MATLAB软件使用简介.ppt

,欢迎学习MATLAB,安徽科技学院信息与计算科学教研室,MATLAB入门,MATLAB使用简介,是一种解释式语言.简单易学、代码短小高效、计算功能强大、图形绘制和处理容易、可扩展性强.矩阵的数值运算、数值分析、模拟数据可视化、2D/3D的绘图可以与FORTRAN、C/C+做数据链接几百个核心内部函数大量可选用的工具箱,MATLAB是MatrixLaboratory的缩写,鼠标双击WindowsXP桌面上图标在WindowsXP“开始”菜单的“程序”选项中选择“MATLAB”,退出MATLAB命令窗口键入“quit”或“Ctrl+Q”鼠标选择菜单fileExitMATLAB,MATLAB使用简介,启动MATLAB,MATLAB桌面,命令窗口,工作空间浏览,命令历史窗口,命令窗口、编辑窗口、图形窗口,MATLAB使用简介,MATLAB入门,一、变量与函数,二、数组,三、矩阵,四、MATLAB编程,1、变量MATLAB中变量的命名规则是：（1）变量名必须是不含空格的单个词；（2）变量名区分大小写；（3）变量名最多不超过31个字符；（4）变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线，变量名中不允许使用标点符号.,一、变量与函数,特殊变量表,2、数学运算符号及标点符号,（1）MATLAB的每条命令后，若为逗号或无标点符号，则显示命令的结果；若命令后为分号，则禁止显示结果.（2）“%”后面所有文字为注释.（3）“.”表示续行.,sin正弦函数asin反正弦函数cos余弦函数acos反余弦函数tan正切函数atan反正切函数cot余切函数acot反余切函数sec正割函数asec反正割函数csc余割函数acsc反余割函数,sinh双曲正弦函数asinh反双曲正弦函数cosh双曲余弦函数acosh反双曲余弦函数tanh双曲正切函数atanh反双曲正切函数sech双曲正割函数asech反双曲正割函数csch双曲余割函数acsch反双曲余割函数coth双曲余切函数acoth反双曲余切函数,三角函数与双曲函数,3.MATLAB常用函数,abs(x)绝对值sqrt(x)开平方conj(z)共轭复数round(x)四舍五入floor(x)舍去正小数rat(x)化为分数表示gcd(x,y)最大公因数exp(x)自然指数log(x)e为底的对数Log10(x)10为底的对数,angle(z)复数z的相角real(z)复数z的实部imag(z)复数z的虚部fix(x)舍去小数取整ceil(x)加入正小数取整sign(x)符号函数rem(x,y)求x除以y的余数lcm(x,y)最小公倍数pow2(x)以2为底的指数log2(x)以2为底的对数,MATLAB常用函数介绍,who列出在MATLAB工作空间中已有的变量whos列出驻留变量的同时,还给出维数及性质clear删除内存中的变量（数据）clc删除命令窗口的内容（已使用过的命令）home光标移到命令窗口的左上角clf删除图形窗口的内容调出刚才使用过的命令help命令窗口查询帮助help,help+函数（类）名quit退出MATLAB,MATLAB常用函数介绍,MATLAB命令窗口的部分通用命令,MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研究某一个函数的各种性态，需要为MATLAB定义新函数，为此必须编写函数文件.函数文件是文件名后缀为M的文件，这类文件的第一行必须是一特殊字符function开始，格式为：function因变量名=函数名（自变量名）函数值的获得必须通过具体的运算实现，并赋给因变量.,4、M文件,M文件建立方法：1.在Matlab中，点:File-New-M-file2.在编辑窗口中输入程序内容3.点：File-Save，存盘，M文件名必须与函数名一致。,MATLAB的应用程序也以M文件保存。,例：定义函数f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2,functionf=fun(x)f=100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x(1)2,1.建立M文件：fun.m,MATLAB(fun),2.