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11第1章MATLAB簡介1.1MATLAB的基本功能MATLAB是英文“MatrixLaboratory”的縮寫,該軟件集計算、繪圖和仿真于一身,其基本功能可以概括為下列4個方面:(1)數(shù)值計算(2)符號運算(3)數(shù)據(jù)可視化(4)建模仿真2021/6/271電子信息工程學院21.2.2MATLAB系統(tǒng)的退出在MATLAB界面下退出的途徑有:(1)單擊MATLAB界面右上角最右側(cè)的關(guān)閉圖標×。(2)在指令窗中鍵入exit或quit指令后回車;(3)依次單擊菜單【File】→【ExitMATLAB】即可。(4)ctrl+Q(5)Alt+f42021/6/272電子信息工程學院31.3.2功能鍵的使用:↑;↓;←;→;PageUp;PageDown;Ctrl+C;Home;End;Esc;Backspace;Delete;Ctrl+K1.3.3在線查詢方法MATLAB中常用的查詢方法有兩種:指令法和菜單法。
help標識符;lookfor關(guān)鍵詞;typeM-文件名;who;whos;what;dir;ver;path;whichM-文件名;cd2021/6/273電子信息工程學院41.3.4數(shù)據(jù)變量的刪除、存儲與調(diào)出(1)刪除類指令
clc;clf;clear(2)存儲與調(diào)出指令save該指令可將workspace中的變量存入磁盤,以便重新開機后調(diào)出使用。load該指令可將磁盤中的變量調(diào)到workspace中,以便在指令窗中調(diào)用。2021/6/274電子信息工程學院52.0.1標識符在MATLAB語言中,把標志變量、常量或文件名稱的字符串稱為標識符。一串符號的組合叫字符串
標識符由字母、數(shù)字和下劃線組成,且它的第一個符號必須得用英文字母?!癴un_01”、“x03”“8ty”、“f(x)”、“k-q”、“文_01”2021/6/275電子信息工程學院62.0.2MATLAB中的數(shù)據(jù)及變量類型1.三種數(shù)據(jù)類型數(shù)值型數(shù)據(jù),簡稱數(shù)值字符串型數(shù)據(jù),簡稱字符量符號型數(shù)據(jù),簡稱符號量sym(數(shù)字、字符串、字符變量名、字符表達式)symsa1a2a3
在指令窗中鍵入class(a),回車即可得知已有變量a是哪種類型的數(shù)據(jù)。2021/6/276電子信息工程學院72.1.1永久性數(shù)值變量名系統(tǒng)事先定義了的“數(shù)值變量名”,系統(tǒng)一旦啟動它們就已存在,而且總是代表著固定的數(shù)值。piepsansINF或Infi、jNaN2021/6/277電子信息工程學院82.1.2數(shù)值矩陣的創(chuàng)建1.直接輸入元素—創(chuàng)建數(shù)值矩陣的直接方法元素置于“[]”內(nèi);元素分隔符和間隔符的使用;續(xù)行號的使用;矩陣元素組成;數(shù)據(jù)顯示;指令間隔;回車“執(zhí)行”。2021/6/278電子信息工程學院92.創(chuàng)建特殊數(shù)值矩陣的指令輸入法對于某些特殊矩陣,MATLAB中設有直接創(chuàng)建的專用指令,這給它們的創(chuàng)建、運算,特別是給編程帶來很多方便。zeros(n)zeros(m,n)ones(n)ones(m,n)eye(n)rand(n)rand(m,n)randn(n)randn(m,n)magic(n)diag(a,k)tril(a)triu(a)2021/6/279電子信息工程學院103.變換矩陣結(jié)構(gòu)的指令flipud(A)上下fliplr(A)左右rot90(A,k)逆轉(zhuǎn)K個90rot90(A)逆轉(zhuǎn)90
