《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 第4版》課件 1.1 MATLAB的基本用法

第一章準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1MATLAB的基本用法實(shí)驗(yàn)1.2矩陣的運(yùn)算實(shí)驗(yàn)1.4MATLAB繪圖實(shí)驗(yàn)1.3M文件與程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.5MATLAB符號(hào)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)1.1MATLAB的基本用法實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法一、MATLAB簡(jiǎn)介二、矩陣的輸入三、數(shù)組的輸入及運(yùn)算四、常量、變量、與表達(dá)式五、函數(shù)六、幫助系統(tǒng)七、數(shù)據(jù)顯示格式一、MATLAB簡(jiǎn)介

1.MATLAB語(yǔ)言的發(fā)展實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法MATLAB是英文MatrixLaboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫，是一款由美國(guó)MATHWORKS公司出品的數(shù)學(xué)軟件，每年都會(huì)推出新的版本．MATLAB最早是C.Moler為了減輕學(xué)生編程的負(fù)擔(dān)，用Fortran語(yǔ)言編寫的，后來(lái)他與另外兩人合作創(chuàng)立了MATHWORKS公司，正式把MATLAB推向市場(chǎng).MATLAB將計(jì)算、可視化和編程功能集成在非常便于使用的環(huán)境中，是一個(gè)交互式的、以矩陣計(jì)算為基礎(chǔ)的科學(xué)和工程計(jì)算軟件．2、Matlab適用領(lǐng)域（1）工業(yè)研究與開(kāi)發(fā)（2）數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是線性代數(shù)（3）數(shù)值分析和科學(xué)計(jì)算方面的教學(xué)與研究（4）電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)等工程和科學(xué)學(xué)科方面的教學(xué)與研究（5）經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等計(jì)算問(wèn)題的所有其他領(lǐng)域中的教學(xué)與研究實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法3.MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn)編程效率高更接近我們通常進(jìn)行計(jì)算時(shí)的思維方式．用它編程猶如在紙上書寫公式，編程時(shí)間和程序量大大減少計(jì)算功能強(qiáng)它以不必指定維數(shù)的矩陣和數(shù)組為主要數(shù)據(jù)對(duì)象，矩陣和向量計(jì)算功能特別強(qiáng)，庫(kù)函數(shù)也很豐富.使用簡(jiǎn)便方便調(diào)試，計(jì)算結(jié)果也用人們十分熟悉的數(shù)學(xué)符號(hào)表示出來(lái)．易于擴(kuò)充用戶可根據(jù)需要建立的文件可以與庫(kù)函數(shù)一樣被調(diào)用，還可以與Fortran、C語(yǔ)言子程序混合編程．實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法4.豐富的MATLAB工具箱MATLAB主工具箱符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱SIMULINK仿真工具箱控制系統(tǒng)工具箱信號(hào)處理工具箱圖象處理工具箱

通訊工具箱系統(tǒng)辨識(shí)工具箱神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱金融工具箱統(tǒng)計(jì)工具箱小波分析工具箱……啟動(dòng)MATLAB后，就出現(xiàn)MATLAB的窗口命令行窗口：在這里輸入命令和輸出結(jié)果命令歷史記錄：顯示過(guò)去所輸入的命令當(dāng)前文件夾：當(dāng)前搜索目錄下的文件5.

MATLAB窗口實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法工作區(qū)：顯示所有的變量菜單欄ans=0.3224

在命令窗口里首先可以按計(jì)算器一樣使用了,如計(jì)算在MATLAB的命令窗口中輸入：2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(7))↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法2*cos(0.4*pi)/(1+sqrt(7))↙ans=0.1695實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法按↑鍵（或用Ctrl+p，而↓鍵或Ctrl+n是調(diào)出下一行），調(diào)出上次的輸入．用←或→健移動(dòng)光標(biāo)，將3改為4：

矩陣的輸入方法是，將矩陣元素以行序?yàn)橄仍诜嚼ㄌ?hào)內(nèi)逐行輸入矩陣各元素，同一行各元素之間用逗號(hào)或空格分開(kāi)，兩行元素之間用分號(hào)或回車分開(kāi)，如輸入：二、矩陣的輸入

矩陣是MATLAB的基本數(shù)據(jù)形式，數(shù)和向量可視為它的特殊形式，用戶不必對(duì)矩陣的行、列數(shù)作專門的說(shuō)明．1.矩陣的輸入實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法A=123456789A

