MATLAB實用教程

第1章 MATLAB簡介
1.1 MATLAB的主要特點
1.2 MATLAB桌面簡介
1.2.1 啟動按鈕
1.2.2 命令窗口
1.2.3 命令歷史窗口
1.2.4 工作空間窗口
1.2.5 當前目錄瀏覽器
1.3 MATLAB的幫助系統(tǒng)
1.3.1 幫助瀏覽器
1.3.2 help函數(shù)和doc函數(shù)
1.4 本章小結(jié)
習題與思考
第2章 數(shù)據(jù)類型
2.1 常數(shù)和變量
2.1.1 常數(shù)
2.1.2 變量
2.1.3 變量的數(shù)據(jù)類型
2.2 非double型數(shù)據(jù)類型
2.2.1 整型數(shù)據(jù)類型
2.2.2 單精度浮點型數(shù)據(jù)類型
2.3 數(shù)組和矩陣
2.3.1 數(shù)組
2.3.2 矩陣
2.4 字符串
2.4.1 創(chuàng)建字符串
2.4.2 創(chuàng)建二維字符串
2.4.3 類型轉(zhuǎn)換
2.4.4 比較字符串
2.4.5 聚合字符串
2.4.6 字符分類
2.4.7 搜索和替換
2.5 多維數(shù)組
2.5.1 用索引生成多維數(shù)組
2.5.2 用MATLAB函數(shù)生成多維數(shù)組
2.5.3 用cat函數(shù)生成多維數(shù)組
2.6 結(jié)構(gòu)
2.6.1 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)數(shù)組
2.6.2 在結(jié)構(gòu)數(shù)組中獲取數(shù)據(jù)
2.6.3 結(jié)構(gòu)數(shù)組的大小
2.6.4 操作字段
2.6.5 結(jié)構(gòu)嵌套
2.7 單元數(shù)組
2.7.1 創(chuàng)建單元數(shù)組
2.7.2 從單元數(shù)組中獲取數(shù)據(jù)
2.7.3 刪除單元和重塑單元數(shù)組
2.7.4 采用函數(shù)和運算符
2.7.5 在單元數(shù)組中組織數(shù)據(jù)
2.7.6 單元數(shù)組嵌套
2.7.7 在單元和數(shù)值數(shù)組之間轉(zhuǎn)換
2.7.8 字符串單元數(shù)組
2.7.9 結(jié)構(gòu)單元數(shù)組
2.7.10 多維單元數(shù)組
2.8 函數(shù)句柄
2.9 本章小結(jié)
習題與思考
第3章 M文件設(shè)計
3.1 變量
3.1.1 變量的作用范圍
3.1.2 變量的存活期
3.2 表達式
3.2.1 數(shù)值表示
3.2.2 運算符
3.2.3 處理字符串表達式
3.3 流程控制
3.3.1 條件控制
3.3.2 循環(huán)控制
3.3.3 錯誤控制
3.3.4 程序終止控制
3.4 函數(shù)
3.4.1 主函數(shù)
3.4.2 子函數(shù)
3.4.3 匿名函數(shù)
3.4.4 嵌套函數(shù)
3.4.5 私有函數(shù)
3.4.6 重載函數(shù)
3.5 M文件
3.5.1 腳本式M文件和函數(shù)式M文件
3.5.2 M文件的基本結(jié)構(gòu)
3.5.3 創(chuàng)建幫助
3.5.4 函數(shù)的參數(shù)
3.5.5 函數(shù)句柄
3.6 程序調(diào)試和錯誤處理
3.6.1 用try-catch語句檢查錯誤
3.6.2 錯誤和警告信息
3.6.3 用“Debug”菜單進行調(diào)試
3.7 編程技巧
3.7.1 矢量化
3.7.2 預(yù)分配內(nèi)存空間
3.8 本章小結(jié)
習題與思考
第4章 高等數(shù)學(xué)計算
4.1 函數(shù)和極限
