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MATLAB编程入门,.,学习方法,MATLAB,基础入门MATLAB简介MATLAB基本操作MATLAB常用命令,设计提高MATLAB数组运算MATLAB矩阵运算MATLAB程序设计,综合应用MATLAB数值实验MATLAB统计实验MATLAB优化实验,2,课程目录,3,1.MATLAB简介,4,1.MATLAB简介,1.1MATLAB发展历史,1.2MATLAB应用领域,1.3MATLAB工具箱,1.4MATLAB安装文件,1.5MATLAB操作界面,1.6MATLAB文件类型,1.7MATLAB常用命令,5,1.MATLAB简介,MatlabMatrixLaboratory,CleveMoler,MatlabMatrixLaboratory,该语言是美国NewMexico大学计算机系主任CleveMoler在70年代后期首先设计的.并于80年代初开发了第二代专业版.,1984年,CleveMoler和JohnLitter成立了Mathworks公司,并开始把Matlab推向市场.（迈斯沃克公司）,1.1MATLAB发展历史,6,1.MATLAB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,有人称它为“第四代”计算机语言。就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与Matlab匹敌。,MathematicaMapleSASSPSSEviewsLINGOLINDO,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。,1.2MATLAB应用领域,7,1.MATLAB简介,1.3MATLAB工具箱,8,1.MATLAB简介,1.3MATLAB工具箱,9,1.MATLAB简介,1.4MATLAB安装文件,10,1.MATLAB简介,1.5MATLAB操作界面快捷键F5运行,11,1.MATLAB简介,1.6MATLAB文件类型,12,1.MATLAB简介,1.7MATLAB常用命令,13,1.MATLAB简介,1.7MATLAB常用命令,14,2.MATLAB语言基础,15,2.MATLAB语言基础,2.1MATLAB数据类型,2.2MATLAB数组运算,2.3MATLAB向量运算,2.4MATLAB矩阵运算,2.5MATLAB字符串运算,2.6MATLAB关系运算,2.7MATLAB逻辑运算,16,2.MATLAB语言基础,2.1MATLAB数据类型,MATLAB,Matlab数据类型,1.数值型,2.字符字符串,3.元胞数组,4.架构数组,17,2.MATLAB语言基础,2.1MATLAB数据类型变量,Matlab中变量名是以字母开头，可以由字母、数字或下划线组成Matlab区分大小写，它的命令和函数全是小写的Matlab变量名不超过31个字符,18,2.MATLAB语言基础,2.1MATLAB数据类型常量,19,2.MATLAB语言基础,2.1MATLAB数据类型数字显示格式命令,20,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算表达式,Matlab中的表达式由运算符、函数、变量名和数字组成,Matlab语句由变量和表达式组成，有两种常见形式：,形式1：表达式,形式2：变量=表达式,若不想显示形式1或2的运算结果，可在表达式后加分号“;”,21,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算运算符,22,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算数组的构造,x=01357910,x=0,1,3,5,7,9,10,x=01357910,手动法数组用中括号，以空格或逗号为间隔输入元素,23,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算数组的构造,x=0:0.5:2,x=00.50001.00001.50002.0000,冒号法a:步长:ba:b（默认步长=1）,y=0:5,y=01.00002.00003.00004.00005.0000,24,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算数组的构造,x=linspace(0,pi,12),x=00.28560.57120.85681.14241.42801.71361.99922.28482.57042.85603.1416,函数法linspace(a,b,n)从a开始，到b结束，包含n个数据元素的数组,a:(b-a)/(n-1):b,25,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算数组的引用,x=12345x(1:3),ans=123,x(n)表示数组中的第n个元素x(n1:n2)表示数组中的第n1到n2个元素,26,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算矩阵数组,A=2,4,6,8;1357;0000;1,0,1,0,以空格或逗号分隔，指定不同的列以分号或回车分隔，指定不同的行,27,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算四则运算,数组与标量间的四则运算,x=134;2,6,5;32,4,a=2*x-2,a=0462108426,28,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算四则运算,数组间的四则运算，必须具有相同的维数，对应元素进行运算+-.*./.,a=134;2,6,5;32,4,b=231;412;453,c=365677777,c=a+b,29,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算四则运算,a=134;2,6,5;32,4,b=231;412;453,c=2948610121012,c=a.