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第1篇 基础知识2

第1章 MATLAB概述、安装和学习方法2

1.1 MATLAB简介2

1.1.1 MATLAB的发展历程2

1.1.2 MATLAB的优势和特点3

1.1.3 MATLAB的系统组成3

1.2 MATLAB 7.0的安装4

1.3 MATLAB用户界面6

1.3.1启动和退出6

1.3.2主菜单7

1.3.3标题栏17

1.3.4命令窗口17

1.3.5当前目录浏览窗口19

1.3.6工作空间浏览窗口22

1.3.7历史命令窗口24

1.4帮助系统24

1.4.1帮助浏览器25

1.4.2命令帮助系统27

1.4.3远程帮助系统28

1.5如何学习MATLAB28

1.6本章小结29

第2章 MATLAB的数据类型30

2.1整型30

2.2浮点型31

2.3逻辑类型32

2.4字符串33

2.4.1字符串的生成33

2.4.2字符串操作函数34

2.5元胞数组37

2.5.1元胞数组的创建37

2.5.2元胞数组的访问38

2.5.3元胞数组的显示39

2.5.4元胞数组的删除40

2.6结构体41

2.6.1结构体的生成41

2.6.2结构体的操作42

2.7不同数据类型之间的转化43

2.8本章小结46

第3章 矩阵和数组47

3.1矩阵和数组的概念47

3.2矩阵和数组的创建47

3.3矩阵及数组的基本操作51

3.3.1基本信息获取51

3.3.2元素访问53

3.4矩阵及数组的简单运算57

3.4.1基本函数57

3.4.2加减运算63

3.4.3乘法运算64

3.4.4除法运算64

3.4.5乘方运算66

3.5矩阵的特殊运算67

3.5.1行列式运算67

3.5.2逆运算67

3.5.3秩运算68

3.5.4特征值运算68

3.6数组的特殊运算68

3.6.1关系运算68

3.6.2逻辑运算71

3.7向量及其运算73

3.7.1向量的生成73

3.7.2向量的运算73

3.8高维数组操作78

3.8.1高维数组的创建78

3.8.2高维数组的基本操作80

3.9本章小结83

第4章 程序设计84

4.1程序设计概述84

4.2脚本文件87

4.3函数文件87

4.3.1函数的定义87

4.3.2函数类型89

4.3.3函数的调用和变量传递90

4.3.4输入/输出参数的控制91

4.4常量、变量92

4.4.1变量的命名92

4.4.2系统预定义的常量92

4.4.3变量类型93

4.4.4系统预定义的变量93

4.5程序结构及流程控制94

4.5.1赋值语句94

4.5.2条件语句94

4.5.3循环语句98

4.6交互控制指令101

4.7程序的调试106

4.7.1常见错误类型106

4.7.2调试方法108

4.8优化110

4.8.1循环的向量化110

4.8.2循环的优化111

4.8.3 M文件分析111

4.8.4提高编程效率的小技巧113

4.9本章小结114

第5章 图形处理115

5.1基本的绘图处理115

5.1.1常用函数115

5.1.2 MATLAB图形窗口124

5.1.3坐标控制127

5.1.4图形标注130

5.1.5窗口分割131

5.1.6 MATLAB图形编辑工具的使用132

5.2特殊二维图形140

5.2.1条形图140

5.2.2直方图142

5.2.3面积图143

5.2.4饼图145

5.2.5散点图145

5.2.6排列图146

5.2.7罗盘图147

5.2.8羽毛图148

5.2.9矢量图148

5.2.10杆型图149

5.2.11阶梯图150

5.2.12极坐标图151

5.2.13等值线图152

5.2.14曲线误差的添加153

5.3三维图形154

5.3.1三维图形的绘制154

5.3.2三维图形的编辑162

5.4本章小结168

第6章 图形用户界面（GUI）169

6.1 GUI简介169

6.1.1 GUI的创建方法概述169

6.1.2 GUI的设计流程170

6.1.3 GUI界面设计的原则170

6.2利用GUIDE设计GUI170

6.2.1新建GUI设计界面171

