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第1章 MATLAB操作基础1

1.1 MATLAB概述1

1.1.1 MATLAB的发展1

1.1.2 MATLAB的主要功能2

1.1.3初识MATLAB3

1.2 MATLAB集成环境5

1.2.1启动与退出MATLAB集成环境5

1.2.2 MATLAB操作界面6

1.2.3 MATLAB的搜索路径9

1.3 MATLAB帮助系统10

1.3.1 MATLAB帮助窗口10

1.3.2 MATLAB帮助命令11

1.3.3 MATLAB演示系统12

1.3.4 MATLAB远程帮助系统12

实验指导12

思考练习13

第2章 MATLAB矩阵及其运算14

2.1变量和数据操作14

2.1.1变量与赋值14

2.1.2预定义变量15

2.1.3内存变量的管理15

2.1.4 MATLAB常用数学函数17

2.1.5数据的输出格式19

2.2 MATLAB矩阵20

2.2.1矩阵的建立21

2.2.2矩阵的拆分22

2.2.3特殊矩阵25

2.3 MATLAB运算29

2.3.1算术运算29

2.3.2关系运算32

2.3.3逻辑运算33

2.4矩阵分析34

2.4.1对角阵与三角阵34

2.4.2矩阵的转置与旋转36

2.4.3矩阵的逆与伪逆37

2.4.4方阵的行列式39

2.4.5矩阵的秩与迹39

2.4.6向量和矩阵的范数40

2.4.7矩阵的条件数41

2.4.8矩阵的特征值与特征向量42

2.5矩阵的超越函数43

2.6字符串44

2.7结构数据和单元数据46

2.7.1结构数据46

2.7.2单元数据47

2.8稀疏矩阵48

2.8.1矩阵存储方式48

2.8.2稀疏存储方式的产生49

2.8.3稀疏矩阵应用举例52

实验指导54

思考练习55

第3章 MATLAB程序设计56

3.1 M文件56

3.1.1 M文件的分类56

3.1.2 M文件的建立与打开57

3.2程序控制结构58

3.2.1顺序结构58

3.2.2选择结构60

3.2.3循环结构65

3.3函数文件69

3.3.1函数文件的基本结构69

3.3.2函数调用70

3.3.3函数参数的可调性71

3.3.4全局变量与局部变量72

3.4程序举例73

3.5程序调试77

3.5.1程序调试概述77

3.5.2调试菜单78

3.5.3调试命令79

实验指导80

思考练习81

第4章 MATLAB绘图82

4.1二维数据曲线图82

4.1.1绘制单根二维曲线82

4.1.2绘制多根二维曲线84

4.1.3设置曲线样式87

4.1.4图形标注与坐标控制88

4.1.5图形的可视化编辑91

4.1.6图形窗口的分割92

4.2其他二维图形93

4.2.1对函数自适应采样的绘图函数93

4.2.2其他坐标系下的二维数据曲线图94

4.2.3二维统计分析图96

4.3隐函数绘图97

4.4三维图形98

4.4.1三维曲线98

4.4.2三维曲面99

4.4.3其他三维图形104

4.5图形修饰处理105

4.5.1视点处理105

4.5.2色彩处理107

4.5.3图形的裁剪处理109

4.6图像处理与动画制作110

4.6.1图像处理110

4.6.2动画制作111

实验指导113

思考练习113

第5章 MATLAB数据分析与多项式计算115

5.1数据统计处理115

5.1.1最大值和最小值115

5.1.2求和与求积117

5.1.3平均值和中值118

5.1.4累加和与累乘积119

5.1.5标准方差与相关系数120

5.1.6排序121

5.2数据插值122

5.2.1一维数据插值123

5.2.2二维数据插值124

5.3曲线拟合126

5.4离散傅里叶变换128

5.4.1离散傅里叶变换算法简介128

5.4.2离散傅里叶变换的实现128

5.5多项式计算130

5.5.1多项式的四则运算130

5.5.2多项式的导函数131

5.5.3多项式的求值132

5.5.4多项式求根133

实验指导134

思考练习135

第6章 MATLAB解方程与最优化问题求解136

6.1线性方程组求解136

