《MATLAB基礎及應用》通過對MATLAB基礎的介紹和實用例子的應用,使讀者把一定的數(shù)學運算、相關專業(yè)知識與MATLAB編程相結合,并通過計算機模擬與仿真,既能使讀者加深對基本理論和方法的理解,又能使讀者快速掌握MATLAB編程應用的技巧。
《MATLAB基礎及應用》內容豐富,仿真實例多,針對性強,易于學習。可作為高等學校電子信息類、物理類專業(yè)課程的教材或教學參考書,也可作為其他理工類各專業(yè)大學生的教材及相關專業(yè)領域科技工作者的自學參考書。
MATLAB語言是目前工程應用與科學計算上流行比較廣泛的科學語言,它具有強大的數(shù)據(jù)處理、方便的圖形可視化、簡捷的語法結構及高效的編程能力等特點!禡ATLAB基礎及應用》由基礎和應用兩部分組成;A章節(jié)主要包括MA'TLAB語言的主要功能、基本語法和使用方法,在第1章至第6章系統(tǒng)介紹了MATLAB的工作環(huán)境、MATLAB數(shù)據(jù)及基本操作、程序設計、圖形基礎、MATLAB數(shù)值計算與符號計算等內容。在第7章和第8章應用部分詳細討論了MATLAB在物理學及電路分析中的應用。
第1章 MATLAB概述
1.1 MATLAB的發(fā)展
1.2 MATLAB的特點
1.3 MATLAB的組成體系
1.3.1 MATLAB的主要組成
1.3.2 MATLAB的核心模塊
1.4 MATLAB的工作環(huán)境
1.4.1 MATLAB的啟動與退出
1.4.2 MATLAB的主窗口
1.4.3 命令窗口(Command Window)
1.4.4 工作空間(Workspace)窗口
1.4.5 當前目錄(Current Directory)窗口和搜索路徑
1.4.6 命令歷史記錄(Command History)窗口
1.4.7 Start菜單
1.5 MATLAB的幫助系統(tǒng)
1.5.1 常用操作幫助的函數(shù)
1.5.2 在線幫助
1.5.3 窗口幫助
習題
第2章 MATLAB數(shù)據(jù)及基本操作
2.1 MATLAB的數(shù)據(jù)類型
2.2 變量及其操作
2.2.1 變量與變量賦值
2.2.2 變量的管理
2.2.3 MATLAB中的標點
2.2.4 數(shù)據(jù)的輸出格式
2.3 MATLAB矩陣基礎
2.3.1 矩陣的創(chuàng)建與保存
2.3.2 向量的生成和運算
2.3.3 矩陣的算術運算
2.3.4 關系運算和邏輯運算
2.3.5 位運算
2.4 矩陣索引與分析
2.4.1 向量元素的訪問
2.4.2 矩陣元素的訪問
2.4.3 矩陣結構變換
2.4.4 矩陣函數(shù)
2.5 字符串
2.5.1 字符串的創(chuàng)建
2.5.2 字符串基本操作
2.5.3 字符串操作函數(shù)
2.5.4 字符串轉換函數(shù)
2.6 單元數(shù)據(jù)和結構數(shù)據(jù)
2.6.1 單元數(shù)據(jù)
2.6.2 結構數(shù)據(jù)
習題
第3章 MATLAB程序設計
3.1 M文件
3.1.1 M文件的建立與打開
3.1.2 命令文件與函數(shù)文件
3.1.3 局部變量與全局變量
3.2 M文件的程序控制
3.2.1 順序結構
3.2.2 條件結構
3.2.3 循環(huán)結構
3.2.4 其他流程控制語句
3.3 M文件調試
3.3.1 一般調試過程
3.3.2 編輯功能和調試功能
3.3.3 調試函數(shù)
習題
第4章 MATLAB圖形基礎
4.1 概述
4.2 交互式繪圖
4.2.1 基本繪圖
4.2.2 交互式繪圖工具
4.3 二維指令繪圖
4.3.1 基本繪圖指令
4.3.2 繪制圖形的輔助操作
4.3.3 二維圖形繪制的其他函數(shù)
4.4 三維圖形繪制
4.4.1 繪制三維曲線的基本函數(shù)
4.4.2 三維曲面繪制