6.2.2常用控件的设计173

6.2.3界面设计窗口的常用工具174

6.3利用程序语言设计GUI178

6.3.1 GUI对象编程178

6.3.2 GUI的对话框181

6.4 GUI文件190

6.4.1 M文件结构190

6.4.2回调函数191

6.4.3参数的传递192

6.5 GUI界面设计的实例193

6.6本章小结198

第7章 数值分析199

7.1简单的数据操作199

7.1.1随机数的生成199

7.1.2描述性统计参数的计算206

7.1.3描述性统计做图212

7.1.4数据的排序215

7.2多项式运算216

7.2.1多项式求值216

7.2.2多项式求根217

7.2.3多项式乘除217

7.2.4多项式微积分218

7.3微分和积分218

7.3.1数值微分218

7.3.2数值积分219

7.4拟合和插值220

7.4.1拟合基础220

7.4.2线性拟合220

7.4.3非线性拟合221

7.4.4插值基础222

7.5线性方程组的求解227

7.6非线性方程求解227

7.7本章小结229

第8章 符号计算功能230

8.1符号计算概述230

8.2符号对象的创建230

8.2.1符号变量230

8.2.2符号常量231

8.2.3符号表达式232

8.2.4符号矩阵232

8.2.5符号函数233

8.3符号表达式的基本操作233

8.3.1符号表达式的化简233

8.3.2符号表达式的合并与分解235

8.3.3符号表达式的代数运算236

8.3.4符号表达式的分子分母提取236

8.3.5符号表达式的自变量的确定236

8.4符号矩阵运算237

8.4.1符号矩阵的代数运算237

8.4.2符号矩阵的特殊运算238

8.5符号微积分运算239

8.5.1符号极限239

8.5.2符号微分239

8.5.3符号积分240

8.5.4符号级数240

8.6符号方程求解241

8.6.1代数方程的求解241

8.6.2微分方程的求解241

8.7符号函数图形绘制242

8.7.1函数ezplot（）242

8.7.2函数fplot（）243

8.7.3函数ezplot3（）243

8.7.4函数ezcontour（）244

8.7.5函数ezcontourf（）244

8.7.6函数ezmesh（）245

8.7.7函数ezmeshc（）245

8.7.8函数ezpolar（）246

8.8符号对象与数值对象的转换246

8.8.1符号对象转换为数值对象246

8.8.2数值对象转换为符号对象247

8.9本章小结247

第9章 应用程序接口248

9.1 MATLAB编译器248

9.1.1编译器简介248

9.1.2编译器的安装、配置249

9.1.3编译器的使用250

9.2 MEX文件250

9.3 MAT文件252

9.4 MATLAB引擎技术254

9.5 COM组件256

9.6与Word、Excel的混合使用259

9.6.1 Excel Link的使用259

9.6.2在Word中使用Notebook263

9.7本章小结266

第10章 文件I/O267

10.1数据文件267

10.1.1低级文件的I/O操作267

10.1.2高级文件的I/O操作272

10.1.3利用界面工具导入/导出数据279

10.2图片文件281

10.2.1不同格式图片文件的导入281

10.2.2不同格式图片文件的导出281

10.3本章小结282

第2篇 常用工具箱使用284

第11章 Simulink仿真284

11.1 Simulink简介284

11.1.1 Simulink特点284

11.1.2 Simulink工作环境285

11.2 Simulink常用基本模块290

11.3 Simulink建模与仿真302

11.3.1选择模块302

11.3.2模块基本操作303

11.3.3信号线操作304

11.3.4参数设置305

11.3.5仿真运行310

11.3.6模型仿真举例310

11.4本章小结311

第12章 统计工具箱312

12.1假设测验312

12.1.1单个正态总体的假设测验312

12.1.2两个正态总体的假设测验313

12.2方差分析314