可以直接使用函数fun.m,例如：计算f(1,2),只需在Matlab命令窗口键入命令：x=12fun(x),返回,x=logspace(first，last，n）创建从开始，到结束，有n个元素的对数分隔行向量,1、创建简单的数组,二、数组,MATLAB(shuzu1),x=abcdef创建包含指定元素的行向量,x=first：last创建从first开始，加1计数，到last结束的行向量,x=first：increment：last创建从first开始，加increment计数，last结束的行向量,x=linspace(first，last，n）创建从first开始，到last结束，有n个元素的行向量,2、数组元素的访问,MATLAB(shuzu2),（3）直接使用元素编址序号.x(abcd)表示提取数组x的第a、b、c、d个元素构成一个新的数组x(a)x(b)x(c)x(d).,（2）访问一块元素：x(a：b：c)表示访问数组x的从第a个元素开始，以步长为b到第c个元素（但不超过c），b可以为负数，b缺损时为1.,（1）访问一个元素：x(i)表示访问数组x的第i个元素.,3、数组的方向前面例子中的数组都是一行数列，是行方向分布的.称之为行向量.数组也可以是列向量，它的数组操作和运算与行向量是一样的，唯一的区别是结果以列形式显示.,产生列向量有两种方法：直接产生例c=1；2；3；4转置产生例b=1234;c=b说明：以空格或逗号分隔的元素指定的是不同列的元素，而以分号分隔的元素指定了不同行的元素.,4、数组的运算,（1）标量-数组运算数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算.,设：a=a1,a2,an,c=标量,则：a+c=a1+c,a2+c,an+ca.*c=a1*c,a2*c,an*ca./c=a1/c,a2/c,an/c(右除）a.c=c/a1,c/a2,c/an(左除）a.c=a1c,a2c,ancc.a=ca1,ca2,can,MATLAB(shuzu3),（2）数组-数组运算当两个数组有相同维数时，加、减、乘、除、幂运算可按元素对元素方式进行的，不同大小或维数的数组是不能进行运算的.,设：a=a1,a2,an,b=b1,b2,bn,则：a+b=a1+b1,a2+b2,an+bna.*b=a1*b1,a2*b2,an*bna./b=a1/b1,a2/b2,an/bna.b=b1/a1,b2/a2,bn/ana.b=a1b1,a2b2,anbn,MATLAB(shuzu4),返回,三、矩阵,逗号或空格用于分隔某一行的元素，分号用于区分不同的行.除了分号，在输入矩阵时，按Enter键也表示开始一新行.输入矩阵时，严格要求所有行有相同的列.例m=1234；5678；9101112p=111122223333,1、矩阵的建立,特殊矩阵的建立：.,MATLAB(matrix1),d=eye(m，n)产生一个m行、n列的单位矩阵,c=ones(m，n)产生一个m行、n列的元素全为1的矩阵,b=zeros(m，n)产生一个m行、n列的零矩阵,a=产生一个空矩阵，当对一项操作无结果时，返回空矩阵，空矩阵的大小为零.,程序见下页,m=1234;5678;9101112p=111122223333a=b=zeros(2,3)c=ones(2,3)d=eye(2,3)e=eye(3,3),a=b=000000c=111111d=100010e=100010001,运行结果,2、矩阵中元素的操作,MATLAB(matrix2),（1）矩阵A的第r行：A（r，：）,（2）矩阵A的第r列：A（：，r）,（4）取矩阵A的第i1i2行、第j1j2列构成新矩阵:A(i1:i2,j1:j2),（5）以逆序提取矩阵A的第i1i2行，构成新矩阵:A(i2:-1：i1，：）,（6）以逆序提取矩阵A的第j1j2列，构成新矩阵:A(:,j2:-1：j1）,（7）删除A的第i1i2行，构成新矩阵:A(i1:i2，：)=,（8）删除A的第j1j2列，构成新矩阵:A(：，j1:j2)=,（9）将矩阵A和B拼接成新矩阵：AB；A；B,（3）依次提取矩阵A的每一列，将A拉伸为一个列向量：A（：）,（2）矩阵-矩阵运算1元素对元素的运算，同数组-数组运算。,3、矩阵的运算,（1）标量-矩阵运算同标量-数组运算。