reshape(A,m,n)重排2021/6/2710電子信息工程學院114.一些特殊向量(行矩陣)的創(chuàng)建1)等差數(shù)列型向量的創(chuàng)建增量輸入法:t=a:h:bt=[a:h:b]t=(a:h:b)指令輸入法:t=linspace(a,b,n)增量輸入法與指令輸入法的關(guān)系當(b-a)可被h整除時,設t=(a:h:b)=linspace(a,b,n),則h=(b-a)/(n-1)或n=(b-a)/h+1。2021/6/2711電子信息工程學院12等比數(shù)列型向量的創(chuàng)建
q=logspace(log10(a),log10(b),n)q=logspace(as,bf,n).創(chuàng)建n個分量都等于1的向量
ones(1,n)linspace(1,1,n)logspace(0,0,n)6.常數(shù)變量的賦值一個常數(shù)可以看作一行一列的矩陣,也可以看作是點向量,它的賦值可以有3種方法。2021/6/2712電子信息工程學院132.1.3數(shù)值矩陣元素的標識與修改1.矩陣元素的標識方法
1)a(p)“先列后行”,a(:) 2)a(m,n),a(:,n),a(m,:) 3)a(m,[p,q,r]) 4)a(p:q,n) 5)a([p,q,r],[w,s])舉例2021/6/2713電子信息工程學院14例2-11把例2-9中矩陣a增加一個第四行,其數(shù)值為3,6,9。例2-12使例2-11中矩陣a的第三行元素全部消失。例2-13把例2-12中矩陣a的第二列改為259,并增加一個第四列:057。2021/6/2714電子信息工程學院152.1.4數(shù)值矩陣的矩陣算法
MATLAB對數(shù)值矩陣提供了兩種不同的運算方法:矩陣算法和數(shù)組算法。1.數(shù)值矩陣維數(shù)的查驗和矩陣的轉(zhuǎn)置1)查驗矩陣維數(shù)指令:size(a)或size(a,r)2)求矩陣共軛轉(zhuǎn)置的指令:“’”,A’
求矩陣共軛的指令:conj
r=1,行r=2,列2021/6/2715電子信息工程學院162.矩陣算法中的矩陣加、減和乘法運算“+”、“-”和“*”;矩陣進行加、減運算時,它們的維數(shù)必須相同,即行數(shù)、列數(shù)分別相等;兩個矩陣相乘時,它們的內(nèi)維數(shù)必須相等,即左矩陣的列數(shù)必須等于右矩陣的行數(shù),用a*b或指令mtimes(a,b);2021/6/2716電子信息工程學院1717進行方陣a的n次冪an運算時,輸入a^n或mpower(a,n): 若整數(shù)n>0;
若整數(shù)n<0; 若n是非整數(shù);在MATLAB中賦予如下規(guī)定:若a為矩陣,d為常數(shù),作a±d的運算意義為 a±d=a±d*ones(size(a))2021/6/2717電子信息工程學院18183.數(shù)值矩陣的求逆及矩陣算法中的除法1)求方陣逆陣的指令inv2)求矩陣偽逆陣的指令pinv3)左除
x=inv(a)*b或x=a\b或mldivide(a,b)4)右除x=b*inv(a)、x=b/a或mrdivide(b,a)2021/6/2718電子信息工程學院19194.矩陣函數(shù)定義域和值域都屬于方陣的函數(shù)稱為矩陣函數(shù)。方陣函數(shù)f(a)=
expm(a)logm(a)sqrtm(a)funm(a,@f)
2021/6/2719電子信息工程學院20202.1.5數(shù)值矩陣的數(shù)組算法1.查驗向量維數(shù)的指令length(a)輸入?yún)?shù)a為向量時,則輸出向量a的維數(shù);輸入?yún)?shù)a為列陣(或行陣)時,輸出a的列(或行)數(shù);輸入?yún)?shù)a是m×n階矩陣時,則輸出行數(shù)和列數(shù)的最大值:
max(m,n)=max(size(a))。2021/6/2720電子信息工程學院21212.數(shù)值矩陣間數(shù)組算法的四則運算參與數(shù)組運算的矩陣維數(shù)必須嚴格相同。數(shù)組算法的乘除運算與矩陣算法定義不同,使用的符號也不同,數(shù)組算法的乘除符號是在矩陣算法乘除符號前面加一個小黑點。
a.*ba.^na./ss.\a a./bb.\as./aa.\s
3.
