(完整版)《MATLAB語(yǔ)言及其應(yīng)用》教案

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1、MATLAB語(yǔ)言及其應(yīng)用任課教師：羅靖宇任課班級(jí)：09通信（1）（2）教材：MATLAB程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版）作者：劉衛(wèi)國(guó)主編出版社：高等教育出版社2.4.3邏輯運(yùn)算2.5 字符串2.6 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù)2.6.1 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)2.6.2 單元數(shù)據(jù)第3章MATLAB矩陣分析與處理3.1 特殊矩陣3.1.1 通用特殊矩陣3.1.2 用專(zhuān)門(mén)學(xué)科特殊矩陣3.2 矩陣結(jié)構(gòu)變換3.2.1 對(duì)角陣與三角陣3.2.2 矩陣轉(zhuǎn)置與旋轉(zhuǎn)3.3矩陣求逆與線性方程組求解3.3.1 矩陣逆與偽逆3.3.2 用矩陣求逆方法求解線性方程組3.4 矩陣求值3.4.1 方陣行列式值3.4.2 矩陣秩與跡3.4.3 向量和矩陣

2、范數(shù)3.4.4 矩陣條件數(shù)3.5 矩陣特征值與特征向量3.6 矩陣超越函數(shù)第4章MATLAB程序設(shè)計(jì)4.1M文件4.1.1 M文件分類(lèi)4.1.2 M文件建立與打開(kāi)4.2 程序控制結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)4.3 函數(shù)文件4.4 程序調(diào)試第5章MATLAB繪圖5.1二維圖形內(nèi)容：書(shū)籍簡(jiǎn)介：本書(shū)以MATLAB7.0版為藍(lán)本介紹MATLAB的功能與應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐相結(jié)合，貼近讀者需要。注重在講清有關(guān)數(shù)學(xué)方法和算法原理的前提下，介紹MATLAB的功能；注重和有關(guān)學(xué)科領(lǐng)域業(yè)吉合，突出應(yīng)用。書(shū)中有許多應(yīng)用實(shí)例，這些實(shí)例既是對(duì)MATLAB重點(diǎn)和難點(diǎn)的詮釋?zhuān)挚梢愿玫貛椭x者應(yīng)用MATLAB來(lái)解決

3、實(shí)際問(wèn)題，具有很強(qiáng)的代表性。全書(shū)分為基礎(chǔ)篇、應(yīng)用篇和實(shí)驗(yàn)篇?；A(chǔ)篇包括MATLAB系統(tǒng)環(huán)境、MATLAB數(shù)據(jù)及其運(yùn)算、MATLAB矩陣分析與處理、MATLAB程序設(shè)計(jì)、MATLAB圖、MATLAB數(shù)值計(jì)算、MATLAB符號(hào)計(jì)算。應(yīng)用篇包括MATLAB圖形用戶界面設(shè)計(jì)MATLABNotebook的使用、MATLABSimulink仿真軟件、MATLAB外部程序接口技術(shù)、MATLAB的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)篇和教學(xué)內(nèi)容相配合，包括15亍實(shí)驗(yàn)，以幫助讀者更好地上機(jī)操作。本書(shū)可作為高等學(xué)校理工科各專(zhuān)業(yè)大學(xué)生或研究生學(xué)習(xí)的教材，也可供廣大科技工作者參考。第1章MATLAB系統(tǒng)環(huán)境1.1 MATLAB概貌1.1.1

4、MATLAB發(fā)展1.1.2 MATLAB主要功能1.1.3 MATLAB功能演示1.2 MATLAB環(huán)境準(zhǔn)備1.2.1 MATLAB安裝1.2.2 MATLAB啟動(dòng)與退出1.3 MATLAB操作界面1.3.1 主窗口1.3.2 命令窗口1.3.3 工作空間窗口1.3.4 當(dāng)前目錄窗口和搜索路徑1.3.5 命令歷史記錄窗口1.3.6 Stalt菜單1.4 MATLAB幫助系統(tǒng)1.4.1 幫助命令1.4.2 幫助窗口1.4.3 演示系統(tǒng)第2章MATLAB數(shù)據(jù)及其運(yùn)算2.1 MATLAB數(shù)據(jù)特點(diǎn)2.2 變量及其操作2.2.1 變量與賦值2.2.2 變量管理2.2.3 數(shù)據(jù)輸出格式2.3 MATLAB