4.4.3 其他三維圖形繪制
4.4.4 三維圖形的精細處理
4.5 圖形的保存和輸出
4.5.1 保存和打開圖形文件
4.5.2 導出到文件
4.5.3 拷貝圖形文件
習題
第5章 MATLAB數(shù)值計算
5.1 多項式計算
5.1.1 多項式的創(chuàng)建
5.1.2 多項式的運算
5.2 線性方程求解
5.2.1 方陣系統(tǒng)線性方程
5.2.2 超定系統(tǒng)線性方程
5.2.3 欠定系統(tǒng)線性方程
5.3 數(shù)據(jù)分析
5.3.1 基本統(tǒng)計命令
5.3.2 協(xié)方差陣和相關陣
5.3.3 數(shù)值微積分
5.4 插值運算
5.4.1 一維插值
5.4.2 二維插值
習題
第6章 MATLAB符號計算
6.1 符號對象的創(chuàng)建和使用
6.1.1 符號表達式的生成
6.1.2 符號矩陣的生成
6.1.3 默認符號變量
6.2 基本符號運算
6.2.1 符號表達式的因式分解與展開
6.2.2 符號表達式的化簡與分式通分
6.2.3 符號表達式的嵌套與替換
6.3 符號函數(shù)的運算
6.3.1 符號函數(shù)的算術運算
6.3.2 符號函數(shù)的極限
6.3.3 符號的微積分
6.3.4 Taylor級數(shù)展開
6.3.5 復合函數(shù)及反函數(shù)的運算
6.4 符號方程的求解
6.4.1 符號代數(shù)方程組的求解
6.4.2 符號微分方程求解
6.5 符號函數(shù)的繪圖
6.5.1 二維繪圖函數(shù)
6.5.2 三維繪圖函數(shù)
6.6 積分變換
6.6.1 幾種常用變換及其逆變換
6.6.2 數(shù)值與符號的轉換
習題
第7章 MATLAB在物理學中的應用
7.1 力學基礎
7.2 分子物理學和熱學
7.3 電磁學
7.4 振動與波
7.5 光學
習題
第8章 MATLAB在電路分析中的應用
8.1 電阻電路
8.2 動態(tài)電路
8.3 正弦穩(wěn)態(tài)電路
8.4 頻率響應
習題
參考文獻
1.靈活的數(shù)值與符號計算
每個數(shù)值或符號變量都用一個矩陣表示,它有n×m個元素,而且矩陣無需定義即可采用,可隨時改變矩陣的尺寸,這在其他高級語言中是很難實現(xiàn)的。一般以復數(shù)矩陣作為基本編程單元,每個元素都看做復數(shù),使矩陣操作變得輕而易舉。所有的運算都對矩陣和復數(shù)有效,包括加、減、乘、除、函數(shù)運算等。
2.簡單的語句表達
MATLAB語句書寫簡單,表達式的書寫如同在稿紙中演算一樣,與人們的手工運算相一致,容易被人們所接受。
3.強大的語句描述
MATLAB語句功能強大,一條語句往往相當于其他高級語言中的幾十條、幾百條甚至幾千條語句。例如,利用MATLAB求解FFT(快速傅里葉變換)問題時,僅需幾條語句,而當采用c語言實現(xiàn)時需要幾十條語句,采用匯編語言實現(xiàn)則需要3000多條語句。
4.簡潔完善的圖形繪制
MATLAB系統(tǒng)具有豐富的圖形功能。MATLAB系統(tǒng)本身是一個Windows下的具有良好用戶界面的系統(tǒng),而且提供了豐富的圖形界面設計函數(shù)?筛鶕(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定繪圖坐標,能在規(guī)定的多種不同坐標系(極坐標、對數(shù)坐標等)繪圖。不但能繪制二維圖形還能繪制三維坐標中的曲線和曲面。并可設置不同的顏色、線型、視角等。
5.智能化的自動處理
在繪制圖形時可自動選擇最佳坐標以及自動定義矩陣階數(shù)。在作數(shù)值積分時能自動按照積分精度選擇步長。在程序調試中能夠自動檢測和顯示程序的錯誤,易于檢查與調試。
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