4.1.1 函數(shù)
4.1.2 極限
4.2 導(dǎo)數(shù)和微分
4.3 極限和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用
4.3.1 漸近線
4.3.2 極值
4.3.3 拐點
4.4 不定積分和定積分
4.4.1 不定積分
4.4.2 定積分
4.5 多元函數(shù)的極限和求導(dǎo)
4.5.1 求多元函數(shù)的極限
4.5.2 求多元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
4.6 級數(shù)
4.6.1 級數(shù)求和
4.6.2 泰勒級數(shù)展開
4.7 微分方程
4.8 本章小結(jié)
習題與思考
第5章 線性代數(shù)
5.1 矩陣分析
5.1.1 矩陣行列式
5.1.2 矩陣的四則運算
5.1.3 矩陣的冪和平方根
5.1.4 矩陣的指數(shù)和對數(shù)
5.1.5 矩陣的翻轉(zhuǎn)
5.1.6 矩陣的逆運算
5.1.7 矩陣的跡
5.1.8 矩陣的范數(shù)
5.1.9 矩陣的條件數(shù)
5.1.10 矩陣的重塑
5.1.11 矩陣的邏輯運算
5.1.12 矩陣的初等變換
5.1.13 矩陣的秩
5.2 矩陣的分解
5.2.1 矩陣的LU分解
5.2.2 矩陣的QR分解
5.2.3 矩陣的QZ分解
5.2.4 矩陣的喬累斯基分解
5.2.5 矩陣的奇異值分解
5.2.6 矩陣的特征值分解
5.2.7 矩陣的Schur分解
5.3 線性方程組的求解
5.3.1 方形系統(tǒng)
5.3.2 超定系統(tǒng)
5.3.3 不定系統(tǒng)
5.4 矩陣的特征值和特征矢量
5.5 符號矩陣
5.5.1 符號矩陣的四則運算
5.5.2 符號矩陣的其他運算
5.5.3 符號代數(shù)線性方程(組)的求解
5.6 稀疏矩陣
5.6.1 創(chuàng)建稀疏矩陣
5.6.2 稀疏矩陣運算
5.7 本章小結(jié)
習題與思考
第6章 計算方法
6.1 一元非線性方程求解
6.1.1 fzero函數(shù)
6.1.2 roots函數(shù)
6.2 線性方程組的數(shù)值解法
6.2.1 基于矩陣變換的直接解法
6.2.2 Jocabi迭代法
6.2.3 Gauss-Seidel迭代法
6.2.4 SOR(超松弛)迭代法
6.3 非線性方程組的數(shù)值解法
6.3.1 不動點迭代法
6.3.2 Newton迭代法
6.3.3 擬Newton法
6.4 插值
6.4.1一維插值
6.4.2 維插值
6.4.3多維插值
6.4.4 Lagrange插值
6.4.5 Newton插值
6.5 曲線擬合
6.5.1 最小二乘法
6.5.2 多項式曲線擬合
6.5.3 相關(guān)工具
6.6 數(shù)值微分
6.6.1 數(shù)值微分運算
6.6.2 數(shù)值梯度運算
6.6.3 中心差分
6.7 數(shù)值積分
6.7.1 梯形求積
6.7.2 Simpson求積
6.7.3 Lobatto求積
6.7.4 Gauss求積
6.7.5 Romberg求積
6.7.6 重積分
6.7.7 三重積分
6.8 常微分方程的數(shù)值解
6.8.1 顯式和線性隱式初值常微分方程問題求解
6.8.2 完全隱式初值常微分方程問題求解
6.8.3 邊界值常微分方程問題求解
6.8.4 改進的Euler法
6.8.5 線性多步法
6.9 本章小結(jié)
習題與思考
第7章 概率論與數(shù)理統(tǒng)計
7.1 概率論
7.1.1 分布律和概率密度函數(shù)
7.1.2 分布函數(shù)
7.1.3 隨機變量的數(shù)字特征
7.2 樣本描述
7.2.1 集中趨勢
7.2.2 離中趨勢
