軟件matlab教程第一講基礎(chǔ)

1、科學(xué)計(jì)算與MATLAB語言教學(xué)內(nèi)容第1講介紹MATLAB概述與運(yùn)算基礎(chǔ)第2講介紹MATLAB程序設(shè)計(jì)第3講MATLAB文件操作第4講繪圖形功能第5講線形代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算問題第6講數(shù)據(jù)處理方法與多項(xiàng)式第7講MATLAB符號(hào)計(jì)算第8講MATLAB的圖形用戶界面設(shè)計(jì)第一講 MATLAB概述與運(yùn)算基礎(chǔ)MATLAB語言是一種廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級(jí)語言，自1984年由美國 MathWorks 公司推向市場(chǎng)以來，歷經(jīng)十多年的發(fā)展與競爭，現(xiàn)已成為國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。MATLAB功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎。在歐美各高等院校，MATLAB已經(jīng)成為線

2、性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學(xué)工具，成為大學(xué)生、碩士生以及博士生必須掌握的基本技能。MATLAB:是英文MATrix LABorotory(矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫。一. MATLAB特點(diǎn):一. MATLAB特點(diǎn):1. 數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算功能 MATLAB的數(shù)值計(jì)算功能包括：矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式和有理分式運(yùn)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值積分、優(yōu)化處理等。符號(hào)計(jì)算將得到問題的解析解。2.MATLAB語言 MATLAB除了命令行的交互式操作以外，還可以程序方式工作。使用MATLAB可以很容易地實(shí)現(xiàn)C或FORTRAN語言的幾乎全部功能，包括Windows圖形用

3、戶界面的設(shè)計(jì)。3.圖形功能MATLAB提供了兩個(gè)層次的圖形命令：一種是對(duì)圖形句柄進(jìn)行的低級(jí)圖形命令，另一種是建立在低級(jí)圖形命令之上的高級(jí)圖形命令。利用MATLAB的高級(jí)圖形命令可以輕而易舉地繪制二維、三維乃至四維圖形，并可進(jìn)行圖形和坐標(biāo)的標(biāo)識(shí)、視角和光照設(shè)計(jì)、色彩精細(xì)控制等等。4.應(yīng)用工具箱基本部分和各種可選的工具箱。基本部分中有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)。 其工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能、可視建模仿真功能及文字處理功能等。學(xué)科性工具箱專業(yè)性比較強(qiáng)，如控制系統(tǒng)工具箱、信號(hào)處理工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、金融工具箱等，用戶可以直接利用這些工具

4、箱進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。四. MATLAB運(yùn)算量二. MATLAB運(yùn)行環(huán)境三. MATLAB集成環(huán)境變量和賦值語句MATLAB賦值語句有兩種形式： (1) 變量=表達(dá)式 (2) 表達(dá)式其中“表達(dá)式”是用運(yùn)算符將有關(guān)運(yùn)算量連接起來的式子，其結(jié)果是一個(gè)矩陣。注第二種語句形式下，將表達(dá)式的值賦給MATLAB的永久變量ans。如果在語句的最后加分號(hào)，那么，MATLAB僅僅執(zhí)行賦值操作，不再顯示運(yùn)算的結(jié)果。在一條語句中，如果表達(dá)式太復(fù)雜，一行寫不下，可以加上三個(gè)小黑點(diǎn)(續(xù)行符)并按下回車鍵，然后接下去再寫。例如 s=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7- 1/8+1/9-1/10+1/1

5、1-1/12;四. MATLAB運(yùn)算量MATLAB表達(dá)式算術(shù)表達(dá)式。運(yùn)算符有：(加)、(減)、*(乘)、/(右除)、(左除)、(乘方)對(duì)于矩陣來說，左除和右除表示兩種不同的除數(shù)矩陣和被除數(shù)矩陣的關(guān)系。關(guān)系表達(dá)式。運(yùn)算符有：(小于)、(大于)、=(大于或等于)、=(等于)、=(不等于)邏輯表達(dá)式。運(yùn)算符有：&(與)、|(或)和(非)四. MATLAB運(yùn)算量運(yùn)算法則： (1)在邏輯運(yùn)算中，確認(rèn)非零元素為真，用1表示，零元素為假，用0表示。 (2)參與邏輯運(yùn)算的可以是兩個(gè)標(biāo)量、兩個(gè)同維矩陣或參與邏輯運(yùn)算的元素一個(gè)為標(biāo)量，另一個(gè)為矩陣。 ()在算術(shù)、關(guān)系、邏輯運(yùn)算中，算術(shù)運(yùn)算優(yōu)先級(jí)最高，邏輯運(yùn)算優(yōu)先級(jí)

