MATLAB软件使用简介

1、MATLAB软件使用简介MATLAB是一个功能强大的常用数学软件，它不但可以解决数学中的数值计算问题，还可以解决符号演算问题，并且能够方便地绘出各种函数图形。MATLA田1984年由美国的MathWorks公司推向市场以来，历经十几年的开展和竞争，现已成为国际最优秀的科技应用软件之一。这里主要以适用于Windows操作系统的MATLAB5.3版本向读者介绍MATLAB勺使用命令和内容。一、MATLAB的进入/退出MATLAB的安装成功后，系统会在Windows【开始】菜单的【程序】子菜单中参加启动MATLAB令的图标，用鼠标单击它就可以启动MATLAE统，见图2.1。临1+1).TP宜-I,-

2、TIs-1刍-d.Earlstr：D(d.pb.j.5Int*rBisWlerasoft阴口皂StuJL*B.Olircaswfl:OfficeStMiltEDitrfLjis。7哗DrwlefarTii-idnisK布牛金_1SJT=Mln-1HtLVai.L?c11中交版HiE心cgeEe；iti:-a4宓JFt-iEtnALd：.ftp柬ri】#财m.勃闺扫曳片I戒云&BltiliFlOJJFi-d).费平卜前Hi前HiiuiliHiikTSOFlisiLel跖皿V5-BD5分式帘5琶理重ftcDPTSWif5IntttfLAl3xplT4E*JEn:、=rfKrer；T图2.1启动MA

3、TLAB启动MATLAB，屏幕上出现MATLAEBfj令窗口图2.2MATLAB命令窗口图2.2的空白区域是MATLAB的工作区命令输入区，在此可输入和执行命令。退出MATLAE统像关闭Word文件一样，只要用鼠标点击MATLAB!统集成界面右上角的关闭按钮即可。二、MATLAB操作的须知事项在MATLAB作区输入MATLAE令后，还须按下Enter键，MATLAB才能执行你输入的MATLAB令，否如此MATLABF执行你的命令。MATLAB是区分字母大小写的。一般，每输入一个命令并按下Enter键，计算机就会显示此次输入的执行结果。（以下用/表示回车）。如果用户不想计算机显示此次输入的结果，

4、只要在所输入命令的后面再加上一个分号“；即可以达到目的。如：x=2+3/x=5x=2+3;/不显示结果5在MATLABT作区如果一个表达式一行写不下，可以用在此行结尾处键入三个英文句号的方法达到换行的目的。如：q=5A6+sin（pi）+exp（3）+（1+2+3+4+5）/sin（x）-5x+1/2-567/（x+y）MATLAB可以输入字母、汉字，但是标点符号必须在英文状态下书写。MATLAB中不需要专门定义变量的类型，系统可以自动根据表达式的值或输入的值来确定变量的数据类型。命令行与M文件中的百分号“标明注释。在语句行中百分号后面的语句被忽略而不被执行，在M文件中百分号后面的语句可以用H

5、elp命令打印出来。三、MATLAB勺变量与表达式MATLAB勺变量名MATLAB勺变量名是用一个字母打头，后面最多跟19个字母或数字来定义的。如x，y，ae3，d3er45都是合法的变量名。应该注意不要用MATLAB中的内部函数或命令名作为变量名。MATLAB中的变量名是区分大小写字母的。如在MATLAB,ab与Ab表示两个不同的变量。列出当前工作空间中的变量命令为Who将内存中的当前变量以简单形式列出；Whos列出当前内存变量的名称、大小、类型等信息；Clear去除内存中的所有变量与函数。MATLAB勺运算符数学运算符：+加号，-减号，*乘号，左除，/（右除），A（乘籍）关系运算符：（大于

6、），=（大于等于），=(等于),=(不等于)逻辑运算符：&(逻辑与运算),|(逻辑或运算),(逻辑非运算)MATLAB勺表达式与语句表达式由运算符、函数、变量名和数字组成的式子。MATLAEm句由变量、表达式与MATLA院令组成，用户输入的语句由MATLAB系统解释运行。MATLAB句的2种最常见的形式为：形式1:表达式形式2:变量=表达式在第一种形式中，表达式运算后产生的结果如果为数值类型，系统自动赋值给变量ans,并显示在屏例1：用两种形式计算56sin解：Matlab命令为形式1:5A6+sin(pi)+exp(3)/ans=3e算术运算结果。1.5645e+004形式2:a=5A6+s

7、in(pi)+exp(3)a=1.5645e+004如果在表达式的后面加“；，有a=5A6+sin(pi)+exp(3)；/执行后不显示运算结果。22，B1A例2:矩阵1解：Matlab命令为A=1,2;1,2;B=1,1；2,2;C=(Acuti.-Jv-viJrHjitkak.Prpwity，虫1:rWwQVI顷网T-441图2.3新建M文件图2.4M函数与M文件编辑器(编辑窗口)命令文件命令文件的一般形式为：.m如al.m,pp.m等都是合法的M文件名。M文件有两种运行方式：一是在命令窗口直接写文件名，按Enter键；二是在编辑窗口打开菜单Tools,再单击RueM文件保存的路径一定要在