7.3 參數(shù)估計
7.3.1 點估計
7.3.2 區(qū)間估計
7.3.3 常見分布的參數(shù)估計
7.4 假設(shè)檢驗
7.4.1 單個正態(tài)總體均值的假設(shè)檢驗
7.4.2 兩個正態(tài)總體均值差的檢驗
7.4.3 基于成對數(shù)據(jù)的檢驗
7.4.4 分布擬合檢驗
7.5 方差分析
7.5.1 單因子方差分析
7.5.2 雙因子方差分析
7.6 本章小結(jié)
習題與思考
第8章 最優(yōu)化方法
8.1 一維搜索問題
8.1.1 基本數(shù)學(xué)原理
8.1.2 有關(guān)函數(shù)介紹
8.1.3 應(yīng)用實例
8.2 線性規(guī)劃
8.2.1 基本數(shù)學(xué)原理
8.2.2 有關(guān)函數(shù)介紹
8.2.3 應(yīng)用實例
8.3 無約束非線性最優(yōu)化問題
8.3.1 基本數(shù)學(xué)原理
8.3.2 有關(guān)函數(shù)介紹
8.3.3 應(yīng)用實例
8.4 有約束非線性最優(yōu)化問題
8.4.1 基本數(shù)學(xué)原理
8.4.2 相關(guān)函數(shù)介紹
8.4.3 應(yīng)用實例
8.5 本章小結(jié)
習題與思考
第9章 偏微分方程數(shù)值解
9.1 一維偏微分方程的求解
9.1.1 一維偏微分方程的一般形式
9.1.2 一維偏微分方程求解器
9.1.3 求解一維偏微分方程
9.2 二維偏微分方程的求解
9.2.1 有限元法
9.2.2 橢圓型問題
9.2.3 拋物型問題
9.2.4 雙曲型問題
9.2.5 特征值問題
9.2.6 非線性問題
9.3 用GUI求解偏微分方程
9.3.1 求解偏微分方程的GUI簡介
9.3.2 前處理
9.3.3 PDE計算
9.3.4 后處理
9.4 本章小結(jié)
習題與思考
第10章 繪制圖形
10.1 繪制二維圖形
10.1.1 線形圖、條形圖和面積圖
10.1.2 餅圖
10.1.3 誤差條圖
10.1.4 散點圖
10.1.5 直方圖
10.1.6 對數(shù)坐標圖和半對數(shù)坐標圖
10.1.7 多軸圖
10.1.8 極坐標圖
10.1.9 帕累托圖
10.1.10 火柴桿圖
10.1.11 階梯圖
10.1.12 玫瑰花圖
10.1.13 函數(shù)的圖形
10.1.14 動畫
10.2 繪制三維圖形
10.2.1 用給定數(shù)據(jù)繪三維線形圖
10.2.2 用給定數(shù)據(jù)繪三維表面圖
10.2.3 表面圖繪制的數(shù)據(jù)格式問題
10.2.4 函數(shù)的曲線和曲面
10.2.5 二次曲面
10.2.6 樣條曲線和曲面
10.2.7 多邊形對象模型
10.2.8 消隱控制
10.2.9 三維圖形的場景效果設(shè)置
10.3 交互繪圖
10.3.1 添加子圖坐標系
10.3.2 指定變量繪圖
10.3.3 給圖形添加標注
10.4 本章小結(jié)
習題與思考
第11章 圖形編輯
11.1 使用圖形編輯模式
11.1.1 啟用和退出繪圖編輯模式
11.1.2 對象的選擇
11.1.3 對象的剪切、復(fù)制和粘帖
11.1.4 對象的平移和縮放
11.1.5 設(shè)置對象的屬性
11.2 數(shù)據(jù)探察工具
11.2.1 數(shù)據(jù)光標
11.2.2 縮放圖形
11.2.3 平移圖形
11.2.4 三維視圖的交互旋轉(zhuǎn)
11.3 標注圖形
11.3.1 如何標注圖形
11.3.2 對齊工具
11.3.3 添加標題
11.3.4 添加坐標系標簽
11.3.5 添加文本標注
11.4 本章小結(jié)
習題與思考
第12章 科學(xué)計算可視化