5、矩陣表示2.3.1 矩陣建立2.3.2 冒號(hào)表達(dá)式2.3.3 矩陣拆分2.4 MATLAB數(shù)據(jù)運(yùn)算2.4.1 算術(shù)運(yùn)算2.4.2 關(guān)系運(yùn)算35.2三維圖形5.3三維圖形的精細(xì)處理5.4隱函數(shù)繪圖5.5底層繪圖操作5.6光照與材質(zhì)5.7圖像顯示與動(dòng)畫(huà)第6章MATLAB數(shù)值計(jì)算6.1數(shù)據(jù)處理與多項(xiàng)式計(jì)算6.2數(shù)值微積分6.3離散傅里葉變換6.4線性方程組求解6.5非線性方程與最優(yōu)化問(wèn)題求解6.6常微分方程的數(shù)值求解6.7稀疏矩陣第7章MATLAB符號(hào)計(jì)算7.1符號(hào)計(jì)算基礎(chǔ)7.2符號(hào)函數(shù)及其應(yīng)用7.3符號(hào)積分7.4級(jí)數(shù)7.5符號(hào)方程求解應(yīng)用篇第8章MATLAB圖形用戶界面設(shè)計(jì)8.1 菜單設(shè)計(jì)8.2

6、對(duì)話框設(shè)計(jì)8.3 可視化圖形用戶界面設(shè)計(jì)第9章MATLABNotebook使用9.1 NOTEBook的安裝于啟動(dòng)9.2 單元的定義與執(zhí)行9.3 輸出格式控制第10章MATLABSimlllink仿真軟件10.1Simlllink操作基礎(chǔ)10.2系統(tǒng)仿真模型10.3系統(tǒng)的仿真10.4 使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真10.5 子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)10.6S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第11章MATLAB外部程序接口技術(shù)11.1 MATLAB的數(shù)據(jù)接口11.2 MATLAB編譯器11.3 MATLAB計(jì)算引擎11.4 MEX動(dòng)態(tài)鏈接函數(shù)接口第12章MATLAB應(yīng)用12.1 MATLAB在電路分析中的應(yīng)用12.2 M

7、ATLAB在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用12.3 MATLAB在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用12.4 MATLAB在力學(xué)及工程結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用12.5 MATLAB在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)篇實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)MATLAB運(yùn)算基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二MATLAB矩陣分析與處理實(shí)驗(yàn)三選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)五函數(shù)文件實(shí)驗(yàn)六高層繪圖操作實(shí)驗(yàn)七低層繪圖操作實(shí)驗(yàn)八數(shù)據(jù)處理與多項(xiàng)式計(jì)算實(shí)驗(yàn)九數(shù)值微積分與方程數(shù)值求解實(shí)驗(yàn)十符號(hào)計(jì)算基礎(chǔ)與符號(hào)微積分實(shí)驗(yàn)十級(jí)數(shù)與方程符號(hào)求解實(shí)驗(yàn)十二菜單與對(duì)話框設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)十三Simulink應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十四外部程序接口實(shí)驗(yàn)十五綜合實(shí)驗(yàn)第1章MATLAB系統(tǒng)環(huán)境本章重點(diǎn)：發(fā)展、功能、操作界面、幫助課時(shí)安排：2課

8、時(shí)內(nèi)容安排：1、概述：MATLAB發(fā)展、MATLAB主要功能（1）發(fā)展MATLAB名字由MATrix和LABoratory兩詞的前三個(gè)字母組合而成。那是20世紀(jì)七十年代后期的事：時(shí)任美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的CleveMoler教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動(dòng)機(jī)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫(kù)程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN編寫(xiě)的萌芽狀態(tài)的MATLAB。經(jīng)幾年的校際流傳，在Little的推動(dòng)下，由Little、Moler、SteveBangert合作，于1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市場(chǎng)。從這時(shí)起，MATLAB的內(nèi)核采用

9、C語(yǔ)言編寫(xiě)，而且除原有的數(shù)值計(jì)算能力外，還新增了數(shù)據(jù)圖視功能。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開(kāi)放性和運(yùn)行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國(guó)的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國(guó)的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB為平臺(tái)加以重建。在時(shí)間進(jìn)入20世紀(jì)九十年代的時(shí)候，MATLAB已經(jīng)成為國(guó)際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。到九十年代初期，在國(guó)際上30幾個(gè)數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中，MATLAB在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭，而Mathematica和Maple則分居符號(hào)計(jì)算軟件的前兩名。Mathcad因其提供計(jì)算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學(xué)生歡迎。MathW