6、最低。四. MATLAB運(yùn)算量2. MATLAB表達(dá)式五. 矩陣運(yùn)算 矩陣是MATLAB最基本的數(shù)據(jù)對(duì)象，MATLAB的大部分運(yùn)算或命令都是在矩陣運(yùn)算的意義下執(zhí)行的。在MATLAB中，不需對(duì)矩陣的維數(shù)和類型進(jìn)行說明，MATLAB會(huì)根據(jù)用戶所輸入的內(nèi)容自動(dòng)進(jìn)行配置。建立矩陣建立矩陣可以用：直接輸入法、利用函數(shù)建立矩陣和利用M文件建立矩陣。直接輸入法：將矩陣的元素用方括號(hào)括起來，按矩陣行的順序輸入各元素，同一行的各元素之間用空格或逗號(hào)分隔，不同行的元素之間用分號(hào)分隔。(也可以用回車鍵代替分號(hào))例如，鍵入命令: A=1 2 3;4 5 6;7 8 9輸出結(jié)果是： A = 1 2 3 4 5 6 7

7、8 9五. 矩陣運(yùn)算利用函數(shù)建立數(shù)值矩陣：MATLAB提供了許多生成和操作矩陣的函數(shù)，可以利用它們?nèi)ソ⒕仃?。例?reshape函數(shù)和diag函數(shù)等。reshape函數(shù)用于建立數(shù)值矩陣。diag函數(shù)用于產(chǎn)生對(duì)角陣。利用M文件建立矩陣：對(duì)于比較大且比較復(fù)雜的矩陣，可以為它專門建立一個(gè)M文件。其步驟為：第一步：使用編輯程序輸入文件內(nèi)容。第二步：把輸入的內(nèi)容以純文本方式存盤(設(shè)文件名為mymatrix.m)。第三步：在MATLAB命令窗口中輸入mymatrix，就會(huì)自動(dòng)建立一個(gè)名為AM的矩陣，可供以后顯示和調(diào)用。建立矩陣五. 矩陣運(yùn)算利用M文件建立矩陣：對(duì)于比較大且比較復(fù)雜的矩陣，可以為它專門建立

8、一個(gè)M文件。其步驟為：第一步：使用編輯程序輸入文件內(nèi)容。第二步：把輸入的內(nèi)容以純文本方式存盤(設(shè)文件名為mymatrix.m)。第三步：在MATLAB命令窗口中輸入mymatrix，就會(huì)自動(dòng)建立一個(gè)名為AM的矩陣，可供以后顯示和調(diào)用。建立矩陣五. 矩陣運(yùn)算冒號(hào)表達(dá)式在MATLAB中，冒號(hào)是一個(gè)重要的運(yùn)算符。利用它可以產(chǎn)生向量，還可用來拆分矩陣。冒號(hào)表達(dá)式的一般格式是： e1:e2:e3其中e1為初始值，e2為步長，e3為終止值。冒號(hào)表達(dá)式可產(chǎn)生一個(gè)由e1開始到e3結(jié)束，以步長e2自增的行向量。MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù)MATLAB提供了許多數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)的自變量規(guī)定為矩陣變量，運(yùn)算法則是將函數(shù)逐

9、項(xiàng)作用于矩陣的元素上，因而運(yùn)算的結(jié)果是一個(gè)與自變量同維數(shù)的矩陣。例如： A= 1 2 3;4 5 6 B=fix(pi*A) C=cos(pi*B）五. 矩陣運(yùn)算矩陣的基本運(yùn)算（）矩陣轉(zhuǎn)置（）矩陣加和減（）矩陣乘法（）矩陣除法 Ab=inv(A)*b（）矩陣的乘方 a2五. 矩陣運(yùn)算建立矩陣的函數(shù)常用函數(shù)有：eye(size(A) 產(chǎn)生與A矩陣同階的單位矩陣zeros(m,n) 產(chǎn)生0矩陣ones(m,n) 產(chǎn)生幺矩陣 rand (m,n) 產(chǎn)生隨機(jī)元素的矩陣Size(a) 返回包含兩個(gè)元素的向量。Length(a) 返回向量的最大者。 數(shù)組運(yùn)算（1） 數(shù)組的加和減（2） 數(shù)組的乘和除（3） 數(shù)組的乘方五. 矩陣運(yùn)算六應(yīng)用舉例【例1】 求解線性方程組AX=B 1 1.5 2 9 7 3 0 3.6 0.5 -4 4 -4 其中A= 7 10 -3 22 33 ， B= 20 3 7 8.5 21 6 5 3 8 0 90 -20 16 在MATLAB命令窗口輸入命令： a=1,1.5,2,9,7；0,3.6,0.5,-4,4；7,10,-3,22,33；3,7,8.5,21,6；3,8,0,90,-20; b=3;-4;20;5;16; x=ab得到的結(jié)果是： x = 3.5653 -0.9255 -0.2695 0.1435