=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]↙ans=8矩陣中的元素可以用它的行、列數(shù)表示，如：a=6A(3,2)↙a=A(2,3)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法矩陣A輸入后一直保存在工作空間中，可隨時(shí)調(diào)用，除非被清除或替代．可以直接修改矩陣的元素，如：A=123756789A=123075607891A(2,1)=7↙A(3,4)=1↙MATLAB還提供了一些函數(shù)來(lái)構(gòu)造特殊矩陣，如：w=000000u=111111111w=zeros(2,3)↙u=ones(3)↙%2×3零矩陣%3×3全1矩陣v=eye(3,4)↙%3×4對(duì)角線為1的矩陣實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法v=100001000010r=

0.81470.90580.1270n=0.8622-1.30770.34262.76940.3188-0.43363.5784-1.3499n=randn(2,4)↙%標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布矩陣r=rand(1,3)↙%（0，1）均勻分布隨機(jī)矩陣實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法2.矩陣的裁剪ans=7891B=12307560A(3,:)↙B=A(1:2,:)↙%A的第3行%A的第1、2行實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法從一個(gè)矩陣中取出若干行（列）ans=258C=230560A(:,2)↙C=B(:,2:4)↙%A的第2列%B的第2～4列ans=032198A=230560891A(1:2:3,4:-1:2)↙%A的第1、3行，4、3、2列A(:,1)=[]↙%刪除A的第一列，[]表示空集實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法3.矩陣的拼接E=23005600F=123075601000左右拼接時(shí)行數(shù)要相同，上下拼接時(shí)列數(shù)要相同，如：E=[C,zeros(2,1)]↙F=[A(1:2,:);eye(1,4)]↙G=230115601191230G=[C,ones(2);9,F(1,:)]↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法將幾個(gè)矩陣接在一起4.矩陣編輯器當(dāng)輸入的矩陣很大，不適合用手工直接輸入時(shí)，MATLAB提供了一個(gè)矩陣編輯器來(lái)方便用戶創(chuàng)建和修改比較大的矩陣．w=[21;34]；%先定義一個(gè)名為w的變量從主頁(yè)菜單中找到“打開(kāi)變量”就可以打開(kāi)矩陣編輯器:實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法在調(diào)用矩陣編輯器之前，需要預(yù)先定義一個(gè)變量，無(wú)論是數(shù)值還是矩陣均可．在這里就可以修改矩陣w的維數(shù)和元素了實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法三、數(shù)組的輸入及運(yùn)算在MATLAB中數(shù)組是一種比矩陣更基本的數(shù)據(jù)形式，它是元素為一維連續(xù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的集合．a(chǎn)=1234567a=[1,2,3,4,5,6,7]↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法數(shù)組運(yùn)算的最重要的特征是按對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行運(yùn)算．?dāng)?shù)組常采用“：”輸入方式，如：ans=1c=00.50001.00001.50002.0000b=345678910b=3:10↙c=0:0.5:2↙c(3)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法MATLAB中有兩個(gè)命令可以創(chuàng)建特殊的數(shù)組：x=00.78541.57082.35623.1416linspace(a,b,m)生成從a到b,m個(gè)數(shù)的等差數(shù)列l(wèi)ogspace(a,b,n)生成從到,n個(gè)數(shù)的等比數(shù)列x=linspace(0,pi,5)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法ans=

列1至6

1.00001.58492.51193.98116.309610.0000

列7至11

15.848925.118939.810763.0957100.0000logspace(0,2,11)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法數(shù)組的運(yùn)算符有“+”、“-”、“.*”、“./”、“.\”、和“.^”a1=1234a2=3214b1=4448b2=-2020b1=a1+a2↙b2=a1-a2↙a1=[1,2,3,4]↙a2=[3,2,1,4]↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法數(shù)組的運(yùn)算是數(shù)組的每一個(gè)元素進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算（注意“./”、和“.\”的區(qū)別），如：b3=34316b4=0.33331.00003.00001.0000b3=a1.*a2↙b4=a1./a2↙a1+2↙ans=3456b5=3.00001.00000.33331.0000b5=a1.\a2↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法b8=392781b6=143256b7=182764b7=a1.^3↙b8=3.^a1↙b6=a1.^a2↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法四、常量、變量、與表達(dá)式

變量名以字母開(kāi)始，由字母、數(shù)字等構(gòu)成，最多31個(gè)字符，區(qū)分大小寫字母，在MATLAB中不必對(duì)變量作任何的類型說(shuō)明．