10、orks公司于1993年推出MATLAB4.0版本，從此告別DOS版。4.x版在繼承和發(fā)展其原有的數(shù)值計(jì)算和圖形可視能力的同時(shí)，出現(xiàn)了以下幾個(gè)重要變化：（1）推出了SIMULINK。這是一個(gè)交互式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。它的出現(xiàn)使人們有可能考慮許多以前不得不做簡(jiǎn)化假設(shè)的非線性因素、隨機(jī)因素，從而大大提高了人們對(duì)非線性、隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知能力。（2）開(kāi)發(fā)了與外部進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了MATLAB進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開(kāi)發(fā)的道路。（3）推出了符號(hào)計(jì)算工具包。1993年MathWorks公司從加拿大滑鐵盧大學(xué)購(gòu)得Maple的使用權(quán)，以Maple為“引擎”開(kāi)發(fā)了Symbo

11、licMathToolbox1.0。MathWorks公司此舉加快結(jié)束了國(guó)際上數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算孰優(yōu)孰劣的長(zhǎng)期爭(zhēng)論，促成了兩種計(jì)算的互補(bǔ)發(fā)展新時(shí)代。（4）構(gòu)作了Notebook。MathWorks公司瞄準(zhǔn)應(yīng)用范圍最廣的Word，運(yùn)用DDE和OLE，實(shí)現(xiàn)了MATLAB與Word的無(wú)縫連接，從而為專(zhuān)業(yè)科技工作者創(chuàng)造了融科學(xué)計(jì)算、圖形可視、文字處理于一體的高水準(zhǔn)環(huán)境。1997年仲春，MATLAB5.0版問(wèn)世，緊接著是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版。與4.x相比，現(xiàn)今的MATLAB擁有更豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)、更友善的面向?qū)ο蟆⒏涌焖倬嫉膱D形可視、更廣博的數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)分析資源、更多的應(yīng)用

12、開(kāi)發(fā)工具。（關(guān)于MATLAB5.x的特點(diǎn)下節(jié)將作更詳細(xì)的介紹。）誠(chéng)然，到1999年底，Mathematica也已經(jīng)升到4.0版,它特別加強(qiáng)了以前欠缺的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力。Mathcad也趕在2000年到來(lái)之前推出了Mathcad2000，它購(gòu)買(mǎi)了Maple內(nèi)核和庫(kù)的部分使用權(quán)，打通了與MATLAB的接口，從而把其數(shù)學(xué)計(jì)算能力提高到專(zhuān)業(yè)層次。但是，就影響而言，至今仍然沒(méi)有一個(gè)別的計(jì)算軟件可與MATLAB匹敵。在歐美大學(xué)里，諸如應(yīng)用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、模擬與數(shù)字通信、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的教科書(shū)都把MATLAB作為內(nèi)容。這幾乎成了九十年代教科書(shū)與舊版書(shū)籍的區(qū)別性標(biāo)志

13、。在那里，MATLAB是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。在國(guó)際學(xué)術(shù)界，MATLAB已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軟件。在許多國(guó)際一流學(xué)術(shù)刊物上,（尤其是信息科學(xué)刊物），都可以看到MATLAB的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門(mén)，MATLAB被認(rèn)作進(jìn)行高效研究、開(kāi)發(fā)的首選軟件工具。如美國(guó)NationalInstruments公司信號(hào)測(cè)量、分析軟件LabVIEW,Cadence公司信號(hào)和通信分析設(shè)計(jì)軟件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB為主要支撐。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等都接受MATLAB的支持。(2

14、)主要功能：計(jì)算、圖形、程序、工具2、MATLAB環(huán)境：準(zhǔn)備、MATLAB安裝、MATLAB啟動(dòng)與退出虛擬光驅(qū)3種啟動(dòng)方式：菜單方式、到安裝路勁下雙擊MATLAB.exe運(yùn)行方式、桌面快捷方式、3種退出方式：菜單、關(guān)閉窗口、命令quit或exit3、MATLAB操作界面：主窗口、命令窗口、工作空間窗口、當(dāng)前目錄窗口和搜索路徑、命令歷史記錄窗口、Start菜單4、MATLAB幫助系統(tǒng)：幫助命令help、lookfor命令、幫助窗口、演示系統(tǒng)5、MATLAB功能演示例1-1繪制正弦曲線和余弦曲線。x=0:0.5:360*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x);例1-2求方程3x