數(shù)值矩陣間數(shù)組乘法和矩陣乘法的差異矩陣乘法不遵從交換律矩陣的數(shù)組乘法是遵從交換律的2021/6/2721向量的點積和叉積求向量的數(shù)量積的指令dot(a,b)求向量的向量積的指令cross(a,b)2.2.1字符串變量和函數(shù)求值1.字符串及其顯示1)字符串和字符串變量名字符串(也稱字符串數(shù)據(jù)或字符量):單引號界定
字符串變量名,簡稱字符名:標識符例如,鍵入s1='hello'回車得出
s1=hello2021/6/27222)字符串的輸出顯示指令:(1)字符串或數(shù)據(jù)顯示指令disp(ZS)(2)空字符(空格)輸出顯示指令blanks(n)(3)格式化數(shù)據(jù)顯示指令sprintf('Z',S1,S2,…) %e%f%d %g%m.nf\n2021/6/27232.2.2
符號變量1.符號變量和符號表達式的創(chuàng)建符號量和符號表達式是通過專用指令syms和sym來創(chuàng)建的,代表符號量的標識符稱為符號變量名。1)用syms創(chuàng)建符號量symsa1a2a3……flag12)用sym創(chuàng)建符號量、符號表達式標識符=sym(A,flag)symsa1等價于a1=sym(‘a(chǎn)1’)2021/6/27242.2.3符號矩陣的創(chuàng)建方法1.直接創(chuàng)建法2.用sym指令創(chuàng)建符號矩陣:sym(A)2.2.4符號矩陣元素的標識和刪改1.元素的標識2.元素的替換修改:subs(B,old,new)2021/6/27252.符號矩陣的求逆和除運算inv(B)symdiv(A,B)A/B例2-39計算例題2-38中矩陣s1的逆陣和s1被s2除的結(jié)果。.符號矩陣的四則運算symadd(A,B)/A+Bsymsub(A,B)/A-Bsymmul(A,B)/A*B2021/6/27262.2.6符號矩陣運算中的幾個特有指令的應用1.因式分解、展開、合并指令1)因式分解:factor(S)2)代數(shù)式展開:expand(S)3)同冪項系數(shù)合并:collect(S,'v')2021/6/27272.求函數(shù)極限和導數(shù)指令1)求函數(shù)極限指令
limit(F,x,a,‘right’或‘left’)2)求導函數(shù)指令
diff(S,'v',n)3.級數(shù)求和:symsum(s,n,n0,nk)一元函數(shù)的泰勒級數(shù)展開taylor(f,n,'v',a)2021/6/2728電子信息工程學院292.3.2二維圖形的繪制1.數(shù)據(jù)繪圖指令plot:plot(X,'S')plot(X,Y,'S')plot(X1,Y1,'S1',X2,Y2,'S2',…,Xn,Yn,'Sn')2.函數(shù)繪圖指令解析函數(shù)繪圖指令fplotfplot('fun',lims,'S',tol)隱函數(shù)繪圖指令ezplotezplot('func',lims)2021/6/2729302.3.3控制圖形、畫面的一些操作方法1.保留圖線指令hold2.擦去畫面上圖線的指令clf3.加畫坐標網(wǎng)格指令grid4.加注圖名指令title('')5.加注坐標軸名稱指令xlabel(''),ylabel('')6.線型標注指令legend('','',…,k)7.圖形窗中菜單的應用8.復制圖形方法電子信息工程學院2021/6/2730312.4MATLAB語言編程2.4.1MATLAB的編輯調(diào)試窗2.4.2兩類M-文件1、M-指令文件(scriptfile)2、M-函數(shù)文件(functionfile)functionz=fun2_68(x,y)
電子信息工程學院2021/6/2731322.4.3關(guān)系和邏輯運算關(guān)系運算==<>~=<=>=2.邏輯運算