MATLAB提供若干特殊的變量,如:實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法pi(

);i(或j,虛數(shù)單位);eps(機(jī)器無(wú)窮小,約為);inf(無(wú)窮大)；nan（不確定值，0/0，

/所得）當(dāng)輸入一個(gè)新變量時(shí)MATLAB自動(dòng)建立變量并為其分配內(nèi)存空間．

變量、常量和函數(shù)由運(yùn)算符連接得到算術(shù)表達(dá)式．

通常表達(dá)式的值賦給某個(gè)變量稱為賦值命令語(yǔ)句，其形式為：變量=表達(dá)式

但亦可略去“變量”，此時(shí)表達(dá)式之值自動(dòng)賦給MATLAB系統(tǒng)指定的變量ans.實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法當(dāng)運(yùn)算對(duì)象是矩陣時(shí)，應(yīng)用矩陣運(yùn)算符；當(dāng)運(yùn)算對(duì)象為數(shù)組時(shí)則用數(shù)組運(yùn)算符．

用who或whos命令可以顯示當(dāng)前工作空間中各變量的名稱及分配給這些變量的空間等信息，who給出的信息較少，whos給出的信息比較詳細(xì)．a(chǎn)=1；↙b=[1234]；↙c=zeros(2)；↙who↙您的變量為:abc

實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法disp(x)可以顯示變量x的內(nèi)容，可以用clear命令從工作空間中清除現(xiàn)存的變量．但clc

命令只清屏不清除變量．（注：命令后加“；”，MATLAB只計(jì)算不輸出）函數(shù)或變量'a'無(wú)法識(shí)別.NameSizeBytesClassAttributesa1x18doublearrayb1x432doublearrayc2x232doublearrayclear↙a↙whos↙disp(c)↙0000實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法函數(shù)名稱函數(shù)功能函數(shù)名稱函數(shù)功能sin(x)正弦函數(shù)conj(z)復(fù)數(shù)的共軛cos(x)余弦函數(shù)round(x)四舍五入至最近整數(shù)tan(x)正切函數(shù)fix(x)向0方向取整asin(x)反正弦函數(shù)floor(x)

方向取整acos（x）反余弦函數(shù)ceil(x)

方向取整atan(x)反正切函數(shù)rat(x)將實(shí)數(shù)x化為分?jǐn)?shù)表示sinh(x)雙曲正弦函數(shù)rats(x)實(shí)數(shù)化為多項(xiàng)分?jǐn)?shù)展開(kāi)cosh(x)雙曲余弦函數(shù)sign(x)符號(hào)函數(shù)tanh(x)雙曲正切函數(shù)rem(x,y)求x除以y的余數(shù)asinh(x)反雙曲正弦函數(shù)gcd(x,y)整數(shù)x和y的最大公因數(shù)acosh(x)反雙曲余弦函數(shù)lcm(x,y)整數(shù)x和y的最小公倍數(shù)atanh(x)反雙曲正切函數(shù)exp(x)自然指數(shù)abs(x)絕對(duì)值或向量的長(zhǎng)度pow2(x)2的指數(shù)angle(z)復(fù)數(shù)的幅角log(x)自然對(duì)數(shù)sqrt(x)開(kāi)平方log2(x)以2為底的對(duì)數(shù)real(z)復(fù)數(shù)的實(shí)部log10(x)常用對(duì)數(shù)imag(z)復(fù)數(shù)的虛部五、函數(shù)實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法

這些函數(shù)本質(zhì)上是作用于標(biāo)量的，當(dāng)它們作用于矩陣或數(shù)組時(shí)，是作用于矩陣或數(shù)組的每一個(gè)元素，如：y=00.58780.95110.95110.58780.0000x=(0:0.2:1)*pi；y=sin(x)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法a=[-3.5,4.6];b=round(a),c=floor(a),d=ceil(a),e=fix(a),f=rats(a)↙b=-45c=-44d=-35e=-34

另一個(gè)計(jì)算函數(shù)值的命令是feval(F,x),F是表示函數(shù)名的字符串，如：y=00.58780.95110.95110.58780.0000x=(0:0.2:1)*pi；y=feval('sin',x)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法函數(shù)名稱函數(shù)功能函數(shù)名稱函數(shù)功能max最大值mean平均值min最小值median中值sum和prod乘積length長(zhǎng)度sort從小到大排列

有些函數(shù)只有當(dāng)它們作用于（行或列）向量時(shí)才有意義，稱為向量函數(shù)．實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法這些函數(shù)也作用于矩陣，此時(shí)它產(chǎn)生一個(gè)行向量，行向量的每一個(gè)元素是函數(shù)作用于矩陣相應(yīng)列向量的結(jié)果。b=-1.2000c=11.9000d=3.1000a=[4,3.1,-1.2,0,6];b=min(a),c=sum(a),d=median(a)↙實(shí)驗(yàn)1.1

MATLAB的基本用法f=sort(a)%升序排列↙f=-1.200003.10004.00006.0000g=sort(a,'descend')%降序排列↙g=6.00004.00003.10000-1.2000h=

-1.200003.10004.00006.0000index=

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