15、4+7x3+9x2-23=0的全部根。p=3,7,9,0,-23;%建立多項(xiàng)式系數(shù)向量x=roots(p)%求根例1-3求積分人x噸+x)dxquad(x.*log(1+x),0,1)0例1-4求解線性方程組。2x-3x+x=4123TANG18MTANG18M_2、變量及其操作21變量命名：以字母開(kāi)頭(不是數(shù)字、漢字開(kāi)頭)后接字母、數(shù)字、下劃線的最多63個(gè)字符，區(qū)分大小寫(xiě)。22變量賦值操作(1)變量=表達(dá)式例如：a=123;b=ok(2) 表達(dá)式；%把表達(dá)式值賦值給預(yù)定義變量ans例如：123456例如：將總豊畀寫(xiě)成MATLAB表達(dá)式log(5)e0.3+ln(5+cos(3)亠將寫(xiě)成MAT

16、LAB表達(dá)式123tg(20)(3)預(yù)定義變量：ans,eps,pi,i,j,inf,Inf,NaN,nan,nargin,nargout,realmax,realmin,lasterr,lastwarn例如：2+6i，3+pi(4)變量管理:內(nèi)存變量的顯示與刪除，who,whos,clear.(5)工作空間瀏覽器(6)變量編輯器：(7)內(nèi)存變量文件：save文件名變量名表-append-asciiload文件名變量名表-ascii23數(shù)據(jù)輸出格式：采用十進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)常數(shù)，可用日常記數(shù)法和科學(xué)記數(shù)法，formatformatshortformatlongformatshorteformatl

17、ongeformatratformathexformatcompactformatloose3、MATLAB矩陣表示矩陣：nXm的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間向量：?jiǎn)涡谢騿瘟械木仃嚇?biāo)量：1X1的矩陣數(shù)組：矩陣是數(shù)組的特例，矩陣是二維數(shù)組，向量是一維數(shù)組?？站仃嚕罕硎緹o(wú)任何元素3.1 矩陣建立1. 直接輸入法矩陣元素應(yīng)用方括號(hào)()括住每行內(nèi)的元素間用逗號(hào)(.)或空格隔開(kāi)行與行之間用分號(hào)(;)或回車(chē)鍵隔開(kāi)；元素可以是數(shù)值或表達(dá)式。例如：a=2,3;5,6;8,9cB=4,2+3i;5i,6ixp=23;45復(fù)數(shù)矩陣2利用M文件建立矩陣(1)啟動(dòng)有關(guān)編輯程序或MATLAB文本編輯器，并輸入待建矩陣.(2) 把輸入的

18、內(nèi)容以純文本方式存盤(pán)(設(shè)文件名為mymatrix.m)。(3) load文件名，就會(huì)自動(dòng)建立一個(gè)名為MYMAT的矩陣，可供以后使用。3. 建立大矩陣大矩陣可由方括號(hào)中的小矩陣建立起來(lái)。例如A=123;456;789;C=A,eye(size(A);ones(size(A),A4. 冒號(hào)表達(dá)式：(1)使用冒號(hào)表達(dá)式生成向量冒號(hào)表達(dá)式的一般格式：e1:e2:e3其中el為初始值，e2為步長(zhǎng)，e3為終止值。冒號(hào)表達(dá)式可產(chǎn)生一個(gè)由el開(kāi)始到e3結(jié)束，以步長(zhǎng)e2自增的行向量。在冒號(hào)表達(dá)式中如果省略e2不寫(xiě)，則步長(zhǎng)為1。當(dāng)e2省略或e20,e1e3;e2v0,e1ve3都為空矩陣。(2)使用linspac

19、e和logspace函數(shù)生成向量linspace(a,b,n)%o生成線性等分向量logspace(a,b,n)%生成對(duì)數(shù)等分向量說(shuō)明：a、b、n三個(gè)參數(shù)分別表示開(kāi)始值、結(jié)束值和元素個(gè)數(shù)；linspace函數(shù)生成從a到b之間線性分布的n個(gè)元素的行向量,n如果省略則默認(rèn)值為100；linspace(a,b,n)與a:(b-a)/(n-1):b等價(jià)。logspace函數(shù)生成從10a到10b之間按對(duì)數(shù)等分的n個(gè)元素的行向量,n如果省略則默認(rèn)值為50。3.2矩陣的拆分：1. 矩陣元素訪問(wèn)MATLAB允許用戶對(duì)一個(gè)矩陣的單個(gè)元素進(jìn)行賦值和操作。而不影響其它元素的值。例如A=ones(4);A(3,2)=