12.2.1单因素方差分析314

12.2.2双因素方差分析318

12.2.3多因素方差分析319

12.3线性回归321

12.4非线性回归325

12.5多元统计327

12.5.1判别分析327

12.5.2聚类分析328

12.5.3主成分分析331

12.5.4因子分析333

12.6本章小结334

第13章 图像处理工具箱335

13.1图像文件格式335

13.2图像类型及其转换336

13.2.1真彩色图像（RGB images）336

13.2.2索引图像（Index images）337

13.2.3灰度图像（Intensity images）338

13.2.4二值图像（Binary images）338

13.2.5图像类型转换339

13.3图像处理的基本操作344

13.3.1图像读入和显示344

13.3.2图像缩放、旋转、剪切350

13.3.3图像的代数运算353

13.3.4图像增强356

13.3.5图像变换358

13.3.6图像滤波360

13.4本章小结362

第14章 优化工具箱363

14.1线性规划363

14.2整数规划365

14.3二次规划366

14.4非线性规划367

14.4.1无约束非线性规划367

14.4.2约束非线性规划369

14.5本章小结372

第15章 曲线拟合工具箱373

15.1曲线拟合工具箱简介373

15.2利用图形界面进行曲线拟合373

15.2.1打开曲线拟合工具箱373

15.2.2导入拟合数据集374

15.2.3拟合数据预处理375

15.2.4曲线拟合376

15.2.5异常数据的去除380

15.2.6绘图显示设置380

15.3使用命令行拟合数据381

15.4本章小结383

第16章 神经网络工具箱384

16.1人工神经网络介绍384

16.1.1人工神经网络的基本特征384

16.1.2人工神经网络的分类385

16.1.3人工神经网络的应用385

16.1.4 MATLAB人工神经网络工具箱386

16.2 BP神经网络386

16.2.1 BP神经网络基本原理386

16.2.2 BP神经网络的特点386

16.2.3 BP神经网络的应用387

16.2.4 BP神经网络的实现387

16.2.5 BP神经网络的不足390

16.3径向基神经网络391

16.3.1径向基神经网络的基本原理391

16.3.2径向基神经网络的实现391

16.4广义回归神经网络392

16.5自组织神经网络393

16.6神经网络的GUI界面实现393

16.7本章小结399

第17章 金融工具箱400

17.1金融工具箱简介400

17.2金融数据的获取和可视化401

17.2.1金融数据的获取401

17.2.2金融数据的可视化406

17.3金融数据分析408

17.3.1投资组合分析408

17.3.2利率期限计算408

17.3.3资金流量估算410

17.3.4时间序列分析411

17.4本章小结412

第18章 小波分析工具箱413

18.1小波变换的基础知识413

18.2常用的小波分析操作415

18.2.1一维小波分析415

18.2.2二维小波分析419

18.2.3小波包变换422

18.2.4信号去噪425

18.2.5信号压缩428

18.3利用GUI实现小波分析428

18.3.1小波分析工具箱GUI的启动429

18.3.2小波分析工具箱GUI的工作界面429

18.3.3小波分析工具箱的操作430

18.4本章小结436

第19章 遗传算法工具箱437

19.1遗传算法的基本概念437

19.2遗传算法工具箱438

19.2.1遗传算法相关函数438

19.2.2利用GUI实现遗传算法443

19.3直接搜索工具箱445

19.3.1利用命令行方式实现直接搜索446

19.3.2利用GUI方式实现模式搜索447

19.4本章小结448

第20章 MATLAB在各领域的应用449

20.1 MATLAB在数学建模中的应用449

20.2 MATLAB在物理中的应用451

20.3 MATLAB在化学中的应用453

20.4 MATLAB在生命科学中的应用454

20.5 MATLAB在社会科学中的应用455

20.6本章小结456