*b,d=a./b,d=0.50001.00004.00000.50006.00002.50000.75000.40001.3333,a./b=b.a,30,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算幂运算,数组的幂运算.,a=134;2,6,5;32,4,c=a.2,c=1916436259416,d=192935295258192938,d=a2,31,2.MATLAB语言基础,2.2MATLAB数组运算幂运算,a=134;2,6,5;32,4,b=231;412;453,c=127416625813264,c=a.b,32,2.MATLAB语言基础,2.3MATLAB向量运算点积,c=dot(a,b)c=ab，相当于a*b(a与b都是行向量),a=24531,b=38101213,c=137,c=dot(a,b),33,2.MATLAB语言基础,2.3MATLAB向量运算叉积,c=cross(a,b)c=ab，a与b必须是3维向量,a=245,b=3810,c=0-54,c=cross(a,b),34,2.MATLAB语言基础,2.3MATLAB向量运算混合积,由dot和cross两个函数共同完成abc=(ab)c,a=245,b=3810,c=0-54,c=0-54,d=dot(a,cross(b,c),35,2.MATLAB语言基础,2.3MATLAB向量运算向量函数,36,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算特殊矩阵,37,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算矩阵加法,矩阵的四则运算,A=12;35;26,B=24;18;90,C=36413116,C=A+B,38,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算矩阵乘法,矩阵的四则运算,A=12;35;26,B=241;890,D=182214657352622,D=A*B,39,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算矩阵除法,在Matlab中矩阵的除法分左除“”和右除“/”X=AB给出线性方程组AX=B的一个解X=B/A给出线性方程组XA=B的一个解,AB,B/A,sym(AB,r)=5/719/7-8/7-1-6/744/7754/7,sym(B/A,r)=-2/78/713/71/717/725/74/726/737/7,A=,B=,40,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算矩阵乘幂,矩阵的幂运算,A=213120;782021;173431,C=A2,C=343320741754355537662631353623122015,41,2.MATLAB语言基础,2.4MATLAB矩阵运算矩阵转置、逆、行列式,矩阵的转置、逆运算及行列式运算,A=120;25-1;410-1,C=A,C=12425100-1-1,D=inv(A),e=det(A),D=52-2-2-110-21,e=1,42,2.MATLAB语言基础,2.5MATLAB字符串运算常用字符串函数,43,2.MATLAB语言基础,2.6MATLAB关系运算,关系操作符,大于=大于等于=等于=不等于运算法则：若关系式成立，结果为1；若关系式不成立，结果为0。,A=14357B=26907A=Bans=00001,44,2.MATLAB语言基础,2.7MATLAB逻辑运算,逻辑操作符,p2=005132;,p=p1+p2,ans=2*x5+5*x4+5*x3+5*x2+4*x+6,+、-、conv(p1,p2)、deconv(p1,p2)加减要补零，相同长度,poly2sym(p),49,3.MATLAB数值计算,3.1多项式四则运算,p1=250414;p2=005132;,p=conv(p1,p2),ans=10*x8+27*x7+11*x6+39*x5+19*x4+33*x3+15*x2+14*x+8,+、-、conv(p1,p2)、deconv(p1,p2),poly2sym(p),50,3.MATLAB数值计算,3.1多项式四则运算,p1=250414;p2=005132;,p,r=deconv(p1,p2),p=0.40000.9200-0.4240r=0000.86400.43204.8480,+、-、conv(p1,p2)、deconv(p1,p2),51,3.MATLAB数值计算,3.1多项式求导运算,p1=250414,h=polyder(p1),polyder(p),poly2sym(h),ans=10*x4+20*x3+8*x+1,52,3.MATLAB数值计算,3.1多项式求值运算,p1=250414,h=polyval(p1,3,4),polyval(p,s)数组规则polyvalm(p,s)矩阵规则,k=polyvalm(p1,3,4;4,6),h=9343400k=43414626406264090394,53,3.MATLAB数值计算,3.1多项式求根运算,p1=256418,h=roots(p1),roots(p),h=-1.7640-0.8679+1.3394i-0.8679-1.3394i0.5000+0.8001i0.5000-0.8001i,54,3.MATLAB数值计算,3.1多项式多项式函数,55,3.MATLAB数值计算,3.2多项式插值,interp1(x,y,x1,method),x=4:15;y=589152529313022252724;x=4:0.5:15;yn=interp1(x,y,x1,nearest);yl=interp1(x,y,x1,linear);ys=interp1(x,y,x1,spline);yc=interp1(x,y,x1,cubic);plot(x,y,o,x1,yn,-);plot(x,y,o,x1,yl,-);plot(x,y,o,x1,ys,-);plot(x,y,o,x1,yc,-);,56,3.MATLAB数值计算,3.3多项式拟合,x=linspace(x,y,n);y=cos(x);,p=polyfit(x,y,6);y1=polyval(p,x);,polyfit(x,y,n),plot(x,y,or,x,y1,-b);,57,4.MATLAB程序设计,58,4.MATLAB程序设计,4.1M文件,4.2数据的输入输出,4.3程序结构控制,59,4.MATLAB程序设计,4.1M文件局部变量与全局变量,globalABC,无论在脚本文件还是在函数文件中，都会定义一些变量。