MATLAB的基本知识.ppt

MATLAB软件应用基础,MATLAB软件是一种可用于科技开发的高效率工具软件，它将科学计算、函数绘图与快速编程集于一体，不仅功能强大，而且易学易用，深受广大科技工作者和理工科大学生的喜爱。正在逐渐成为理工科大学生必须掌握的基本工具。,本课程将简单介绍Matlab的一些基本功能，让同学们快速地学会应用Matlab软件解决一些基本的数学问题，并为深入学习Matlab和解决各种复杂问题奠定基础。,第1讲MATLAB基础知识,1基本运算功能,例如：计算表达式15-20/3+23,只需在MATLAB系统提示符号之后依次键入该算术表达式，在按下回车键后，就会立即得到计算的结果.,例如将上面的表达式改为相应的赋值语句a=15-20/3+23则计算结果将以变量a显示。这时就可以利用已经存储在“工作空间”的变量a来完成更复杂的问题求解。,系统自动将结果存储在默认的暂时变量“ans”中为了方便进一步的计算，可指定某个特定变量来存储运算结果，,附注：在书写运算语句时，屏幕的同一行可以同时有多个语句,但语句之间必须用逗号或分号隔开；命令语句以分号结尾时，屏幕不显示运行结果；命令语句以逗号或不用标点结尾时，屏幕将显示运行结果。,例如：b=6;c=a*b,d=c-2*b,2.输出结果的显示格式,系统自动将结果用恰当精度的数字格式输出显示,要改变输出结果显示形式，使用format命令：,注：format命令不影响数据在系统内部的存储和运算精度.,例如,a=100/12%显示格式为默认的短型实数格式formatrat%显示格式转换为有理格式aformatlong%显示格式转换为长型实数格式aformat%还原为默认的短型实数格式a,注：命令行中，%后面的部分是程序的注释。,3变量的命名方式,变量和表达式一起构成了MATLAB语句,每个变量都有一个名字，称为变量名,MATLAB对变量的命名方式有如下规定：,变量名由英文字母、数字和下划线组成，（其他字符不能出现在变量名中），字符之间不能有空格，而且第一个字符必须为字母。例如：x、x1和x_1都是合法变量名，而2a和a-1就不是.,变量名中的字母大小写是有区别的(称之为大小写敏感)例如XY、xy、Xy、xY就是四个不同的变量；,变量名的最大长度是有规定的，可以调用函数namelengthmax而得知，超过部分的字符将被忽略。,MATLAB系统的特殊变量和常数,系统提供了一些预先定义的特殊变量和常数，如下表：,用户在命名变量时，一般不要采用这些特殊变量的名字，以免造成逻辑错误。,使用clear命令可以删除所有定义过的变量，如果只是要删除其中的某几个变量，则应在clear后面指明要删除的变量名称。,使用clc命令可以清除屏幕上所有显示的内容,但不会删除内存中的变量,4MATLAB函数,MATLAB提供了大量的函数，可以满足各种运算需要。,使用命令helpelfun可列出所有的初等数学函数名。,使用命令helpelmat可列出大量的矩阵函数名。,注意：每个函数对其自变量的个数和格式都有一定的要求.,常用初等数学函数：,应用举例,已知三角形的三边长分别为3、4、5，由海伦公式求其面积。,a=3;b=4;c=5;s=(a+b+c)/2;area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c),在命令窗口输入以下命令：,应用技巧,%计算三角形面积的海伦公式a=input(a=)%输入三角形的边长ab=input(b=)%输入三角形的边长bc=input(c=)%输入三角形的边长cs=(a+b+c)/2;%计算三角形的半周长area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)%计算三角形面积,在M文件编辑窗口输入以下程序，并以文件名”area_helen.m”保存：,在命令窗口输入文件名area_helen，按回车键，即可运行上面的程序，输入三边长，立即可得三角形面积。,练习题,计算两星球之间的万有引力,如:太阳与地球，月亮与地球。,练习题解答,计算程序：G=6.67E-11;%引力恒量sunm=1.987E30;%太阳质量1.987x1030kgearthm=5.975E24;%地球质量5.975x1024kgmoonm=7.348E22;%月亮质量7.348x1022kgd1=1.495e11;%太阳和地球的距离1.495x1011md2=3.844E5;%月亮和地球的距离3.844x105mm1=sunm;m2=earthm;d=d1;g1=G*m1*m2/d2%太阳和地球的引力m1=moonm;d=d2;g2=G*m1*m2/d2%月亮和地球的引力,5、用MATLAB软件解线性规划,MATLAB软件求解线性规划的命令函数是:linprog(),适用的数学模型是如下的标准形式:,调用格式为：,x=linprog(c,A,b,Aeq,beq,vlb,vub),附注:1.若没有不等式约束时，则令A=;b=;若没有等式约束时，则令Aeq=;beq=;若x的下界没有特殊限制时,则令vlb=0;0;0;4.若x的上界没有特殊限制时,则令vub=;,例1,求解线性规划:,解：先把模型写成下面的标准形式,c=-3,-4,-3;A=564;436;b=200;150;a1=;b1=;x1=0;0;0;x2=;x,fval=linprog(c,A,b,a1,b1,x1,x2),z=-fval,在命令窗口输入下列命令:,运行结果为:,x=0.000025.000012.5000z=137.5000,例2,求解线性规划:,解：先把模型写成下面的标准形式,c=3,1,-1;A=-1-12;-12-1;b=-2;-2;a1=32-1;b1=14;x1=0;0;0;x2=;x,fval=linprog(c,A,b,a1,b1,x1,x2),在命令窗口输入下列命令:,运行结果为:,x=4.00002.00002.5000z=12.0000,例3,解：求解线性规划:,先把模型写成下面的标准形式,c=-2,-3,-4;A=1.535;280250400;b=600;60000;a1=;b1=;x1=0;0;0;x2=;x,fval=linprog(c,A,b,a1,b1,x1,x2),在命令窗口输入下列命令:,运行结果为:,x=64.5161167.74190.0000z=632.2581,小结,1基本运算功能2输出结果的显示格式3变量的命名方式4数学函数5.解线性规划,思考题,某医院每日至少需要护士人数如下表所