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MATLAB揭秘.pdf

MATLAB揭秘

xiu_zhijun
2011-04-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《MATLAB揭秘pdf》,可适用于高等教育领域

MATLAB®揭秘DavidMcMahon著郑碧波译NewYorkChicagoSanFranciscoLisbonLondonMadridMexicoCityMilanNewDelhiSanJuanSeoulSingaporeSydneyTorontoI译言经过将近个半月的时间(公元至)终于把本书翻译完成。很高兴。^^翻译本书纯粹是兴趣完全没有任何的经济目的!请相信我到目前为止我没有因为翻译本书或发布本书而收到一分钱!到目前为止我翻译过两本MATLAB方面的书第一本为SJChapman的《MATLAB编程》(第二版)第二本为DavidMcMahon的《MATLAB揭秘》。翻译书籍是一件非常枯燥无聊的事情需要极大的耐心特别是像我这样完全没有任何的经济利益的翻译(不信可以试试如果试了请一定要坚持到底否则就是夭折!)它的确考验了我的积极性和耐心!现在看来我还是经得起考验的。^^在翻译本书的过程中曾经想过继续翻译更多的MATLAB方面的书籍后来还是回到现实我不是一个不用吃饭就能干活的人我每天得为生活而奔波。在我发布这本书翻译版本之后我得重新找工作(年月现在工作难找呀)目前我已经选好方向:单片机方面具有软硬件相结合的领域。如果你学习MATLAB仅是为了了解一下我建议你阅读我翻译的《MATLAB编程》一书(网上搜索“SJChapman《MATLAB编程》中文版修正版”就是了)如果你学习MATLAB是想进行科学计算那我建议你阅读我翻译的《MATLAB揭秘》一书(本书)本书介绍了统计、绘图、求微积分、解微分方程、解ODE、变换、曲线拟合、特殊函数……很多的高数方面的应用还附有习题和答案。我是一个MATLAB初学者我知道并不比你多所以请最好不要向我问有关MATLAB如何使用的问题我极有可能不懂也不一定会回复你的信(请原谅)。但如果你发现本书有翻译错误及其它一些问题或建议则请写信给我你的一封信、几句话很有可能使很多MATLAB初学者受益匪浅谢谢!如果本书对你有所帮助那是我最大的心愿!郑碧波(bibofuncom)于广东省普宁市IIMcGrawHill的介绍MATLABDemystifiedByMcMahon,David需要学习MATLAB?问题即刻解决!在这本实用的指导书帮助下你立即就可使用MATLAB了。《MATLAB揭秘》为学习这种功能强大的数学计算工具提供了高效的、启发性的方法。本书使用简单易行的风格一开始介绍了MATLAB基础你将学习到如何绘制图象求解代数方程及计算积分也将学习到如何求解微分方程求ODE的数值解使用特殊函数工作。本书含有几百个例子及其详细解说过程章末带有习题书末还带最终测试题目一句话本书给予你的是MATLAB精华。本自学指导书提供了:z上手MATLAB的最快方法z几百个带有解答过程的工作实例z覆盖了MATLABz每章章末配有习题提高学习质量查漏补缺。z书末附有最终测试题z为学习和工作节省时间提高效率《MATLAB揭秘》对初学者很容易对高手有挑战性是通往计算精度的捷径。作者传记DavidMcMahon是Microsoft认证的VisualBasic开发人员他使用VisualBasic和VisualC为WindowsNT和编写面向对象的软件和硬件驱动程序他同时也是一个VisualBasic和MicrosoftAccess的微软认证讲师。III关于作者DavidMcMahon博士是Sandia国家实验室的一位物理学家和研究者是《线性代数揭秘》、《量子力学揭秘》、《相对论揭秘》、《信号与系统揭秘》、《静力学与动力学揭秘》等书的作者。