matlab程序语言基础.ppt

2019/12/5,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,1,第2章MATLAB语言程序设计基础,薛定宇、陈阳泉著高等应用数学问题的MATLAB求解，清华大学出版社，2004CAI课件开发：薛定宇、刘莹莹,2019/12/5,2,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,MATLAB语言的简洁高效性MATLAB语言的科学运算功能MATLAB语言的绘图功能MATLAB庞大的工具箱与模块集MATLAB强大的动态系统仿真功能,MATLAB语言是当前国际上自动控制领域的首选计算机语言，也是很多理工科专业最适合的计算机数学语言，本课程以MATLAB为主要计算机语言。,2019/12/5,3,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,本章主要内容,MATLAB程序设计语言基础基本数学运算MATLAB语言流程控制MATLAB函数的编写二维图形绘制三维图形绘制,2019/12/5,4,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.1MATLAB程序设计语言基础,MATLAB语言的变量名规则由一个字母引导，后面可以为其他字符区分大小写AbcABc有效MYvar12,MY_Var12和MyVar12_错误的变量名12MyVar,_MyVar12MATLAB的保留常量eps,i,j,pi,NaN,Inf,i=sqrt(-1)lastwarn,lasterr,2019/12/5,5,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,数值型数据结构,双精度数值变量IEEE标准，64位(8字节)，11指数位，53数值位和一个符号位double()函数的转换其他数据类型uint8，常用于图像表示和处理，8位int8(),int16(),int32(),uint16(),uint32(),2019/12/5,6,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,符号型变量数据类型,符号型，sym(A),常用于公式推导变量声明采用变精度函数求值【例2-1】求出p的300位有效数字,2019/12/5,7,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,MATLAB支持的其他数据结构,基本数值变量类型：双精度复数矩阵字符串型数据：用单引号括起来多维数组：是矩阵的直接扩展，多个下标单元数组：将不同类型数据集成到一个变量名下面，用表示结构体：A.b，引用也用A.b，不是A-b类与对象：可以定义重载函数,2019/12/5,8,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,MATLAB的基本语句结构,直接赋值语句【例2-2】表示矩阵,2019/12/5,9,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-3】试输入复数矩阵,需要避免的语句,2019/12/5,10,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,函数调用语句冒号表达式,2019/12/5,11,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-4】用不同的步距生成(0,p)间向量,2019/12/5,12,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,子矩阵提取,基本语句格式【例2-5】子矩阵提取提取A矩阵全部奇数行，所有列提取A矩阵3,2,1行、2,3,4列构成子矩阵将A矩阵左右翻转,2019/12/5,13,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.2基本数学运算,2.2.1代数运算2.2.2逻辑运算2.2.3比较运算2.2.4解析结果的化简与变换2.2.5基本数论运算,2019/12/5,14,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵的代数运算,矩阵表示矩阵转置数学表示MATLAB求解,2019/12/5,15,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵加减法注意其一为标量的情形矩阵乘法数学表示MATLAB表示注意相容性,2019/12/5,16,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵除法矩阵左除：AX=B，求XMATLAB求解：X=AB最小二乘解矩阵右除：XA=B，求XMATLAB求解：X=B/A最小二乘解,2019/12/5,17,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵翻转左右翻转上下翻转旋转90o如何旋转180o？矩阵乘方A为方阵，求MATLAB实现：,2019/12/5,18,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,点运算矩阵对应元素的直接运算例如,2019/12/5,19,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵的逻辑运算,逻辑变量：当前版本有逻辑变量对double变量来说，非0表示逻辑1逻辑运算（相应元素间的运算）与运算或运算非运算异或运算,2019/12/5,20,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,矩阵的比较运算,各种允许的比较关系,=,=,=,=,find(),all(),any()实例,2019/12/5,21,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,解析结果的化简与变换,其他常用化简函数,【例2-6】,2019/12/5,22,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,变量替换转换成LaTeX表示,2019/12/5,23,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-7】,求其Taylor幂级数展开,2019/12/5,24,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,基本数论运算,2019/12/5,25,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-8】对下面的数据进行取整运算-0.2765,0.5772,1.4597,2.1091,1.191,-1.6187,2019/12/5,26,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-9】3x3Hilbert矩阵，试用rat()函数变换,【例2-10】1856120，1483720，最大公约数、最小公倍数，质因数分解,【例2-11】1-1000间质数,2019/12/5,27,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.3MATLAB语言流程控制,循环结构for结构while结构,2019/12/5,28,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-12】用循环求解,【例2-13】用循环求解求最小的m,2019/12/5,29,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-14】求,2019/12/5,30,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,转移结构,2019/12/5,31,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,32,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-15】用循环求解求最大的m,2019/12/5,33,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.3.3开关结构,2019/12/5,34,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,35,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,和C语言的区别,当开关表达式的值等于某表达式，执行该语句后结束该结构，不用break同时满足若干个条件之一，则用单元形式otherwise语句，不是default程序的执行结果和各个case顺序无关case语句中条件不能重复，否则列在后面的条件将不能执行,2019/12/5,36,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.3.4试探结构,全新结构,2019/12/5,37,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.4MATLAB函数的编写,函数是MATLAB编程的主流方法除了函数外，还可以采用M-script文件M-script适合于小规模【例2-16】若最大值不为10000，需修改程序对m和10000值的设置，不适合于M-script,2019/12/5,38,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.4.1MATLAB语言的函数的基本结构,nargin，nargout,varargin,varargout,2019/12/5,39,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-17】前面的要求，m,10000,无需修改程序,2019/12/5,40,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-18】若只给出一个输入参数，则会自动生成一个方阵在函数中给出合适的帮助信息检测输入和返回变量的个数,editmyhilb,2019/12/5,41,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,42,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,43,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-19】函数的递归调用：阶乘,2019/12/5,44,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.4.2可变输入输出个数,【例2-21】可以计算两个多项式的积用varargin实现任意多个多项式的积,2019/12/5,45,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.4.3inline函数和匿名函数,inline函数，可以免去文件MATLAB7.0,2019/12/5,46,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.5二维图形绘制,2.5.1二维图形绘制基本语句,构造向量:,2019/12/5,47,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,48,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2019/12/5,49,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-22】,2019/12/5,50,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-23】,2019/12/5,51,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,图形元素属性获取与修改,2019/12/5,52,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.5.2其他二维图形绘制语句,2019/12/5,53,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-24】绘制极坐标曲线,周期确定，可以采用试凑方法,2019/12/5,54,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,【例2-25】用不同曲线绘制函数表示正弦曲线,2019/12/5,55,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.5.3隐函数绘制及应用,隐函数,【例2-25】,2019/12/5,56,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.5.4图形修饰,直接采用工具栏文字修饰特殊符号表下标分别用和_表示优越性MATLAB7.0的新功能,2019/12/5,57,高等应用数学问题的MATLAB求解东北大学信息学院,2.6三维图形绘制,三维曲线绘制stem3,fill3,bar3等,2019/12/5,58