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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系统环境5

1.2.1 启动与退出MATLAB系统环境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

实验指导12

思考练习13

第2章 MATLAB矩阵及其运算14

2.1 MATLAB数据类型14

2.2 变量和数据操作15

2.2.1 变量与赋值16

2.2.2 预定义变量16

2.2.3 内存变量的管理17

2.2.4 MATLAB常用数学函数18

2.2.5 数据的输出格式20

2.3 MATLAB矩阵22

2.3.1 矩阵的建立22

2.3.2 矩阵的拆分24

2.3.3 特殊矩阵27

2.4 MATLAB运算30

2.4.1 算术运算31

2.4.2 关系运算33

2.4.3 逻辑运算34

2.5 矩阵分析36

2.5.1 对角阵与三角阵36

2.5.2 矩阵的转置与旋转38

2.5.3 矩阵的逆与伪逆39

2.5.4 方阵的行列式40

2.5.5 矩阵的秩与迹41

2.5.6 向量和矩阵的范数41

2.5.7 矩阵的条件数43

2.5.8 矩阵的特征值与特征向量43

2.6 矩阵的超越函数45

2.7 字符串46

2.7.1 字符串的表示47

2.7.2 字符串的操作47

2.8 结构数据和单元数据49

2.8.1 结构数据49

2.8.2 单元数据50

2.9 稀疏矩阵51

2.9.1 矩阵存储方式51

2.9.2 稀疏存储方式的产生52

2.9.3 稀疏矩阵应用举例55

实验指导57

思考练习58

第3章 MATLAB程序流程控制60

3.1 M文件60

3.1.1 M文件的分类60

3.1.2 M文件的建立与打开61

3.2 程序控制结构62

3.2.1 顺序结构63

3.2.2 选择结构64

3.2.3 循环结构69

3.3 函数文件73

3.3.1 函数文件的基本结构74

3.3.2 函数调用75

3.3.3 函数参数的可调性76

3.3.4 全局变量与局部变量77

3.4 特殊形式的函数77

3.5 程序调试与优化79

3.5.1 程序调试方法79

3.5.2 程序性能分析与优化80

3.6 程序举例82

实验指导86

思考练习87

第4章 MATLAB绘图89

4.1 二维数据曲线图89

4.1.1 绘制单根二维曲线89

4.1.2 绘制多根二维曲线91

4.1.3 设置曲线样式94

4.1.4 图形标注与坐标控制96

4.1.5 图形窗口的分割98

4.2 其他二维图形99

4.2.1 对函数自适应采样的绘图函数100

4.2.2 其他坐标系下的二维数据曲线图101

4.2.3 二维统计分析图102

4.3 三维图形104

4.3.1 三维曲线104

4.3.2 三维曲面105

4.3.3 其他三维图形109

4.4 隐函数绘图111

4.4.1 隐函数二维绘图111

4.4.2 隐函数三维绘图112

4.5 图形修饰处理113

4.5.1 视点处理113

4.5.2 色彩处理115

4.5.3 图形的裁剪处理117

4.6 图像处理与动画制作118

4.6.1 图像处理118

4.6.2 动画制作119

4.7 交互式绘图工具121

4.7.1 “绘图”选项卡121

4.7.2 绘图工具121

实验指导123

思考练习123

第5章 MATLAB数据分析与多项式计算125

5.1 数据统计处理125

5.1.1 最大值和最小值125

5.1.2 求和与求积128

5.1.3 平均值和中值128

5.1.4 累加和与累乘积129

5.1.5 标准差与相关系数130

5.1.6 排序133

5.2 数据插值133

5.2.1 一维数据插值134

5.2.2 二维数据插值135

5.3 曲线拟合137

5.3.1 曲线拟合原理137

5.3.2 曲线拟合的实现138

5.4 多项式计算139

5.4.1 多项式的四则运算139

5.4.2 多项式的导函数140

5.4.3 多项式的求值141

5.4.4 多项式求根142

实验指导143

思考练习144

第6章 MATLAB解方程与最优化问题求解146

6.1 线性方程组求解146

6.1.1 直接解法147

6.1.2 迭代解法152