20、200只改變?cè)撛氐闹?，而不影響其他元素的值。如果給出的行下標(biāo)或列下標(biāo)大于原來(lái)矩陣的行數(shù)和列數(shù)，則MATLAB將自動(dòng)擴(kuò)展原來(lái)的矩陣，并將擴(kuò)展后未賦值得矩陣元素置為0A(4,6)=10也可以采用矩陣元素的序號(hào)來(lái)引用矩陣元素。矩陣元素按列編號(hào)，先第一列，再第二列，依次類(lèi)推。A(6)顯然，下標(biāo)(subscrip)與序號(hào)(index)是一一對(duì)應(yīng)的。以mXn矩陣A為例，矩陣元素A(i,j)的序號(hào)為(j-1)*m+i。其相互轉(zhuǎn)換關(guān)系也可利用sub2ind和ind2sub函數(shù)求得sub2ind(size(A),2,3)c,d=ind2sub(size(A),6)2. 利用冒號(hào)獲得子矩陣 A(:,j)表示取A

21、矩陣的第j列全部元素；A(i,:)表示A矩陣第i行的全部元素；A(i,j)表示取A矩陣第i行、第j列的元素。 A(i:i+m,:)表示取A矩陣第ii+m行的全部元素；A(:,k:k+m)表示取A矩陣第kk+m列的全部元素,A(i:i+m,k:k+m)表示取A矩陣第ii+m行內(nèi)，并在第kk+m列中的所有元素。A=1,2,3,4,5;11,12,13,14,15;21,22,23,24,25;31,32,33,34,35;A(2:3,4:5)A(2:3,1:2:5)此外，還可利用一般向量和end運(yùn)算符等來(lái)表示矩陣下標(biāo)，從而獲得子矩陣。end表示某一維的末尾元素下標(biāo)。A=1,2,3,4,5;11,1

22、2,13,14,15;21,22,23,24,25;31,32,33,34,35;A(end,:)%取A最后一行元素A(1,4,3:end)%取A第1、4行中第3列到最后一列元素3. 利用空矩陣刪除矩陣元素在MATLAB中，定義為空矩陣。給變量X賦空矩陣的語(yǔ)句為X=。注意:X=與clearX不同，clear是將X從工作空間中刪除，而空矩陣則存在于工作空間，只是維數(shù)為0。將某些元素從矩陣中刪除，采用將其置為空矩陣的方法就是一種有效的方法。A=1,2,3,4,5;11,12,13,14,15;21,22,23,24,25;31,32,33,34,35;A（:,2,4）=%刪除A的第2列和第4列兀素

23、4矩陣合并矩陣的合并就是把兩個(gè)以上的矩陣連接起來(lái)得到一個(gè)新矩陣，“”符號(hào)可以作為矩陣合并操作符，命令格式如下：c=ab%將矩陣a和b水平方向合并為Cc=a;b%將矩陣a和b垂直方向合并為C5、MATLAB數(shù)據(jù)運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算：+,-,*,/,人點(diǎn)運(yùn)算：.*,./,.，MATLAB常用函數(shù)：sin,asin,cos,acos,tan,atan,sqrt,log,abs,rem,exp,mod,round,gcd,fix關(guān)系運(yùn)算（返回真1或假0）:,=,=,!=邏輯運(yùn)算（返回真1或假0）:&,|,位運(yùn)算：bitand,bitor,bitxor,bitshift關(guān)系與邏輯運(yùn)算函數(shù)：all,any,ex

24、it,find,isempty,issparse,xor6、字符串：倉(cāng)U建:s=please字符串函數(shù):setstr,mat2str,int2str,num2str,str2num,strcat,strcmp7、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和單兀數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：建立、引用、修改、結(jié)構(gòu)函數(shù)單元（cell）數(shù)據(jù)：建立、引用、函數(shù)第3章MATLAB矩陣分析與處理本章重點(diǎn)：特殊矩陣、矩陣變換、矩陣求值課時(shí)安排：4課時(shí)內(nèi)容安排：1特殊矩陣的建立1.1 通用特殊矩陣：zeros,ones,eye,rand,randn幾個(gè)產(chǎn)生特殊矩陣的函數(shù)：zeros產(chǎn)生全0矩陣(零矩陣)ones產(chǎn)生全1矩陣(么矩陣)eye產(chǎn)生單位矩陣ran