6.1.1直接解法137

6.1.2迭代解法142

6.2非线性方程数值求解145

6.2.1单变量非线性方程求解145

6.2.2非线性方程组的求解145

6.3常微分方程初值问题的数值解法146

6.3.1龙格—库塔法简介147

6.3.2龙格—库塔法的实现147

6.4最优化问题求解151

6.4.1无约束最优化问题求解151

6.4.2有约束最优化问题求解152

6.4.3线性规划问题求解153

实验指导153

思考练习154

第7章 MATLAB数值积分与数值微分156

7.1数值积分156

7.1.1数值积分基本原理156

7.1.2数值积分的实现方法157

7.1.3多重定积分的数值求解159

7.2数值微分161

7.2.1数值差分与差商161

7.2.2数值微分的实现161

实验指导163

思考练习164

第8章 MATLAB符号运算165

8.1符号对象165

8.1.1建立符号对象165

8.1.2符号表达式运算167

8.1.3符号表达式中变量的确定170

8.1.4符号矩阵171

8.2符号微积分172

8.2.1符号极限172

8.2.2符号导数173

8.2.3符号积分174

8.3级数175

8.3.1级数符号求和175

8.3.2函数的泰勒级数175

8.4符号方程求解176

8.4.1符号代数方程求解176

8.4.2符号常微分方程求解177

实验指导178

思考练习179

第9章 MATLAB图形句柄181

9.1图形对象及其句柄181

9.1.1图形对象181

9.1.2图形对象句柄182

9.1.3图形对象属性183

9.2图形窗口与坐标轴185

9.2.1图形窗口对象185

9.2.2坐标轴对象187

9.3低层绘图操作189

9.3.1曲线对象189

9.3.2曲面对象190

9.3.3文本对象192

9.3.4其他核心对象193

实验指导196

思考练习197

第10章 MATLAB图形用户界面设计198

10.1用户界面对象198

10.2菜单设计199

10.2.1建立用户菜单199

10.2.2菜单对象常用属性200

10.2.3快捷菜单202

10.3对话框设计203

10.3.1对话框的控件203

10.3.2控件的操作204

10.3.3对话框设计示例210

10.4图形用户界面开发环境213

10.4.1图形用户界面设计窗口213

10.4.2 常用的用户界面设计工具215

10.4.3图形用户界面开发环境应用示例219

实验指导221

思考练习222

第11章 Simulink动态仿真集成环境223

11.1 Simulink操作基础223

11.1.1 Simulink简介223

11.1.2 Simulink的启动与退出224

11.2系统仿真模型225

11.2.1 Simulink的基本模块225

11.2.2模块的编辑226

11.2.3模块的连接227

11.2.4模块的参数和属性设置228

11.3系统的仿真231

11.3.1设置仿真参数231

11.3.2启动系统仿真与仿真结果分析235

11.3.3系统仿真实例239

11.4使用命令操作对系统进行仿真242

11.5子系统及其封装技术246

11.5.1子系统的建立247

11.5.2子系统的条件执行248

11.5.3子系统的封装251

11.6 S函数的设计与应用256

11.6.1用MATLAB语言编写S函数257

11.6.2 S函数的应用259

实验指导263

思考练习264

第12章 MATLAB外部接口技术265

12.1 MATLAB与Microsoft Office的混合使用265

12.1.1在Word中使用MATLAB265

12.1.2在Excel中使用MATLAB269

12.2 MATLAB数据接口271

12.2.1数据文件操作271

12.2.2 MAT文件及其应用276

12.3 MATLAB应用程序接口280

12.3.1 C语言MEX文件的创建280

12.3.2 MATLAB引擎技术283

实验指导286

思考练习286

附录A MATLAB常用命令与函数分类索引表288

附录B MATLAB可用的LaTeX字符集303

参考文献305