6.2 非线性方程数值求解155

6.2.1 单变量非线性方程求解155

6.2.2 非线性方程组的求解156

6.3 常微分方程初值问题的数值解法157

6.3.1 龙格-库塔法简介157

6.3.2 龙格-库塔法的实现158

6.4 最优化问题求解161

6.4.1 无约束最优化问题求解161

6.4.2 有约束最优化问题求解162

6.4.3 线性规划问题求解163

实验指导164

思考练习165

第7章 MATLAB数值积分与数值微分167

7.1 数值积分167

7.1.1 数值积分基本原理167

7.1.2 数值积分的实现方法169

7.1.3 多重定积分的数值求解171

7.2 数值微分172

7.2.1 数值差分与差商172

7.2.2 数值微分的实现173

7.3 离散傅里叶变换174

7.3.1 离散傅里叶变换算法简介175

7.3.2 离散傅里叶变换的实现175

实验指导177

思考练习178

第8章 MATLAB符号运算179

8.1 符号对象179

8.1.1 建立符号对象179

8.1.2 符号表达式运算181

8.1.3 符号表达式中变量的确定184

8.1.4 符号矩阵的运算185

8.2 符号微积分186

8.2.1 符号极限186

8.2.2 符号导数187

8.2.3 符号积分188

8.3 级数189

8.3.1 级数符号求和189

8.3.2 函数的泰勒级数189

8.4 符号方程求解190

8.4.1 符号代数方程求解190

8.4.2 符号常微分方程求解191

实验指导192

思考练习193

第9章 MATLAB图形句柄195

9.1 图形对象及其句柄195

9.1.1 图形对象195

9.1.2 图形对象句柄196

9.1.3 图形对象属性197

9.2 图形窗口与坐标轴199

9.2.1 图形窗口对象200

9.2.2 坐标轴对象201

9.3 低层绘图操作204

9.3.1 曲线对象204

9.3.2 曲面对象205

9.3.3 文本对象207

9.3.4 其他核心对象208

实验指导211

思考练习212

第10章 MATLAB图形用户界面设计213

10.1 用户界面对象213

10.2 菜单设计214

10.2.1 建立用户菜单214

10.2.2 菜单对象常用属性215

10.2.3 快捷菜单217

10.3 对话框设计218

10.3.1 对话框的控件218

10.3.2 控件的操作219

10.3.3 对话框设计示例225

10.4 可视化图形用户界面设计228

10.4.1 图形用户界面设计窗口228

10.4.2 可视化图形用户界面设计工具229

10.4.3 可视化图形用户界面设计示例233

实验指导237

思考练习237

第11章 Simulink动态仿真集成环境239

11.1 Simulink操作基础239

11.1.1 Simulink的启动与退出239

11.1.2 Simulink仿真初步241

11.2 系统仿真模型的建立244

11.2.1 Simulink的基本模块244

11.2.2 模块操作245

11.2.3 模块的连接246

11.2.4 模块的参数和属性设置246

11.3 系统的仿真与分析248

11.3.1 设置仿真参数248

11.3.2 运行仿真与仿真结果分析251

11.3.3 系统仿真实例254

11.4 子系统及其封装技术258

11.4.1 子系统的创建258

11.4.2 子系统的条件执行259

11.4.3 子系统的封装263

11.5 S函数的设计与应用266

11.5.1 用MATLAB语言编写S函数266

11.5.2 S数的应用268

实验指导272

思考练习273

第12章 MATLAB外部接口技术275

12.1 MATLAB与Microsoft Office的混合使用275

12.1.1 在Word中使用MATLAB275

12.1.2 在Excel中使用MATLAB278

12.2 MATLAB数据接口281

12.2.1 文件操作281

12.2.2 MAT文件及其应用286

12.3 MATLAB与其他语言的接口294

12.3.1 C语言MEX文件的创建294

12.3.2 MATLAB引擎技术297

实验指导299

思考练习300

附录1 MATLAB常用命令与函数分类索引表302

附录2 MATLAB常用的LaTeX字符317

主要参考文献318