25、d產(chǎn)生01間均勻分布的隨機(jī)矩陣randn產(chǎn)生01間正態(tài)分布的隨機(jī)矩陣這幾個(gè)函數(shù)的調(diào)用格式相似，下面以產(chǎn)生零矩陣的zeros函數(shù)為例進(jìn)行說(shuō)明。其調(diào)用格式是：zeros(m)產(chǎn)生mXm零矩陣zeros(m,n)產(chǎn)生mXn零矩陣。zeros(size(A)產(chǎn)生與矩陣A同樣大小的零矩陣相關(guān)的函數(shù)有：size(A)返回包含2個(gè)元素的向量，分別是A的行數(shù)、列數(shù)length(A)給出行數(shù)和列數(shù)中的較大者，即length(A)=max(size(A)；ndims(A)給出A的維數(shù)。reshape(A,m,n)它在矩陣總元素保持不變的前提下，將矩陣A重新排成mXn的二維矩陣。例2.3分別建立3X3、3X2和與矩

26、陣A同樣大小的零矩陣。(1) 建立一個(gè)3X3零矩陣：zeros(3)(2) 建立一個(gè)3X2零矩陣：zeros(3,2)(3) 建立與矩陣A同樣大小零矩陣：zeros(size(A)(4)將矩陣xv重新排成2X5、5X2矩陣xv=23,34,65,67,54,38,78,76,32,56;ym=reshape(xv,2,5)newym=reshape(xv,5,2)1.2 專(zhuān)門(mén)學(xué)科特殊矩陣：magic，vander,hilb,toeplitz,compan,pascalmagic矩陣的每行、每列、及兩條對(duì)角線的元素之和都相等。用法：magic(n)vander矩陣的最后一列全為1,倒數(shù)第二列為一

27、個(gè)指定的向量，其他各列是其后列與倒數(shù)第二列的點(diǎn)乘。用法：vander(n)toeplitz矩陣除第一行和第一列外，其他每個(gè)元素都與其相鄰左上角的元素相同。用法：toeplitz(x,y)或者(x)，這里x和y都為向量，生成以x為第一列，y為第一行的toeplitz矩陣Hilb矩陣的每個(gè)元素是hj=用法：hilb(n)伴隨矩陣compan:設(shè)多項(xiàng)式p(x)二axn+axn-1+A+ax+a，則多項(xiàng)式的伴隨矩陣nn110a一n1an1an2an0an3an0AAa一1an0a一0an0為：A=010A00000A00000100000010Pascal矩陣就是楊輝三角形矩陣，第1行和第1列都為1，

28、其余元素為其相鄰的右面和上面元素之和。2、矩陣結(jié)構(gòu)變換：2.1矩陣轉(zhuǎn)置:B=A2.2 方陣行列式det(x):計(jì)算方陣行列式2.3 矩陣秩rank(x)：求矩陣的秩2.4 矩陣的逆矩陣inv(x)求矩陣的逆矩陣2.5 矩陣的特征值與特征向量v,d=eig(x)：求矩陣的特征向量v和特征值d2.6 產(chǎn)生對(duì)角陣diag(x)：產(chǎn)生矩陣x的對(duì)角陣2.7 矩陣的正交陣表示q,r=qr(x)2.8 產(chǎn)生上三角矩陣與下三角矩陣triu(x)和tril(x)：分別產(chǎn)生x的上、下三角矩陣，其余元素補(bǔ)03數(shù)組翻轉(zhuǎn)常用數(shù)組翻轉(zhuǎn)函數(shù)：flipud(x)、fliplr(x)、flipdim(x,dim)、rot90(

29、x,k)4、矩陣求逆與線性方程組求解：(1)矩陣逆inv(A):用于矩陣A的秩為滿秩的方陣Ao偽逆pinv(A):對(duì)于不為滿秩的矩陣A,不存在逆矩陣，但可以一個(gè)與A的轉(zhuǎn)置矩陣A同型的矩陣B,使得：A.B.A=A和B.A.B=B此時(shí)稱矩陣B為矩陣A的偽逆，也稱廣義逆矩陣：B=pinv(A)(2)用矩陣求逆方法求解線性方程組:5、跡:trace(A)矩陣對(duì)角線元素之和，也等于矩陣的特征值之和。6、矩陣范數(shù):norm用以度量矩陣或向量在某種意義下的長(zhǎng)度。設(shè)向量V=(v1,v2,A,vn)，則范數(shù):(1)1-范數(shù)：IIVII=IvI1ii=1norm(V,1)(2)2-范數(shù)：IIVII=：Yv225i