&~|xor電子信息工程學院2021/6/2732332.4.5兩類M-文件的轉(zhuǎn)換2.4.6編程中的一些控制指令1.鍵盤輸入指令input2.暫停運行指令pause3.人機切換指令keyboard4.程序顯示指令echo5.中止循環(huán)指令break6.設置/取消程序中的斷點電子信息工程學院2021/6/2733電子信息工程學院34第3章誤差和MATLAB的計算精度3.1誤差3.1.1誤差的來源模型誤差觀測誤差截斷誤差舍入誤差2021/6/2734電子信息工程學院353.1.2有關(guān)誤差的一些概念1.絕對誤差和絕對誤差限ae(x)=x*-x
|ae(x)|=|x*-x|≤s
2.相對誤差和相對誤差限2021/6/2735電子信息工程學院363、有效數(shù)字※4、絕對誤差、相對誤差和有效數(shù)字的關(guān)系2021/6/2736電子信息工程學院373.2MATLAB中的數(shù)值計算精度3.2.1浮點數(shù)及其運算特點允許小數(shù)點浮動的表示數(shù)字方法,稱為浮點表示法,這樣的數(shù)稱為浮點數(shù)。浮點數(shù)的一般表示形式為:x=±(0.d1d2d3…dt)=±(d1+d2+…+)1)為浮點數(shù)的基底,根據(jù)數(shù)的進制取值;2)P為浮點表示的階碼;3)0.d1d2d3…dt稱浮點數(shù)的尾數(shù);4)t是用正整數(shù)表示的計算機字長。2021/6/2737電子信息工程學院383.2.2MATLAB中的數(shù)值計算精度1.MATLAB中的三種運算精度數(shù)值算法:把每個數(shù)值都取16位有效數(shù)字,是運算速度最快的一種算法;符號算法:把每個數(shù)據(jù)都變換成符號量,可得出精確結(jié)果,但占空間多、運算速度慢;vpa(a,m)
可控精度算法:用控制精度指令digits(n)
可使此后的運算均以n位有效數(shù)字進行,直到輸入新的控制精度指令。2021/6/2738電子信息工程學院393.3設計算法的若干原則3.3.1算法的數(shù)值穩(wěn)定性3.3.2設計算法的若干原則避免兩個相近數(shù)的相減避免數(shù)據(jù)運算中數(shù)量級很小的數(shù)被“吃掉”盡量減少算法中的運算次數(shù)避免用絕對值過小的數(shù)作除數(shù)防止遞推運算中誤差積累的增大2021/6/2739電子信息工程學院40第四章求解非線性方程f(x)=0
在科學技術(shù)中,許多問題常歸結(jié)為一元函數(shù)方程f(x)=0。方程按f(x)是多項式或超越函數(shù)分別稱為代數(shù)方程或超越方程。如果在區(qū)間[a,b]內(nèi)只有方程f(x)=0的一個根,則稱區(qū)間[a,b]為隔根區(qū)間。描圖法逐步搜索法2021/6/2740電子信息工程學院414.1求解f(x)=0的MATLAB符號法solve(s1,s2,…,sn,'v1','v2',…,'vn')solve(s1,s2,…,sn,'v1,v2,…,vn')[z1,z2,…,zn]=solve(s1,s2,…,sn,'v1',…,'vn')4.2求方程f(x)=0數(shù)值解的基本方法:
1二分法2迭代法3牛頓法
4弦截法2021/6/2741電子信息工程學院424.2.1求實根的二分法原理零點存在定理:設方程f(x)=0中的函數(shù)f(x)為實函數(shù),且滿足:①函數(shù)f(x)在[a,b]上單調(diào)、連續(xù);②f(a)、f(b)異號則(a,b)內(nèi)至少存在一點ζ,使得f(ζ)=0。2021/6/2742電子信息工程學院432021/6/2743電子信息工程學院444.2.2迭代法迭代法基本原理:把方程等價地變換成形式f(x)=x-g(x)=0x=g(x)若函數(shù)g(x)連續(xù),則稱上式為迭代函數(shù)。用它構(gòu)造出迭代公式:
xk+1=g(xk),k=0,1,2,……從初始值x0出發(fā),便可得出迭代序列
{xk}=x0,x1,x2,…,xk,…如果上述迭代序列收斂,且收斂于x*,則有:
(g(xk)-xk+1)=(g(x*)-x*)=f(x*)=0,可見x*便是方程的根。2021/6/2744電子信息工程學院45迭代公式收斂定理:方程x=g(x)在(a,b)內(nèi)有根x*,如果(1)當x∈[a,b]時,g(x)∈[a,b];(2)g(x)可導,且存在正數(shù)q<1,使得對于任意x∈[a,b]都有||≤q<1。則:(1)方程x=g(x)在(a,b)內(nèi)有唯一的根x*;(2)迭代公式xk+1=g(xk)對(a,b)內(nèi)任意初始近似根x0均收斂于x*;(3)近似根xk的誤差估計公式為:|x*-xk|≤|x1-x0|
2021/6/2745電子信息工程學院464.2.3牛頓法(切線法)切線法原理:把函數(shù)f(x)在某一初始值x0點附近展開成泰勒級數(shù),取其線性部分,近似地代替函數(shù)f(x)可得方程的近似式:f(x)≈f(x0)+(x-x0)f'(x0)=0設f‘(x0)≠0,解該近似方程可得把函數(shù)f(x)在x1點附近展開成泰勒級數(shù),取其線性部分替代函數(shù)f(x)。如此繼續(xù)作下去,就可以得到牛頓迭代公式2021/6/2746電子信息工程學院47切線法的收斂性:牛頓迭代法局部收斂性定理(P.92)。牛頓迭代法是平方收斂的。2021/6/2747電子信息工程學院484.2.4弦截法(割線法)應用切線法的牛頓迭代公式時,每次都得計算導數(shù)f'(xk),若將該導數(shù)用差商代替,就成為割線法(有時稱快速弦截法)的迭代公式2021/6/2748電子信息工程學院49二分法簡單方便,但收斂速度慢;迭代法雖然收斂速度稍微快點,但需要判斷能否收斂;只要初值選取得當,切線法具有恒收斂且收斂速度快的優(yōu)點,但需要求出函數(shù)的導數(shù);弦截法不需要求導數(shù),特別是我們介紹的快速弦截法,收斂速度很快,但是需要知道兩個近似的初始根值才能作出弦,要求的初始條件較多。2021/6/2749電子信息工程學院504.5求方程組數(shù)值解的指令
fsolve是用最小二乘法求解非線性方程組F(X)=0的指令,變量X可以是向量或矩陣,方程組可以由代數(shù)方程或者超越方程構(gòu)成。它的使用格式為
fsolve('fun',X0,OPTIONS)
2021/6/2750電子信息工程學院511)在編輯調(diào)試窗中鍵入:functionyy3=li4_8(X)yy3(1)=3*X(1)-cos(X(2)*X(3))-0.5;yy3(2)=2*X(1)^2-81*(X(2)+0.1)^2+sin(X(3))+1.06;yy3(3)=exp(-X(1)*X(2))+20*X(3)+10*pi/3-1;
以“l(fā)i4_8”為名存盤,退出編輯調(diào)試窗,回到指令窗。2)在指令窗中鍵入:fsolve('li4_8',[0.10.1-0.1])
回車得到
ans=0.50000.0144-0.5232這是方程組的最小二乘解,用符號指令solve無法得出最終結(jié)果。2021/6/275152線性代數(shù)方程組解的性質(zhì)AS≡b解的判別及其結(jié)構(gòu)Ax=0:有非零解——系數(shù)矩陣的秩R(A)<n。若R(A)=n,則方程組只有零解。Ax=b:分三種類型:當R(A)=R(B)=n時,稱方程組為恰定方程組,這時它有唯一解向量;當R(A)=R(B)<n時,稱方程組為欠定方程組,這時它有無窮多解向量;當R(A)<R(B)時,稱方程組為超定方程組或矛盾方程組,即保留方程個數(shù)大于未知量個數(shù),一般意義下無解,但可求出其最小二乘解。2021/6/2752535.2恰定線性代數(shù)方程組求解克萊姆法則對于恰定方程組Ax=b,即滿足R(A)=R(B)=n的方程組求解,可用克萊姆(Cramer)法則得出唯一解。