,MATLAB(matrix3),2矩阵运算：矩阵加法：A+B矩阵乘法：A*B方阵的行列式：det（A）方阵的逆：inv（A）方阵的特征值与特征向量：V，D=eig（A）,返回,程序见下页,a=123456b=121212c1=a+ac2=a*bc=273;394;153c3=det(c)c4=inv(c)v,d=eig(c),a=123456b=12;12;12c1=246;81012c2=612;1530c=273394153c3=-3c4=-2.33332.0000-0.33331.6667-1.0000-0.3333-2.00001.00001.0000v=-0.5515-0.7857-0.2743-0.73090.4412-0.3391-0.4020-0.43370.8999d=13.4635000-0.27470000.8112,运行结果,关系与逻辑运算,1、关系操作符,2、逻辑运算符,forx=arraycommandsend在for和end语句之间的命令串commands按数组（array）中的每一列执行一次.在每一次迭代中，x被指定为数组的下一列，即在第n次循环中，x=array(：，n),控制流,MATLAB提供三种决策或控制流结构：for循环、while循环、if-else-end结构.这些结构经常包含大量的MATLAB命令，故经常出现在MATLAB程序中，而不是直接加在MATLAB提示符下.,四、MATLAB编程,1、for循环：允许一组命令以固定的和预定的次数重复.,forn=1:10 x(n)=sin(n*pi/10);endx,例1对n=1,2,10,求xn=的值,MATLAB(for1),例2求奇数和:s=1+3+5+(2k-1),n=input(请输入n=);s=0;fori=1:2:ns=s+i;fprintf(i=%.0f,s=%.0fn,i,s);end,MATLAB(for2),例3求e：e=1+1+1/2!+1/3!+1/n!,MATLAB(for3),n=input(请输入n=);p=1;e=1;fori=1:np=p*i;p1=1/p;e=e+p1;fprintf(i=%.0f,e=%.13fn,i,e);end,例4求pi：pi/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9-1/11+,MATLAB(for4),n=input(请输入n=);pi=0;k=-1;fori=1:2:nk=(-1)*k;pi=pi+k*1/i;fprintf(i=%.0f,pi=%.8fn,i,4*pi);end,whileexpressioncommandsend只要在表达式(expression)里的所有元素为真，就执行while和end语句之间的命令串commands.,与for循环以固定次数求一组命令相反，while循环以不定的次数求一组语句的值.,2、while循环,money=10000;years=0;whilemoney1f=x2+1endifx1f=x2+1elseifx1f=x2+1elseifx0f=1;elseifx=0f=0;elsef=-1;end,4.continue命令,通常用于for或while循环语句中,与if语句一起使用,达到跳过本次循环,去执行下一轮循环的目的.分析下列程序，说明运行结果及原因a=3;b=6;fori=1:3b=b+1;ifi2continue%当if条件满足时不再执行后面语句enda=a+2%当i2break%当if条件满足时不再执行循环enda=a+2end,运行结果:a=5a=7,程序示例,flag1=0;flag2=0;for(i=1:4)if(i=3)continueflag1=flag1+1;elseflag2=flag2+1;endendflag1flag2,flag1=0;flag2=0;for(i=1:4)if(i=3)breakflag1=flag1+1;elseflag2=flag2+1;endendflag1flag2,输出：flag1=0flag2=3,输出：flag1=0flag2=2,程序流控制语句return指令终止当前的命令序列，把控制返回到调用函数或键盘。pause使程序运行停止，等待用户按任意键继续。break用于中断for或while循环的执行。当中断后，程序退到本级循环以外的下一条语句执行。input提示用户从键盘输入数值、字符串或表达式，并接受输入。,MAT