函数文件所定义的变量是局部变量，这些变量独立于其他函数的局部变量和工作空间的变量，即只能在该函数的工作空间引用，而不能在其他函数工作空间和命令工作空间引用。但是如果某些变量被定义成全局变量，就可以在整个MATLAB工作空间进行存取和修改，以实现共享。因此，定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。,60,4.MATLAB程序设计,4.1M文件M文件的编辑,61,4.MATLAB程序设计,4.1M文件脚本文件,x=linspace(x,y,n);y=cos(x);,p=polyfit(x,y,6);y1=polyval(p,x);,一些命令的集合,plot(x,y,or,x,y1,-b);,62,4.MATLAB程序设计,4.1M文件函数文件,functiony=hanshu(x)y=sin(x)+cos(x);,function开头，编制一个函数文件，输入什么，输出什么,输出参数表=函数名(输入参数表),63,4.MATLAB程序设计,4.1M文件常用数学函数,64,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出键盘输入屏幕输出,x=input(请输入数据)；disp(x);,inputdisp,65,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出M数据文件存储加载,save存储,66,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出M数据文件存储加载,load加载,67,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出外部文件导入,filename,pathname=uigetfile(*.xls);%寻找源文件file=pathnamefilename;%赋名x=xlsread(file);%格式转换为矩阵之后就用x来代表导入的这个矩阵。如excel里输入了123456如下命令x(1,:)ans=123,.xlsEXCEL文件数据导入,68,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出外部文件导入,a1,a2,a3,a4=textread(test1.txt,%s%s%s%s,headerlines,4)说明：%s可以是其他形式，跟读入的数据类型有关，比如这里也可以用%n,%f等。这里%s的个数和a1,a2,a3,a4对应。,.txt记事本文件数据导入,69,4.MATLAB程序设计,4.2数据输入与输出外部文件导入,file-importdata按照提示进行,.xls,.txt,70,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制for循环,for循环控制命令,格式：fori=n1:(step):n2commands;end作用：重复执行命令集commands.,循环控制命令(for命令),71,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制for循环,例1：求和：s=1+2+nn=input(请输入n=);s=0;fori=1:ns=s+i;fprintf(i=%.0f,s=%.0fn,i,s);end,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,72,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制for循环,例3：求阶乘：p=123n=n!n=input(请输入n=);p=1;fori=1:np=p*i;fprintf(i=%.0f,p=%.0fn,i,p);end,例4：求e：e=1+1+1/2!+1/3!+1/n!n=input(请输入n=);p=1;e=1;fori=1:np=p*i;p1=1/p;e=e+p1;fprintf(i=%.0f,p=%.0f,e=%.8fn,i,p,e);end,73,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制for循环,例5：求pi：pi/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9-1/11+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,74,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制while循环,while条件循环命令,条件循环命令(while命令),格式：while(conditionistrue)commands;end作用：重复执行命令集commands.,75,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制while循环,例6：求和：s=1+2+n3000s=0;k=1;whiles3000s=s+k;fprintf(k=%.0f,s=%.0fn,k,s);k=k+1;end,例7：求e：e=1+1+1/2!+1/3!+(1/n!=1.0e-8p=p*i;r=1/p;e=e+r;fprintf(i=%.0f,r=%.9f,e=%.9fn,i,r,e);i=i+1;end,76,4.MATLAB程序设计,4.3程序结构控制if控制,if选择控制命令,单项选择控制格式：if(conditionistrue)commands;end作用：若条件成立，则执行命令集commands.否