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第1章　MATLAB系统概述1

1.1　MATLAB简介1

1.1.1 MATLAB系统的产生与发展1

1.1.2　MATLAB的特点2

1.2　MATLAB的系统界面4

1.2.1　MATLAB主窗口4

1.2.2　命令窗口5

1.2.3　历史窗口5

1.2.4　当前目录窗口6

1.2.5　工作间管理窗口6

1.2.6　帮助窗口6

1.2.7　profiler窗口6

1.2.8　Start按钮6

1.3　MATLAB的内容及查找8

1.3.1　MATLAB的搜索路径8

1.3.2　扩展MATLAB的搜索路径9

1.4　MATLAB的帮助系统10

1.4.1　联机帮助系统10

1.4.2　帮助命令10

1.4.3　联机演示系统15

1.4.4　网络资源17

第2章　MATLAB的基本功能18

2.1　数值计算功能18

2.1.1　创建数值矩阵18

2.1.2　矩阵运算21

2.1.3　稀疏矩阵28

2.2　符号运算功能32

2.2.1　符号表达式的生成33

2.2.2　创建符号矩阵33

2.2.3 高等数学中的符号计算34

2.2.4　图示化符号函数计算器40

2.3　图形处理功能41

2.3.1　MATLAB中的图形窗口41

2.3.2　MATLAB基础绘图42

2.3.3　三维绘图49

第3章　程序设计58

3.1　M文件58

3.1.1　命令式文件60

3.1.2　函数式文件62

3.2　控制语句65

3.2.1　表达式、表达式语句与赋值语句65

3.2.2　程序流程控制语句65

3.2.3　程序流程控制指令71

3.2.4　人机交互语句72

3.2.5　MATLAB程序的调试命令74

3.3　函数变量及其作用域75

3.4　子函数与私有函数75

3.5　程序设计的辅助函数76

3.6　程序设计优化77

3.7　文件调用纪录78

3.7.1　profile函数78

3.7.2　调用记录结果的显示78

第4章　MATLAB编译器83

4.1　MATLAB编译器4.4的新特点83

4.1.1　编译器与解释器的区别83

4.1.2　MATLAB编译器4.4的新特点84

4.2　MEX文件和MAT文件84

4.2.1　MEX文件84

4.2.2　MAT文件85

4.3　MATLAB编译器的使用85

4.3.1　环境配置85

4.3.2　mbuild命令87

4.3.3　mcc命令88

4.4　使用举例88

第5章　最优化理论概述91

5.1　最优化理论及其应用91

5.1.1　最优化理论发展概述91

5.1.2　最优化问题基本模型92

5.1.3　最优化问题举例92

5.2　最优化问题的实现94

5.2.1　古老实现方法95

5.2.2　计算机实现95

5.2.3　MATLAB实现96

第6章　MATLAB优化工具箱简介97

6.1　MATLAB中的工具箱97

6.1.1　MATLAB中常用的工具箱98

6.1.2　工具箱和工具箱函数的查询98

6.2　优化工具箱中的函数102

6.3　优化函数的变量103

6.4　参数设置105

6.4.1　参数值105

6.4.2　optimset函数105

6.4.3　optimget函数111

6.5　模型输入时需要注意的问题111

6.6　@函数112

6.7　优化算法介绍113

6.7.1　参数优化问题113

6.7.2　无约束优化问题113

6.7.3　拟牛顿法实现115

6.7.4　最小二乘优化116

6.7.5　非线性最小二乘实现117

6.7.6　约束优化117

6.7.7　SQP实现118

6.8　实例分析119

第7章　无约束优化问题126

7.1　一维优化问题126

7.1.1　数学原理及模型126

7.1.2　MATLAB工具箱中的基本函数127

7.1.3　应用实例分析129

7.2　无约束非线性规划问题132

7.2.1　数学原理及模型132

7.2.2　MATLAB工具箱中的基本函数133

7.2.3　应用实例分析138

7.3　最小二乘优化问题143

7.3.1　数学原理及模型143

7.3.2　MATLAB工具箱中的函数介绍144

7.3.3　应用实例分析148

第8章　约束优化问题155

8.1　线性规划问题155

8.1.1　数学原理及模型156

8.1.2　算法介绍157

8.1.3　MATLAB工具箱中的基本函数157

8.1.4　生产决策应用159

8.1.5　管理问题161

8.1.6　营养问题174

8.2　二次规划问题177

8.2.1　数学原理及模型178

8.2.2　MATLAB工具箱中的基本函数179

8.2.3　应用实例分析180

8.3　带约束线性最小二乘问题182

8.3.1　数学原理及模型182

8.3.2　MATLAB工具箱中的基本函数183

8.3.3　应用实例分析186

8.3.4　拟合问题188

8.4　一般的约束非线性最优化问题194

8.4.1　数学原理及模型194

8.4.2　MATLAB工具箱中的基本函数194

8.4.3　应用实例分析199

第9章　多目标规划209

9.1　数学原理及模型209

9.2　MATLAB工具箱中的基本函数211

9.3　应用实例分析213

第10章　最大最小化222

10.1　数学原理及模型222

10.2　MATLAB工具箱中的基本函数223

10.3　应用实例分析226

第11章　半无限问题231

11.1　数学原理及模型231

11.2　MATLAB工具箱中的基本函数232

11.3　应用实例分析234

第12章　整数规划240

12.1　整数规划概述240

12.1.1　整数规划的特点240

12.1.2　0-1整数规划241

12.2　MATLAB工具箱中的函数242

12.3　应用实例分析243

第13章　方程求解249

13.1　线性方程组求解249

13.1.1　数学原理及模型249

13.1.2　MATLAB解法250

13.1.3　应用实例分析250

13.2　非线性方程的优化解251

13.2.1　数学原理251

13.2.2　MATLAB工具箱中的基本函数251

13.2.3　应用实例分析253

13.3　非线性方程组的优化解255

13.3.1　数学原理255

13.3.2　MATLAB工具箱中的基本函数255

13.3.3　应用实例分析256

第14章　大规模最优化问题261

14.1　大规模问题简介261

14.1.1　可以用大规模优化算法解决的问题261

14.1.2　大规模问题的模型262

14.2　带雅克比矩阵的非线性方程组263

14.3　给定雅克比矩阵稀疏性结构的非线性方程组267

14.4　带有完全稀疏样式雅克比矩阵的最小二乘问题270

14.5　带有梯度和海色矩阵的非线性优化问题274

14.6　带有梯度和海色矩阵稀疏样式的非线性优化问题278

14.7　带有边界约束和初始条件的非线性优化问题282

14.8　带有等式约束的非线性优化问题287

14.9　带稠密但是有固定结构海色矩阵和等式约束的优化问题291

14.10　有边界约束的二次规划问题296

14.11　带稠密但有固定结构海色矩阵的二次规划问题299

14.12　有边界约束的线性最小二乘问题302

14.13　有等式和不等式约束的线性规划问题305

14.14　在等式约束中有稠密列的线性规划问题308

第15章　MATLAB与外部程序接口312

15.1　应用程序接口介绍312

15.1.1　MEX文件313

15.1.2　mx-函数库和MEX文件的区别313

15.1.3　MAT文件313

15.2　MEX文件的编辑与使用313

15.2.1　C语言MEX文件的编写314

15.2.2　FORTRAN语言MEX文件324

15.3　MATLAB可执行程序325

15.3.1　接口函数mexFunction325

15.3.2　在Visual C＋＋中实现MATLAB可执行程序接口函数325