IV目录译言IMcGrawHill的介绍II关于作者III目录IV前言VII致谢VIII第一章MATLAB环境用户界面概述命令窗口与算法基础赋值运算符基本数学定义式复数修正输入文件基础结束MATLAB习题第二章向量与矩阵向量从已存变量创建大向量创建等差元素向量特征化向量(CharacterizingaVector)向量的点乘和叉乘(数量积和向量积)引用向量元素矩阵基本操作矩阵相乘更多基本操作特殊类型矩阵引用矩阵元素行列式与线性系统求解求矩阵的秩求逆矩阵与伪逆矩阵简化梯形矩阵矩阵分解习题第三章绘图与图形D绘图基础更多D绘图选项坐标轴命令在同一图象中显示多个函数添加图例设置颜色设置坐标比例子图图象重叠和linspace命令极坐标和对数图象离散数据绘图等高线图三维图象习题第四章统计和MATLAB编程介绍创建柱状图基本统计编写MATLAB函数使用for循环编程计算标准偏差和中位数更多编程要点习题第五章代数方程求解和其它符号工具解基本代数方程二次方程求解符号方程绘图高次方程求解方程组方程展开与合并使用指数和对数函数求解方程函数的级数表示习题第六章基本符号演算和微分方程极限计算导数计算dsolve命令常微分方程(ODE)求解方程组和相平面图习题第七章ODE的数值解使用ODE和ODE求解一阶方程二阶方程求解习题第八章积分INT命令定积分多重积分数值积分正交积分习题第九章变换拉普拉斯变换拉普拉斯逆变换微分方程求解傅立叶变换的计算傅立叶逆变换快速傅立叶变换习题第十章曲线拟合线性函数拟合指数函数的拟合习题第十一章使用特殊函数工作Γ(伽马)函数MATLAB中的伽马函数与伽马函数相关的数贝塞耳函数贝塔函数特殊积分勒让德函数亚里函数习题附录A最终测试附录B习题及测试答案第一章:MATLAB环境第二章:向量与矩阵第三章:绘图与图形第四章:统计和MATLAB编程介绍第五章:代数方程求解和其它符号工具第六章:基本符号演算和微分方程第七章:ODE的数值解第八章:积分第九章:变换第十章:曲线拟合第十一章:使用特殊函数工作最终测试VII前言MATLAB是科学与工程上其中一个非常广泛使用的计算工具不管你的背景是什么物理、化学、数学还是工程学它都能适宜你。学习一款数学计算工具有三个好处:第一如果你是手工完成计算的那么它就像一个后台检查工具。假如你是学生有一个工具可以检查你的答案总是好的。我并不是说你要过份依赖某种计算工具好像它就是神谕一样。如果你的教授要求你手工完成工作之后你就可以使用MATLAB或其它计算工具来检验你的工作是否正确。第二个原因是用像MATLAB这样一个工具来绘图和进行数学运算是非常有价值你不用花费很多时间来手工绘图MATLAB就可以帮你产生你的需要的非常漂亮的图形。第三个原因是在某种程度上你的职业要求你使用数学计算工具。如果你是一个做理论研究的教授有时候你所做的工程用分析解法行不通如果你在工业或实验室工作可能会碰到有些工作无法用手工完成而要求或数学解法。MATLAB在大学、实验室或公司中广泛应用。懂得MATLAB将使你的简历加上重要的一项。一句话本书是直接针对于MATLAB初学者目的也不是教专家使用MATLAB去解决复杂问题相反本书是介绍给MATLAB新人使他们进入数学计算世界。这里要介绍的是使用MATLAB去解决某些基本问题绘函数的图形、解代数方程、计算积分和解微分方程所以要本书的例子较简单针对新手。如果你以前从没接触过MATLAB或者是在使用MATLAB有很多疑问那么本书将帮助你学得一些基本技巧使用它们你将能够掌握MATLAB。本书仅是掌握MATLAB的垫脚石。VIII致谢感谢RayjanWilson对本书给了全面细心的审阅他深刻见解的评论和详细审阅对本书的成功出版至关重要。第一章MATLAB环境我们从着眼于MATLAB的用户界面开始我们的MATLAB之旅。在我们干劲十足地解决数学问题之前会先学习如何输入命令创建文件及其它平常的必须知道的任务。本章所讨论到的内容会在整本书中用到也会贯穿你以后使用MATLAB的过程。在本书中会涉及到开始使用MATLAB的一些基础知识我们的目的是在每一章告诉你一些基本知识你可以使用这些知识解决一些重要问题。读完本书后你还不会成为MATLAB专家但能够自由地使用MATLAB并且完成不少常见任务在学习上取得进步或在工作上为进一步学习打下基础。无论如何我们都得来看看MATLAB启动后的主界面。用户界面概述本书我们假定你使用Windows虽然对本书的大部分内容并没有什么影响。请注意我们使用的是MATLAB版本。