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1、数学应用软件,Matlab教程,上课时间：周一 9、10、11、12节 地点：数理楼3410机房 考试方式：实验作业如何得高分？满分100分，其中 平时（点名，课堂表现）20分 提问回答正确加分，旷课迟到-1分/次，扣完为止。小作业（8-12次）50分 大作业 30分。,数学软件介绍,公共的基础软件：BASIC，Fortran，C，Pascal,矩阵实验室系统：Matlab,计算机代数系统：Mathematica，Maple,交互式数学系统：MathCAD，Calcwin,Matlab 用法简介,Matlab是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年由美国 MathWo
2、rks 公司推向市场以来，历经二十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。,在欧美各高等院校，Matlab已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。,Matlab 语言的首创者是 C.Moler：1980年前后，当时的新墨西哥大学计算机系主任 Moler 教授在讲授线性代数课程时，发现了用其他高级语言编程极为不便，便构思并开发了 Matlab，用 Fortran 语言编写了集命令翻译、科学计算于
3、一身的一套交互式软件系统。,Matlab=Matrix Laboratry 矩阵实验室,Matlab 用法简介,Moler 和 Little 等人成立了The MathWorks的公司，并于1984年推出了第一个 Matlab 的商业版本，用 C 语言作了完全的改写。其后又增添了丰富多彩的图形图像处理、多媒体功能、符号运算和它与其他流行软件的接口功能，使得 Matlab 的功能越来越强大。,到九十年代初期，在国际上 30 几个数学类科技应用软件中，Matlab 在数值计算方面独占鳌头，而 Mathematica 和 Maple 则分居符号计算软件的前两名。Mathcad 因其提供计算、图形、文
4、字处理的统一环境而深受中学生欢迎。,Matlab 用法简介,目前，Matlab 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，它已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，而成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言了,有人称它为“第四代”计算机语言，它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与 Matlab 匹敌。,Matlab 用法简介,Matlab的发展 1984年，Matlab 1.0版(DOS版，182K，20来个函数)1992年，Matlab 4.0版（93年推出Windows版本）1994年，Matlab 4.2版 1997年，Mat
5、lab 5.0版 1999年，Matlab 5.3版 2000年，Matlab 6.0版 2001年，Matlab 6.1版 2002年，Matlab 6.5版 2004年，Matlab 7.0版,Matlab 用法简介,版本编号建造编号发布时间Matlab 7.9R2010a2010.3MATLAB 7.8R2009a2009.3MATLAB 7.7R2008b2008.10MATLAB 7.6R2008a2008.3MATLAB7.5R2007b2007.10MATLAB 7.4R2007a2007MATLAB7.3R2006b2006MATLAB7.2R2006a2006MATLAB7.
6、1R14SP32005MATLAB7.0.4R14SP22005MATLAB7.0.1R14SP12004,Matlab是一个交互式软件系统：给出一条命令，立即就可以得出该命令的结果。,Matlab 的特点与主要功能,数值计算功能,Matlab以矩阵作为数据操作的基本单位，但无需预先 指定矩阵维数（动态定维）。按照IEEE的数值计算标准进行计算。提供十分丰富的数值计算函数，方便计算，提高效率。Matlab命令与数学中的符号、公式非常接近，可读性强，容易掌握。,Matlab 用法简介,符号计算功能 Matlab和著名的符号计算语言Maple相结合，使得Matlab具有强大的符号计算功能。,Mat
7、lab 的特点与主要功能,绘图功能 Matlab提供了丰富的绘图命令，能实现一系列的可视化操作。,编程功能 Matlab具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。通过Matlab提供的编程语言进行编程完成特定的任务。,Matlab 用法简介,Matlab 的特点与主要功能,Simulink 动态仿真集成环境 提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。,丰富的工具箱（toolbox）Matlab包含两部分内容：基本部分和根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱。,P
8、DEOptimizationSymbolic Math,Signal processImage ProcessStatistics,Matlab 用法简介,Control SystemSystem Identification,购买或下载 Matlab,Matlab的安装,Matlab的安装及使用,插入光盘自动运行安装程序，或手动运行自带的安装程序 setup.exe，根据提示依次操作。,Matlab的安装及使用,Matlab的安装及使用,Matlab的安装及使用,Matlab的安装及使用,Matlab的安装及使用,Matlab的安装及使用,Matlab 基本用法,Matlab系统的启动 与一