利用Cramer法則求解所需乘除運算量為:
N=(n+1)!(n-1)+n=n!(n2-1)+n2021/6/275354
如果令P=Pn-1Pn-2…P1,方程組的矩陣形式為PAx=Pb
高斯消去法的實質(zhì)就是通過初等變換把待求方程組的系數(shù)矩陣A變換成三角矩陣,也叫使矩陣A三角化。因此,研究如何使矩陣三角化對于求出線性方程組的解是很有幫助的。根據(jù)矩陣性質(zhì)和需求的不同,產(chǎn)生出多種矩陣三角化的方法。2021/6/275455二、求解非齊次線性方程組的MATLAB方法1.恰定方程組條件:rank(A)=rank(B)=r=n,指令:1)逆矩陣:x=inv(A)*b;2)左除法:x=A\b;3)符號矩陣:x=sym(A)\sym(b)。2021/6/2755562.欠定方程組(不定方程組)條件:R(A)=R(B)=r<n時指令:它的通解由與其對應的齊次方程Ax=0的通解和Ax=b的一個特解構(gòu)成。求Ax=0的通解用null指令,求Ax=b的一個特解用矩陣除法。2021/6/2756573.超定方程組條件:R(A)<R(B)=R([Ab])指令:左除A\b方法求出它的最小二乘解由于超定方程組沒有精確解,所以不能用符號矩陣除法來求解超定方程組。2021/6/275758三、矩陣分解指令1.方陣的三角分解指令lu[L,U]=lu(A)[L,U,P]=lu(A)2.方陣的喬累斯基(Cholesky)分解指令cholchol(A)2021/6/2758595.5求解線性代數(shù)方程組的迭代法
1、迭代法的基本原理如果線性方程組Ax=b的系數(shù)矩陣A非奇異,則方程組有唯一解。把這種方程中的方陣A分解成兩個矩陣之差:A=C-D若方陣C是非奇異的,把A它代入方程Ax=b中,得出(C-D)x=b,兩邊左乘C-1,并令M=C-1D,g=C-1b,移項可將方程Ax=b變換成:x=Mx+g據(jù)此便可構(gòu)造出迭代公式:xk+1=Mxk+g,M=C-1D稱為迭代矩陣。
2021/6/275960向量范數(shù)非負性:||x||≥0齊次性:||ax||=|a|||x||;三角不等式:||x||+||y||≥||x+y||。2021/6/276061矩陣范數(shù)如果滿足范數(shù)三條件,同時滿足矩陣乘法相容性(次乘性):||A||·||B||≥||A·B||
2021/6/2761625.6方陣特征值和特征向量的計算
解多項式方程迭代法
1.方陣特征方程的求解Ax=λx2.計算特征值和特征向量的迭代法1.雅可比法:P-1AP=PTAP=Λ2.QR算法:
A=QR
(QTQ=E)2021/6/2762635.7矩陣一些特征參數(shù)的MATLAB求算求方陣行列式的指令det:det(A)
求方陣特征多項式的指令poly:P=poly(A)
roots(P)poly2str(P,’y’)求方陣特征值和特征向量指令eig:[xr]=eig(A);eig(A)
矩陣的正交三角分解指令qr:[qr]=qr(a);[qrp]=qr(a)計算范數(shù)指令norm:norm(A,ex)矩陣譜半徑的計算:max(abs(eig(M)))2021/6/2763642三次樣條插值的基本原理三次樣條插值也是一種分段插值方法,用分段的三次多項式構(gòu)造成一個整體上具有函數(shù)、一階和二階導函數(shù)連續(xù)的函數(shù),近似地替代已知函數(shù)F(x)。假設已知函數(shù)F(x)在區(qū)間[a,b]上的(n+1)個節(jié)點a=x0<x1<…<xn-1<xn=b及其對應的函數(shù)值F(xi)=yi,即給出(n+1)組樣本點數(shù)據(jù)(x0,y0),(x1,y1),…(xn,yn),可以構(gòu)造一個定義在[a,b]上的函數(shù)S(x),滿足下述條件:S(xi)=yi;S(x)在每個小區(qū)間[xi,xi+1]上都是一個三次多項式Si(x)=ai0+ai1x+ai2x2+ai3x3S(x)、和在[a,b]上連續(xù)??梢奡(x)是個光滑的分段函數(shù),這樣的函數(shù)S(x)稱為三次樣條(Spline)插值函數(shù)。