30、i=1norm(V,2)或norm(V)3)oo-范數(shù)：IIVII=maxIvI1innorm(V,inf)7、矩陣條件數(shù):cond(A)8、矩陣超越函數(shù)Sqrtm,logm,expm,funm第4章MATLAB程序設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：M文件、選擇程序設(shè)計(jì)、循環(huán)程序設(shè)計(jì)、M函數(shù)設(shè)計(jì)課時(shí)安排：4課時(shí)內(nèi)容安排：4.1 M文件1M文件分類(lèi)M程序文件（命令文件）：無(wú)輸入?yún)?shù)、無(wú)返回參數(shù)M函數(shù)文件：有輸入?yún)?shù)，有返回值2M文件建立與打開(kāi)（1）在matlab編輯器中（2）在其他編輯器：記事本3M文件的運(yùn)行4注解：%4.2 程序控制結(jié)構(gòu)1. 順序結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)輸入：A=input（提示信息，選項(xiàng)）（2）輸入輸出：

31、disp（輸出項(xiàng)）（3）程序暫停：pause（延遲秒數(shù)）（4）程序強(qiáng)行中止：Ctrl+C鍵例題：輸入系數(shù)，求并顯示一元二次方程ax2+bx+c=0的根2. 選擇程序設(shè)計(jì)（1）if語(yǔ)言if語(yǔ)句與end組成一個(gè)復(fù)合命令條件滿足則執(zhí)行語(yǔ)句，格式：if條件語(yǔ)句組end例如：if(fix(x)=x)disp(x);end(2)雙分支語(yǔ)句ifelseif條件語(yǔ)句組1else語(yǔ)句組2end例如：輸入x計(jì)算函數(shù)y值：cos(x+1)/(x-10),x豐10x、：x+lnx,x=10（3）多分支if語(yǔ)句格式：if條件1語(yǔ)句組1elseif條件2語(yǔ)句組2elseif條件m語(yǔ)句組melse語(yǔ)句組nend例如：從鍵盤(pán)

32、輸入，判斷輸入的是否為大寫(xiě)字母、小寫(xiě)字母、數(shù)字還是其他字符。（4）switch語(yǔ)句根據(jù)不同的取值，分別執(zhí)行不同的語(yǔ)句。格式：switch表達(dá)式case表達(dá)式1語(yǔ)句組1case表達(dá)式2語(yǔ)句組2case表達(dá)式m語(yǔ)句組motherwisecase表達(dá)式n語(yǔ)句組nend當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式1時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組1；當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式2時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組2；，當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式m時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組m；當(dāng)表達(dá)式的值不等于case所列的所有表達(dá)式時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組n。例如：輸入百分?jǐn)?shù)，根據(jù)成績(jī)判斷優(yōu)、良、中、及格、不及格等次（6）try語(yǔ)句用于判斷執(zhí)行語(yǔ)句是否存在邏輯錯(cuò)誤（非語(yǔ)法錯(cuò)誤，如除法的除數(shù)為零），格

33、式：try語(yǔ)句組1catch語(yǔ)句組2end先試探執(zhí)行語(yǔ)句1，若存在錯(cuò)誤，則執(zhí)行語(yǔ)句2；若不存在錯(cuò)誤則只執(zhí)行語(yǔ)句1而不執(zhí)行語(yǔ)句2.錯(cuò)誤信息賦給保留的lasterr變量3循環(huán)程序設(shè)計(jì)（1）for語(yǔ)句格式1：for循環(huán)變量=表達(dá)式1：步長(zhǎng)：表達(dá)式3循環(huán)體語(yǔ)句end兀2111例題：根據(jù)=1+A+，求兀的值，n分別取100,1000,10000.62232n2格式2：for循環(huán)變量=矩陣循環(huán)體語(yǔ)句end將矩陣的每列賦給循環(huán)變量。（3）while語(yǔ)句格式：while條件循環(huán)體end例題：（4）break和continue語(yǔ)句例題（5）循環(huán)嵌套例題4.3 M函數(shù)1M函數(shù)格式function輸出參數(shù)=函數(shù)名（

34、輸入?yún)?shù)1，輸入?yún)?shù)2，）注釋部分函數(shù)體語(yǔ)句例題2return語(yǔ)句3函數(shù)調(diào)用一般函數(shù)調(diào)用遞歸函數(shù)調(diào)用4、函數(shù)參數(shù)的可調(diào)性5、全局變量global變量名4.4 程序調(diào)試第5章MATLAB繪圖本章重點(diǎn)：掌握繪制二維和三維圖形的常用函數(shù)，掌握繪制圖形的輔助操作課時(shí)安排：4課時(shí)內(nèi)容安排：5.1 二維繪圖1.繪制單根二維曲線plot函數(shù)的基本調(diào)用格式為：plot（x,y）其中x和y為長(zhǎng)度相同的向量，分別用于存儲(chǔ)x坐標(biāo)和y坐標(biāo)數(shù)據(jù)。2繪制多根二維曲線plot函數(shù)的輸入?yún)?shù)是矩陣形式含多個(gè)輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)，調(diào)用格式為：plot（xl,yl,x2,y2,.,xn,yn）具有兩個(gè)縱坐標(biāo)標(biāo)度的圖形，調(diào)用格式