9、般的Windows程序一样，启动Matlab系统有3种常见方法：(1)使用Windows“开始”菜单(2)运行 Matlab 系统启动程序 matlab.exe(3)双击桌面上的 Matlab 快捷图标,Matlab系统的退出(1)在Matlab主窗口File菜单中选择Exit Matlab命令。(2)在Matlab命令窗口输入Exit或Quit命令。(3)单击Matlab主窗口的“关闭”按钮。,Matlab的安装及使用,命令窗口,当前工作目录,当前工作空间,输入命令的历史记录,命令提示符,输入简单矩阵 直接排列法：(1)矩阵用方括号“”括起；(2)矩阵元素间用空格或逗号“，”分隔；(3)矩阵
10、行与行之间用分号“；”分开,例：输入 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9 后按回车键,Matlab的安装及使用,在直接输入法中，分号可以用回车代替：,Matlab的安装及使用,矩阵元素,矩阵元素可以是任何数值表达式，如：x=-1.3,sqrt(3),(1+2+3)*4/5,矩阵元素的单独赋值，如：x(5)=abs(x(1),Matlab的安装及使用,注：自动将x的长度 扩展到5，并将 未赋值部分置零。,Matlab的安装及使用,大矩阵可以把小矩阵作为其元素，如：,Matlab的安装及使用,矩阵元素的引用：A（i,j）:位于 A 的第 i 行第 j 列的元素,Matlab的安装及使用,冒号“
11、:”的特殊用法：“a:b:c”-产生一个等差序列组成的向量，其中 a 是首项，b 是公差，c 确定最后一项。,如果b1，则b可省略，即“a:1:c”与“a:c”产生相同的向量。,Matlab的安装及使用,例：,Matlab的安装及使用,A(i:j,m:n)表示由矩阵 A 的第 i 到第 j 行和第 m 到第 n 列交叉线上的元素组成的子矩阵,小矩阵可以从大矩阵中抽取。,提取A的第一列,如果提取矩阵 A 的整行或整列，则可利用冒号“:”。,Matlab的安装及使用,例：冒号运算符的应用,语句与变量,变量命名 在Matlab中，变量名是以字母开头，后接字母、数字 或下划线的字符序列，6.5版本以后
12、为63个。在Matlab中，变量名区分字母的大小写。,Matlab语句的通常形式为：变量表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来的式子，其结果是一个矩阵，被赋给赋值号“”左边的变量。,Matlab的安装及使用,注：1）若语句以分号“;”结束，则不会在屏幕上输出结果。2）如果语句很长，可用续行符“”（三个点）续行，续行符的前面必须有一个空格；,Matlab的安装及使用,例：续行符与分号的作用,who 命令和系统预定义变量,who：查看工作空间中建立的变量。whos：查看每个变量的详细属性。,Matlab的安装及使用,系统预定义变量 eps，pi，Inf，NaN,Matlab的安装及使用,
13、eps:returns the distance from 1.0 to the next largest double-precision number,that is eps=2(-52).即1.0与其后最大的一个双精度数之间的差。,pi:圆周率，其值为 imag(log(-1),Inf:表示无穷大,NaN:Not-a-Number，表示一个不定值，如 0/0,数与算术表达式,Matlab中的数默认是双精度实数，表示方法与其它编程语言一样，如：3,-9,0.4,1.603e-12,3.23e+20,浮点运算的误差为 eps，浮点数表示范围为：,Matlab的安装及使用,数学运算符 加减运算
14、：+,-乘除运算：*,/（右除）,（左除）幂运算：,复数与矩阵,虚部单位：i,j,Matlab的安装及使用,复数的输入：z=3+4i(4与i之间无空格)z=3+4*i,注：在进行复数运算时，尽量避免 将 i,j 定义为新的变量来使用,复数作为矩阵元素输入时，加号“”两边不能有空格。,输出格式,Matlab 以双精度执行所有的运算，结果可以在屏幕上输出，同时赋给指定变量，若无指定变量，则系统会自动将结果赋给变量“ans”。,Matlab的安装及使用,Matlab 中数的输出格式可以通过format命令指定。,注：format 只改变变量的输出格式，但不会影响变量的值,Matlab的安装及使用,联
15、机帮助：help 命令,Matlab的安装及使用,help 显示所有 help topics,help help 显示 help 命令的用法,help fun 显示函数/命令 fun 的用法 例：help eig/help*,更详细的使用帮助：doc 命令,doc help 以网页的形式显示 help 命令的详细用法,doc doc/doc eig/doc*,存储工作空间：save 命令,Matlab的安装及使用,存储当前工作空间中的所有变量 save 将所有变量存入文件 matlab.mat save mydata 将所有变量存入文件 mydata.mat save mydata.mat 将
16、所有变量存入文件 mydata.mat,存储当前工作空间中的某些变量 save 文件名 变量名列表 save mydata A x z 将变量 A,x,z 存入mydata.mat,用 help save 或 doc save 查看save的更多用法,从文件中读取数据：load 命令,Matlab的安装及使用,load mydata.mat 提取 mydata.mat 中所有变量 load mydata.mat A x 提取变量 A 和 x,用 help load 或 doc load 查看load 的更多用法,工作空间中变量的清除：clear 命令,clear 清除工作空间中所有变量,clear A x 清除指定变量,第二节 向量与矩阵运算,向量与矩阵运算,