8、搜索路径上，否如此M文件不能运行。以下例题中如果不做特别说明，都是以第一种方式运行的。例15:用M命令文件画出衰减振荡曲线Ve3sin3t与其它的包络线y。e3。t的取值X围是0,4。解：步骤：1. 打开MATLA徐令窗口，单击File|New|Mfile(见图2-3)打开编辑窗口；2. 在编辑窗口逐行写如下语句；t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)保存M文件，并且保存在搜索路径上，文件名为al.m;图2.5衰减振荡曲线与包络运行M文件。在命令窗口写a1,并按Enter键，

9、或者在编辑窗口打开菜单Tools,在选择RunM函数文件M函数文件的一般形式为:function=()M函数文件可以有多个因变量和多个自变量，当有多个因变量时用括起来。为了更好的理解函数文件，请看下例：例16:设可逆方阵为A,编写同时求A，A,A,A的M函数文件。解：步骤：1. 打开MATLA院令窗口，单击File|New|Mfile(见图2-3)打开编辑窗口;在编辑窗口逐行写如下语句；functionda,a2,inva,traa=p4(x)%da为矩阵x的行列式%a2为矩阵x的平方%inva为矩阵x的逆矩阵%traa为矩阵x的转置da=det(x)a2=xA2inva=inv(x)traa

10、=x保存M函数文件，并且保存在搜索路径上，文件名为命令窗口执行如下语句：A=1,2;5,8;/瀚入矩阵A。p4(A)/湖用函数计算矩阵A的A,A,A,Aoda=-2a2=11184574inva=traa=58九、程序设计语句for循环for循环的语句为：fori=表达式可执行语句1可执行语句nend说明：1表达式是一个向量，可以是m:n,m:s:n,也可以是字符串、字符串矩阵等。(2)for循环的循环体中，可以屡次嵌套for和其它的结构体。例17：利用for循环求1100的整数之和。解:(1).建立命令文件exam1.m卿J用for循环求1100的整数之和sum=0;fori=1:100su

11、m=sum+i;endsum(2)执行命令文件exam1mexam1/sum=5050例18:利用for循环找出100200之间的所有素数。解：(1).建立命令文件exam2.m%利用for循环找出100200之间的所有素数disp(100200之间的所有素数为：)form=100:200k=fix(sqrt(m);咻m的算术平方根然后取整.fori=2:k+1ifrem(m,i)=0%求整数m与i的余数break;endendifi=k+1disp(int2str(m)%以字符串的形式显示素数.endend执行命令文件exam2.moexam2/10110310710911312713113

12、7139149151157163167173179181191193197199说明:break语句能在for循环和while循环中退出循环，继续执行循环后面的命令。while循环while循环的语句为：while表达式循环体语句end说明：表达式一般是由逻辑运算和关系运算以与一般的运算组成的表达式，以判断循环要继续进展还是要停止循环。只要表达式的值非零，即为逻辑为“真“，程序就继续循环，只要表达式的值为零就停止循环。例19：利用while循环来计算1!+2!+50!的值。%利用while循环来计算1!+2!+.+50!的值sum=0;i=1;whilei51prd=1;j=1;whilej=

13、iprd=prd*j;j=j+1;endsum=sum+prd;i=i+1;enddisp(1!+2!+.+50!的和为：)sum(2)执行命令文件exam3.moexam3/1!+2!+.+50!的和为：sum=2.5613e+018if-else-end分支此分支结构有3种形式：(1)if表达式执行语句end功能：如果表达式的值为真，就执行语句，否如此执行end后面的语句if表达式执行语句1else执行语句2end功能：如果表达式的值为真，就执行语句1,否如此执行语句2.if表达式1执行语句1elseif表达式2执行语句2else语句nend功能：如果表达式1的值为真，就执行语句1,然后跳

14、出if执行语句；否如此判断表达式2,如果表达式2的值为真，就执行语句2,然后跳出if执行语句.否如此依此类推，一直进展下去.如果所有的表达式的值都为假,就执行end后面的语句.例19:编一函数计算函数值：f(x)xx12x11x103x1110x30sinxlnxx30解：(1).建立M函数文件yx.m。functiony=yx(x)ifx=1&x10&x=30y=3*x-11elsey=sin(x)+log(x)end(2).调用M函数文件计算f(0.2),f(2),f(30),f(10)。result=yx(0.2),yx(2),yx(30),yx(10*pi)/result=switch