MATLAB的启动与其它Windows程序一样点击开始-程序找到MATLAB文件夹点击它就会看几项取决于你的安装但至少有如下几项zMATLAB(版本号)zMfileeditorzUninstaller选择MATLAB()启动程序屏幕上显示的MATLAB默认上面如图所示可以看到屏幕被划分成三个元素它们是z当前目录(CurrentDirectory)z历史命令窗口(CommandHistory)z命令窗口(CommandWindow)图MATLAB桌面MATLAB桌面顶部的标准菜单允许你做管理文件和调试文件等工作你可能已经注意到右边有一个下拉列表框它可以选择设置当前工作路径不过这里最重要的是命令窗口。命令窗口与算法基础命令窗口位于MATLAB桌面的右边命令在双大于号“>>”提示符后面输入>>这里我们开始输入一些实际的基本命令。如果你想知道一些数字表述式的值简单的输入就可以了。假设我们想知道乘以的结果在提示符后面输入*然后按Enter回车结果如下:>>*ans=eMATLAB方便地输出答案并命名为ans这是一个变量(符号)可以用来表示值。如果我们想要使用自己定义的变量名例如叫变量x假设我们想要让它等于乘以则输入如下:>>x=*x=一旦变量输入系统我们就可以在以后引用它假设我们要计算x乘以的值并把它赋给y。输入>>y=x*y=现在你可能已经注意到在这个例子中我们在方程每项之间都留有空格这样提高了我们输出的可读性看起来更专业些。MATLAB并不要求这些空格我们也可以输入y=x*或者y=x*不过后者更清楚更容易。当你的表达式比较复杂时带上空格就变得非常重要了。提倡这么做!我们总结一下MATLAB输入基本算法。要写两数相乘ab在MATLAB中我们输入a*b两数相除ab输入为ab这种除法被称为右除MATLAB也允许另一种写法叫左除。如果我们要计算ba我们可以使用反斜杠代替斜杠表示反过来除表达式如下:ab幂ab以下面的形式输入a^b最后相加和相减以普通形式输入即可aba–bMATLAB运算符的优先级与数学中优先级一致不过要注意左除与右除的情况:幂运算优先于乘和除右除优先于左除加和减的优先级最低如果想改变优先级用圆括号括起来。例使用MATLAB计算×⎝⎛⎠⎞和×⎣⎡⎦⎤×解第一个表达式的命令为>>*()ans=对于第二个表达式我们必须用括号把a^b括起来。虽然是简单表达式我们采用变量分部输入得到>>r=^r=>>s=(*)s=>>t=r*st=赋值运算符符号“=”称为赋值运算符一直以来它都这样存在着即是在MATLAB中描述一个方程计算机程序中有时候把它理解为把值赋给一个变量的指令更为恰当一些。这种理解的差异可以用下面方式显示出来。如果你输入>>x=在MATLAB你会得到下面的回应x=|Error:Theexpressiontotheleftoftheequalssignisnotavalidtargetforanassignment可见在纸上写的完全正确的代数表达式MATLAB会完全不知道如何处理。不过如果你把赋给变量xMATLAB会高兴完成写成x=–赋值运算符在计算机程序中处理起来更像是赋值的另一个例子是递归赋值给变量例如如果变理已经定义MATLAB允许你写成x=x下面的语句是完全正确的>>x=^x=>>x=xx=在赋值运算符右边使用变量必须事先给变量赋值因此下面的表达式会产生错误>>x=x=>>t=xaUndefinedfunctionorvariable'a'下面的表达式则不会产生错误>>x=x=>>a=a=>>t=xat=在很多时候我们并不需要MATLAB输出结果。要这样做只需要在表达式后面加上分号()在下面的命令中开始我们输入x=MATLAB及时地报告结果第二次我们输入x=MATLAB就没有再花费空间输出结果而是直接跳到命令提示符等待下次输入。>>x=x=>>x=>>我们还可以在一行中包含多个表达式。例如下面的表达式是合法的。>>x=y=z=x*yz=注意那两个分号它们告诉MATLAB我们不想看到x和y的值。当做许多计算时结果可能会产生大量变量可以通过在命令窗口中输入who来刷新内存告诉MATLAB显示到目前为止所有变量名称。例如在我们的例子中我们得到>>whoYourvariablesare:Vaansrstxyz如果输入whos我们会得到更多信息告诉我们当前内存中的变量类型每个变量所分配的内存空间以及它们是否是复数(见下面)。在我

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