35、為：plotyy（x1,y1,x2,y2）圖形保持：holdon/off3設(shè)置曲線樣式要設(shè)置曲線樣式可以在plot函數(shù)中加繪圖選項(xiàng)，其調(diào)用格式為：plot（x1,y1，選項(xiàng)I,x2,y2，選項(xiàng)2,.,xn,yn，選項(xiàng)n）4圖形標(biāo)注與坐標(biāo)控制。有關(guān)圖形標(biāo)注函數(shù)的調(diào)用格式為：title（圖形名稱）xlabel（x軸說(shuō)明）ylabel（y軸說(shuō)明）text（x,y,圖形說(shuō)明）legend（圖例1,圖例2,.）axis函數(shù)坐標(biāo)標(biāo)注函數(shù)調(diào)用格式為：axis（xminxmaxyminymaxzminzmax）axis函數(shù)功能豐富，常用的格式還有：axisequal：縱、橫坐標(biāo)軸采用等長(zhǎng)刻度。axissqua

36、re:產(chǎn)生正方形坐標(biāo)系（缺省為矩形）。axisauto:使用缺省設(shè)置。axisoff：取消坐標(biāo)軸。axison：顯示坐標(biāo)軸。5.其它二維圖形polar函數(shù)用來(lái)繪制極坐標(biāo)圖，其調(diào)用格式為：polar（theta,rho，選項(xiàng)）二維統(tǒng)計(jì)分析圖形很多，常見(jiàn)的有條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖等，所采用的函數(shù)分別是bar（x,y,選項(xiàng)）stairs（x,y選項(xiàng)）stem（x,y選項(xiàng)）fill（x1,y1，選項(xiàng)1,x2,y2，選項(xiàng)2,.）5.2 三維繪圖1三維曲線調(diào)用格式為：plot3（x1,y1,z1,選項(xiàng)1,x2,y2,z2，選項(xiàng)2,.,xn,yn,zn，選項(xiàng)n）2三維曲面surf函數(shù)和mesh函數(shù)的調(diào)

37、用格式為：mesh（x,y,z,c）surf(x,y,z,c)3其它三維圖形x,y,z=sphere(n)%球體x,y,z=cylinder(R,n)%圓柱體bar3函數(shù)繪制三維條形圖stem3函數(shù)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖pie3函數(shù)繪制三維餅圖5.3 三維繪圖的精細(xì)處理1視點(diǎn)處理函數(shù)view,其調(diào)用格式為：view(az,el)2色彩處理向量元素在0,1范圍取值，3個(gè)元素分別表示紅、綠、藍(lán)3種顏色的相對(duì)亮度，稱為RGB三元組。色圖是mx3的數(shù)值矩陣，它的每一行是RGB三元組。三維表面圖形的著色,surf函數(shù)用缺省的著色方式對(duì)網(wǎng)格片著色。除此之外，還可以用shading命令來(lái)改變著色方式。3

38、圖形裁剪處理例5-25繪制三維曲面圖，并進(jìn)行插值著色處理，裁掉圖中x和y都小于0部分。程序如下：x,y=meshgrid(-5:0.1:5);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x42+y.A2)/4);surf(x,y,z);shadinginterp;pause%程序暫停i=find(x=0&y=0);z1=z;z1(i)=NaN;surf(x,y,z1);shadinginterp;為了展示裁剪效果，第一個(gè)曲面繪制完成后暫停，然后顯示裁剪后的曲面。5.4 隱函數(shù)繪圖ezplot函數(shù)繪制隱函數(shù)圖形5.5 低層繪圖5.6 圖像和動(dòng)畫(huà)第6章MATLAB數(shù)值計(jì)算本章重點(diǎn)：課時(shí)安排：4課時(shí)內(nèi)容安排：第7章MATLAB符號(hào)計(jì)算本章重點(diǎn)：課時(shí)安排：2課時(shí)內(nèi)容安排：第8章MATLAB圖形用戶界面本章重點(diǎn)：課時(shí)安排：2課時(shí)內(nèi)容安排：第10章Simulink本章重點(diǎn)：課時(shí)安排：6課時(shí)內(nèi)容安排：