15、-case-end分支Switch语句的形式为：switch表达式case常量表达式1语句块1case常量表达式2语句块2case(常量表达式n,常量表达式n+1,语句块notherwise语句块n+1end功能：switch语句后面的表达式可以为任何类型；每个case后面的常量表达式可以是多个，也可以是不同类型；与if语句不同的是，各个case和otherwise语句出现的先后顺序不会影响程序运行的结果。90,100分显示优秀;例20:编一个转换成绩等级的函数文件，其中成绩等级转换标准为考试成绩分数在在80,90)分显示良好；在60,80)分显示与格；在0,60)分显示不与格。解：funct

16、ionresult=ff(x)n=fix(x/10);switchncase9,10disp(优秀,)case8disp(良好)case6,7disp(与格)otherwisedisp(不与格)end(2).调用M函数文件判断99分,56分,72分各属于哪个X围.ff(99)/优秀ff(56)/不与格ff(72)/与格十、Matlab绘图1-plot(y)功能:画一条或多条折线图。其中y是数值向量或数值矩阵。说明：当y是数值向量时，plot(y)在坐标系中顺序的用直线段连接顶点i,y(i)画出一条折线图；当y是数值矩阵时，Matlab为矩阵的每一列画出一条折线，绘图时，以矩阵y每列元素的相应行

17、下标值为横坐标，以y的元素为纵坐标绘制的连线图。例21:画出向量1,3,2,9,0.5折线图。解:MATLAB命令为y=1,3,2,9,0.5;Plot(y)plot(x,y)功能：画一条或多条折线图。其中x可以是长度为n的数值向量或是nm的数值矩阵，y也可以是长度为n的数值向量或是nm的数值矩阵。当x,y都是长度为n的数值向量时,plot(x,y)在坐标系中顺序的用直线段连接顶点x(i),y(i)画出一条折线图；当x是长度为n的数值向量且y是nm的数值矩阵时，plot(x,y)用向量x分别与矩阵y的每一列匹配，在同一坐标系中绘出m条不同颜色的折线图；当x和y都是nm的数值矩阵时，plot(x

18、,y)分别用矩阵x的第i列与矩阵y的第i列匹配，在同一坐标系中绘出m条不同颜色的折线图。注：plot(x,y)命令可以用来画通常的函数f(x)图形，此时向量x常用命令x=a:h:b的形式获得f(x)函数在绘图区间a,b上的自变量点向量数据，对应的函数向量值取为y=f(x)。步长h可以任意选取，一般，步长越小，曲线越光滑，但是步长太小，会增加计算量，运算速度要降低。通常步长h取为0.1可以达到较好的绘图效果。如果想在图形中标出网格线，用命令：plot(x,y),gridon即可。例22：画出函数y=sinx2在-5x5的图形。解：Matlab命令：x=-5:.1:5;/%取绘图横坐标向量点xy=

19、sin(x.A2);/plot(x,y),gridon-505图2.7曲线y=sinxA222L匕1-221例23:画出椭圆52的曲线图。x5cost(0t2)解：对于这种情形，首先把它写成参数方程V2sintMatlab命令：t=0:pi/50:2*pi;/x=5*cos(t);/y=2*sin(t);/图2.8椭圆plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3-)功能：在同一图形窗口画出多条不同颜色曲线，曲线关系为y1f(x1),y2f(x2),y3f(x3),.o例24:在同一图形窗口画出三个函数y=cos2x,y=x2,y=x的图形,-2x2解:Matlab命令：x=-2:.1:2;/p

20、lot(x,cos(2*x),x,x.A2,x,x)/2. legend(cos(2x),xA2,x)/图2.9例5的绘图结果ezplot(F,xmin,xmax)功能：画出符号函数F在区间xmin,xmax内的图像说明：F是只含有一个变量的函数。如果区间xmin,xmax缺省，默认区间为-2pi,2pi例25:绘制2-e3t23cost2在。,4pi间的图形。ezplot(2/3*exp(-t/2)*cos(3/2*t),0,4*pi)图2.10符号函数的图形5.二维特殊图形除了plot指令外，Matlab还提供了许多其它的二维绘图指令，这些指令大大扩大了Matlab的曲线作图指令，可以满足

21、用户的不同需要。Matlab命令：symst/函数名称功能函数名称功能bar直方图loglog双对数曲线barh垂直的直方图semilogxx轴对数坐标曲线bar3三维直方图semilogyy轴对数坐标曲线bar3h垂直的三维直方图polar极坐标曲线hist统计直方图stairs阶梯图pie饼图stem火柴棍图pie3三维饼图pcolor伪彩图fplot数值函数二维曲线area面积图ezplot符号函数二维曲线errorbar误差棒棒图gplot绘拓扑图quiver矢量场图fill平面多边形填色ribbon代状图例26：练习指令bar,stairs,pie,pie3,stem,area.解:Matlab命令：x=1:5;subplot(2,3,1),bar(x),title(subplot(2,3,2),stairs(x),title