《Matlab介绍》PPT课件.ppt

,数学实验Matlab,一、常用数学软件,数学软件：MatlabR2008a(7.6)1DVD(3G)Mathematica6.01CD，广泛的数学计算功能Maple12无与伦比的符号计算能力，MapleToolBoxforMatlab统计软件：Lindo6.1/Lingo11SPSS16(统计之星)SAS9.16CD/2.5G-JMP其他：Mathtype,Excel等,二、Matlab简介,MATLAB是MATrixLABoratory(矩阵实验室)的缩写，由美国MathWorks公司开发的集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的，功能强大、操作简单的语言，是国际公认的优秀数学软件之一。MATLAB发展成为适合多学科的大型软件，在世界各高校，MATLAB已经成为线性代数、数值分析、数理统计、优化方法、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。特别是最近几年，MATLAB在我国大学生数学建模竞赛中的应用，为参赛者在有限的时间内准确、有效的解决问题提供了有力的保证。,主要特点,运算符和库函数极其丰富，语言简洁，编程效率高，MATLAB除了提供和C语言一样的运算符号外，还提供广泛的矩阵和向量运算符。利用其运算符号和库函数可使其程序相当简短，两三行语句就可实现几十行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能。既具有结构化的控制语句（如for循环、while循环、break语句、if语句和switch语句），又有面向对象的编程特性。图形功能强大。它既包括对二维和三维数据可视化、图像处理、动画制作等高层次的绘图命令，也包括可以修改图形及编制完整图形界面的、低层次的绘图命令。,主要特点,功能强大的工具箱。工具箱可分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互的功能。而学科性工具箱是专业性比较强的，如优化工具箱、统计工具箱、控制工具箱、小波工具箱、图象处理工具箱、通信工具箱等。,三、Matlab入门,注释：百分号(%)开头，行注释帮助命令（学会使用帮助文档进行学习和开发是一项必须的技能）：help命令名，如helpabs注意help命令将帮助信息显示在CommandWindow中，为了区分命令，将命令关键字大写显示，实际使用中应该使用小写；Matlab大小写敏感！helpwin命令名，如helpwinabs在独立的Help窗口中显示帮助信息。,三、Matlab入门,MATLAB语句形式变量=表达式，如：a=5；通过等号将表达式的值赋予变量。当键入回车键时，该语句被执行。语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。如果不希望显示结果，只需在语句后加分号即可。命令行编辑器方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令回调上一行命令回调下一行命令强制终止命令Ctrl+C,三、Matlab入门,MATLAB6中变量的命名规则是：1).变量名必须不含空格；2).变量名区分大小写；3).变量名最多不超过19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.,MatlabR2008a界面,Matlab的特殊变量,数学运算符号及标点符号,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，则不显示结果.,数学函数,Matlab数据类型,数组/矩阵图示,数组,1、创建简单的数组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,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,数组的运算,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,矩阵,1、矩阵的建立逗号或空格用于分隔同一行的元素；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.例m=1234；5678；9101112P=111122223333,特殊矩阵的建立,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.b=zeros(m，n)产生一个m行、n列的零矩阵c=ones(m，n)产生一个m行、n列的元素全为1的矩阵d=eye(n)产生一个n行、n列的单位矩阵f=rand(m，n)产生一个m行、n列的0，1上均匀分布的随机数矩阵,矩阵中元素的操作,矩阵A的第r行：A(r,:)下标r从1开始，而不是从0开始！矩阵A的第r列：A(:,r)依次提取矩阵A的每一列：A(:)按列优先！取矩阵A的第i1i2行、第j1j2列构成新矩阵：A(i1:i2,j1:j2)以逆序提取矩阵A的第i1i2行，构成新矩阵：A(i2:-1:i1,:)以逆序提取矩阵A的第j1j2列，构成新矩阵：A(:,j2:-1:j1)删除A的第i1i2行，构成新矩阵：A(i1:i2,:)=删除A的第j1j2列，构成新矩阵：A(:,j1:j2)=将矩阵A和B拼接成新矩阵：AB；A；B,矩阵的运算,1).标量-矩阵运算与标量-数组运算类似。12;34+2ans=34562).矩阵-矩阵运算1元素对元素的运算，与数组-数组运算类似。2矩阵运算：A+B,A*B,A.*B,A./B,关系与逻辑运算,12;341ans=0111,关系与逻辑运算,2、逻辑运算符,13;40&1ans=1110,控制流,MATLAB提供三种控制流结构：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.1、for循环：允许一组命令以固定的和预定的次数重复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)第二章：P23例2.1方法1,控制流,2、While循环与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.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.第二章：P23例2.1方法2,控制流,3、If-else-end结构1).有一个选择的一般形式是：ifexpressioncommandsend如果在表达式(expression)里的所有元素为真，就执行命令串commands.2).If-elseif-else-end结构一般形式略,四、M文件的编写,脚本M文件：一系列Matlab命令的集合函数M文件：扩展名为.m，第一行必须以特殊字符function开始，格式为：function因变量名=函数名(自变量名)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，点：File-Save存盘.M文件名尽量与函数名一致，且不能使用中文命名！,四、M文件的编写,例：定义函数f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)21.建立函数M文件：文件名fun.mfunctionf=fun(x)f=100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x(1)22.可以直接使用函数fun.m计算f(1,2),在Matlab命令窗口键入命令：x=12fun(x)第二章:P23例2.1方法4第二章:P29例2.4方法1，方法2，方法3,Matlab作图,MATLAB提供了丰富的绘图功能helpgraph2d可得到所有画二维图形的命令helpgraph3d可得到所有画三维图形的命令Matlab作图是通过描点、连线来