2021/6/2764656.4數(shù)據(jù)的曲線擬合數(shù)據(jù)擬合法:不要求構(gòu)造的近似函數(shù)φ(x)全部通過樣本點,而是“很好逼近”它們。數(shù)據(jù)曲線擬合的最小二乘法:要求在所有n個樣本點xj(j=1,…,n)處,多項式取值與函數(shù)值yj偏差的平方rj2=(Pm(xj)-yj)2之和達到最小。
2021/6/2765666.5多項式運算在MATLAB中的實現(xiàn)
1.多項式的向量表示法p(x)=3x4+5x3-7x+9p=[3,5,0,-7,9]。2.多項式轉(zhuǎn)換指令poly2str(p,‘t’)3.特殊多項式的創(chuàng)建p1=poly(p)4.多項式加減5.多項式乘法conv(p1,p2)6.多項式除法[q,r]=deconv(p,w)7.多項式求導k=polyder(p)8.多項式求值polyval(p,x0)2021/6/2766676.6曲線擬合在MATLAB中的實現(xiàn)1、數(shù)據(jù)的多項式曲線擬合用代數(shù)多項式擬合數(shù)據(jù)的指令是polyfit,p=polyfit(x,y,m)2、任意函數(shù)的多項式擬合3、數(shù)據(jù)擬合成指數(shù)函數(shù)等常用函數(shù)2021/6/2767第7章數(shù)值積分Newton-Leibniz:7.1計算積分的MATLAB符號法s=int(fun,v,a,b)fun是被積函數(shù)的符號表達式v是積分變量a、b為定積分的積分限輸出參量s為積分結(jié)果2021/6/2768697.2Newton-Cotes求積公式
數(shù)值積分原則上可以用于計算各種被積函數(shù)的定積分,其基本原理都是用多項式函數(shù)近似代替被積函數(shù),用對多項式的積分結(jié)果近似代替對被積函數(shù)的積分。牛頓-柯特斯求積公式,就是用多項式函數(shù)Pn(x)近似地代替被積函數(shù)f(x),用對Pn(x)的積分代替對f(x)的積分推出的一種數(shù)值積分方法(插值型數(shù)值積分方法)。
2021/6/2769701牛頓—柯特斯求積公式推導2021/6/2770712021/6/2771722021/6/277273柯特斯求積系數(shù)具有的特性:a、跟被積函數(shù)、積分區(qū)間無關(guān),只跟代替被積函數(shù)的多項式次數(shù)n有關(guān);b、在定義式中作代換t=n-i后其值不變,所以它具有對稱性,即=。c、=1。將f(x)≡1代入N-C求積公式便可得出該性質(zhì),將表8-1里一行中的取值相加,也可以驗證該性質(zhì);D、一般都采用次數(shù)較低的插值多項式逼近被積函數(shù),通常n的取值不得大于8。
2021/6/2773742牛頓—柯特斯求積公式的誤差估計a.牛頓—柯特斯求積公式的截斷誤差2021/6/277475b.牛頓—柯特斯求積公式的代數(shù)精度如果被積函數(shù)f(x)為任意一個次數(shù)不高于n次的多項式時,數(shù)值求積公式一般形式的截斷誤差R(f)=0;而當它是(n+1)次多項式時,R(f)≠0,則說數(shù)值求積公式具有n次代
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