12.1 等值線圖
12.1.1 二維等值線圖
12.1.2 三維等值線圖
12.2 矢量圖
12.2.1 二維矢量圖
12.2.2 三維矢量圖
12.3 剖面圖
12.3.1 slice函數(shù)
12.3.2 剖面等值線圖
12.3.3 剖面流線圖
12.4 表現(xiàn)矢量特征
12.4.1 流線圖
12.4.2 流錐圖
12.4.3 流沙圖
12.4.4 流帶圖
12.4.5 流管圖
12.4.6 卷曲圖
12.5 等值面
12.5.1 創(chuàng)建等值面
12.5.2 計算頂點法向
12.5.3 計算等值面的顏色
12.5.4 三維數(shù)據(jù)的平滑
12.6 等帽蓋
12.7 本章小結(jié)
習題與思考
第13章 計算幾何
13.1 點與多邊形的包含關(guān)系
13.2 矩形的集合運算
13.3 凸包
13.3.1 二維點集的凸包
13.3.2 N維點集的凸包
13.4 Delaunay剖分
13.4.1 二維Delaunay剖分
13.4.2 三維Delaunay剖分
13.4.3 N維Delaunay剖分
13.5 Voronoi圖
13.5.1 二維Voronoi圖
13.5.2 N維Voronoi圖
13.6 最近鄰搜索
13.6.1 最近點搜索
13.6.2 最近單形體搜索
13.7 綜合實例
13.7.1 散點數(shù)據(jù)的三角化和插值
13.7.2 高維散點集的剖分和插值
13.8 本章小結(jié)
習題與思考
第14章 圖形用戶界面(GUI)設(shè)計
14.1 圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境(GUIDE)
14.1.1 啟動GUIDE
14.1.2 輸出編輯器
14.1.3 GUIDE模板
14.1.4 菜單編輯器
14.1.5 對象屬性查看器
14.1.6 位置調(diào)整工具
14.1.7 對象瀏覽器
14.1.8 Tab順序編輯器
14.1.9 運行GUI
14.1.10 GUI FIG文件和M文件
14.2 菜單
14.2.1 創(chuàng)建菜單
14.2.2 菜單屬性
14.3 控件
14.3.1 控件對象類型
14.3.2 創(chuàng)建控件
14.3.3 控件屬性
14.3.4 設(shè)置控件屬性
14.3.5 工具欄
14.4 對話框
14.4.1 公共對話框
14.4.2 一般對話框
14.5 GUI設(shè)計實例
14.5.1 設(shè)計GUI
14.5.2 完成GUI
14.5.3 設(shè)置GUI控件的屬性
14.5.4 GUI編程
14.5.5 保存和運行GUI
14.6 本章小結(jié)
習題與思考
第15章 文件操作
15.1 文件的打開、保存和關(guān)閉
15.1.1 打開文件
15.1.2 保存數(shù)據(jù)到文件
15.1.3 關(guān)閉文件
15.2 讀寫文本文件
15.2.1 使用load函數(shù)
15.2.2 讀寫值用逗號間隔的文本文件
15.2.3 讀寫文本文件時指定間隔方式
15.3 讀寫二進制數(shù)據(jù)文件
15.3.1 以二進制讀取數(shù)據(jù)
15.3.2 將二進制數(shù)據(jù)寫入文件
15.4 使用ImportWizard工具
15.5 本章小結(jié)
習題與思考
第16章 編譯和接口
16.1 MATLAB編譯器
16.1.1 MATLAB編譯器簡介
16.1.2 編譯獨立應(yīng)用程序
16.2 MATLAB與visual Basic接口
16.2.1 COM生成器簡介
16.2.2 用COM生成器創(chuàng)建COM組件
16.2.3 在Visual Basic工程中使用COM生成器組件
16.3 本章小結(jié)
習題與思考
參考文獻