阵30

2.4.3 方阵的行列式30

2.5 矩阵的分解32

2.5.1 矩阵的三角分解32

2.5.2 矩阵的正交分解33

2.5.3 矩阵的平方根分解34

2.6 稀疏矩阵34

2.6.1 稀疏矩阵的创建35

2.6.2 查看稀疏矩阵36

2.6.3 稀疏矩阵的运算38

2.7 矩阵的初等变换41

2.8 MATLAB的数组运算41

2.8.1 创建数组41

2.8.2 数组的算术运算42

小结43

习题44

第3章 MATLAB数值计算45

本章要点45

3.1 线性方程与线性方程组的数值求解45

3.1.1 线性方程数值求解45

3.1.2 线性方程组数值求解45

3.2 非线性方程与非线性方程组的数值求解47

3.2.1 非线性方程数值求解47

3.2.2 非线性方程组数值求解47

3.3 多项式数值计算48

3.3.1 多项式的建立49

3.3.2 多项式求根49

3.3.3 多项式求值50

3.3.4 多项式的四则运算50

3.3.5 多项式的导函数52

3.4 数据的数值计算52

3.4.1 数据统计与分析52

3.4.2 向量的内积和正交56

3.4.3 数据分段插值57

3.4.4 曲线拟合61

3.4.5 函数的最大值与最小值63

3.5 数值微分与积分64

3.5.1 数值微分64

3.5.2 数值积分65

3.6 常微分方程的数值求解66

3.7 级数的求和与收敛67

3.8 傅里叶展开68

小结69

习题69

第4章 MATLAB符号计算71

本章要点71

4.1 符号矩阵与符号函数的创建71

4.1.1 建立符号矩阵71

4.1.2 建立符号函数72

4.2 符号矩阵与符号函数的基本运算75

4.2.1 符号矩阵的基本运算75

4.2.2 符号函数的基本运算77

4.3 符号微积分79

4.3.1 函数的极限79

4.3.2 符号函数微分80

4.3.3 符号函数的不定积分80

4.3.4 符号函数的定积分81

4.3.5 积分变换81

4.3.6 级数的符号求和82

4.3.7 符号函数的泰勒级数83

4.3.8 导数的应用83

4.4 符号解方程84

4.4.1 线性方程与线性方程组的符号求解84

4.4.2 非线性方程与非线性方程组的符号求解85

4.4.3 常微分方程的符号求解86

4.4.4 常微分方程组求解87

4.5 符号函数的显示87

小结89

习题89

第5章 MATLAB图形绘制90

本章要点90

5.1 二维图形的绘制90

5.1.1 绘制二维曲线的基本函数91

5.1.2 绘制图形的辅助操作94

5.1.3 绘制二维图形的其他函数97

5.1.4 特殊二维图形的绘制100

5.2 三维图形的绘制106

5.2.1 绘制三维曲线的基本函数106

5.2.2 三维曲面的绘制107

5.2.3 标准三维曲面109

5.2.4 其他三维图形109

5.2.5 非网格数据点绘图109

5.2.6 隐函数图形的绘制：MATLAB符号绘图110

5.3 三维图形的精细处理113

5.3.1 图形的裁剪处理113

5.3.2 视点处理113

5.3.3 色彩处理114

5.3.4 光照处理115

5.4 图像与动画116

5.4.1 图像116

5.4.2 动画118

5.5 底层绘图操作119

小结122

习题123

第6章 MATLAB程序设计124

本章要点124

6.1 M文件124

6.1.1 脚本文件124

6.1.2 函数式文件125

6.2 程序设计中的变量与语句127

6.2.1 变量类型127

6.2.2 基本语句129

6.3 数据类型131

6.3.1 字符132

6.3.2 元胞数组134

6.3.3 结构类型134

6.3.4 函数句柄135

6.3.5 Java对象135

6.3.6 逻辑类型136

6.4 程序控制语句结构136

6.4.1 顺序结构136

6.4.2 选择结构137

6.4.3 循环结构139

6.4.4 交互语句141

6.4.5 试探语句145

6.4.6 可变输入／输出变量个数的处理145

6.4.7 函数的递归调用146

6.5 程序的调试146

6.6 养成良好的编程习惯149

小结149

习题150

第7章 MATLAB仿真与应用151

本章要点151

7.1 Simulink概述152

7.1.1 Simulink简介152

7.1.2 Simulink相关产品152

7.1.3 一个使用Simulink的例子153

7.2 功能模块函数库介绍155

7.2.1 输入源模块库156

7.2.2 接收模块157

7.2.3 连续系统模块158

7.2.4 数学运算模块159

7.3 Simulink模块的操作160

7.3.1 添加和选取模块160

7.3.2 模块的复制和删除160

7.3.3 模块属性和参数的设置161

7.3.4 模块间连线163

7.4 自定义功能模块164

7.4.1 自定义功能模块的生成164

7.4.2 自定义功能模块选项卡的设置166

7.5 Simulink仿真的应用166

小结170

习题170

第8章 MATLAB图形用户界面设计技术171

本章要点171

8.1 图形用户界面简介171

8.2 图形对象和图形对象的句柄172

8.2.1 图形对象与图形对象的结构172

8.2.2 句柄对象173

8.3 图形用户界面设计工具GUIDE175

8.3.1 图形用户界面的开发环境175

8.3.2 位置调整工具178

8.3.3 对象属性查看器178

8.3.4 菜单编辑器182

8.3.5 对象浏览器185

8.4 对话框185

8.4.1 公共对话框185

8.4.2 一般对话框189

小结194

习题194

第9章 MATLAB工具箱195

本章要点195

9.1 打开MATLAB工具箱的方式195

9.2 MATLAB工具箱简要介绍196

9.3 MATLAB的Simulink简要介绍199

9.4 MATLAB常用工具箱的使用方法202

9.4.1 曲线拟合工具箱（curve fitting toolbox）应用202

9.4.2 模糊逻辑工具箱（Fuzzy Logic Toolbox）应用205

小结207

习题207

第10章 MATLAB应用实例208

本章要点208

10.1 曲线图的绘制208

10.2 MATLAB信号的基本操作实例209

10.3 曲面方程210

10.4 散点拟合成曲面212

10.5 计算万年历213

10.6 牛顿环仿真214

10.7 弹簧震动系统模型215

10.8 MATLAB进行频谱分析217

10.9 柱形图222

10.10 人脸识别225

小结227

习题227

附录A MATLAB函数及命令库228

附录B 图形句柄函数235

附录C 习题参考答案253

参考文献277