MATLABSimulink教程-编程、计算与仿真（第2版）课件 chapter2 MATLAB的编程基础

第二章:MATLAB的编程基础FundamentalsinMATLABProgramming主讲：薛定宇

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课

程

建设MATLAB科学运算与仿真第二章MATLAB编程基础FundamentalsinMATLABProframming主讲：薛定宇东北大学信息学院MATLAB科学运算与仿真国家级一流本科课程建设第二章MATLAB编程基础MATLAB的基本操作MATLAB数据结构MATLAB语句结构MATLAB基本运算MATLAB的文件操作2.1MATLAB的基本操作MATLAB窗口的组成部分工作路径设置startup.m文件MATLAB联机帮助系统显示格式

short(默认)、rat、compact、longe等界面设置例2.1

圆周长与面积计算、显示假设圆半径r=5，计算圆的周长和面积圆周率p

用保留常数pi表示求解语句显示误差计算其他命令工作空间的管理who,whosclear,clearvars,clearvars-exceptsave,load箭头键的使用耗时测试方法一：tic,toc命令方法二：2-2MATLAB数据结构保留的常数机器精度eps,其值为圆周率pi不定式NaN,

notanumber无穷大Inf,inf虚数i,j,i=1i;逻辑量true,false常数可以改写，恢复默认值可用clear命令例2-2pi的值与改写显示pi的值改写pi的值恢复默认值2.2.2变量的命名规则第一个字符为字母后面接字母、数字与下划线，不能含有空格最大长度不超过63个字符，否则将自动被截断区分大小写查询某函数名是否被占用which命令exist函数2.2.3数值型数据结构数值运算支持的最精确数值型数据结构IEEE标准：64位二进制位（8字节）一个符号位，11个指数位，52位数值值域范围最小可以表示的数可以保留15~16位十进制有效数字可以由double函数直接转换其他数值结构，single，32位，7位十进制数字整型数值int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32等例2-3矩阵输入已知矩阵MATLAB输入命令矩阵动态定维例2-4

复数矩阵的输入复数矩阵MATLAB输入语句虚数的表示复数单位：1i,1j或sqrt(-1)，不建议使用i或j2.2.4符号型数据结构用于公式推导和解析解求解声明符号变量其他类型选项positive,negative,integer,rational可以使用clear命令取消定义其他属性设置assume()和assumeslso()函数由assumptions()函数显示属性提取表达式中符号变量例2-5

如何表示1/3?数值的表示方法双精度表示方法1/3符号表示方法sym(1/3)简单算式双精度框架计算符号运算例2-6

你能记住p的多少位？MATLAB可以使用vpa()显示数值（甚至无理数）p的显示直接显示最多显示32766位可以存入字符串逐位显示可以考虑使用循环例2-7

显示无理数e

的前100位直接命令正确的命令符号变量的进一步设置设置范围符号变量性质的显示已知A,可以转换成符号型数据结构例2-8如何表示长整数？如果想在MATLAB下描述12345678901234567890直接描述方法执行机制带来的问题正确的描述方法例2-9

符号矩阵的变换已知复数矩阵输入MATLAB环境变换成符号矩阵例2-10

符号函数的描述描述符号函数符号型变量结构为sym，符号型函数为symfun如果给出下面命令如果冲突，可以先删除原有定义2.2.5任意符号型矩阵的生成任意向量任意矩阵例2-11：生成任意矩阵MATLAB命令2.2.6

其他数据结构字符串整型数据与逻辑数据结构体多维数组单元数组类与对象表格数据2.2.7数据结构的识别可以由class函数读取数据结构可以由isa函数，如很多由is引导的函数isnanisfiniteisstruct2.3MATLAB语句结构基本赋值语句函数调用语句冒号表达式子矩阵提取MATLAB人机交互命令2.3.1

基本赋值语句语句格式语句的执行，结果赋给aa可以忽略，返回给ansans为answer，存最新的无返回变元赋值语句结果分号的作用例2-12

嵌套函数计算已知求MATLAB求解语句2.3.2

函数调用语句结构函数对应*.m文件，或由MATLAB内核提供同一函数支持不同的调用格式举例第4章介绍MATLAB函数编程方法2.3.3

冒号表达式语句格式生成行向量s2可以省略，默认值为1向量不一定包含s3如果想包含s3选择合适步距调用函数例2-13

生成行向量生成范围选择步距h=0.2MATLAB命令其他生成方法例2-14

生成13可以整除的数搜索范围1-1000脑筋急转弯满足条件的整数MATLAB求解2.3.4

子矩阵的提取子矩阵提取命令删除某行例2-15子矩阵提取实例MATLAB命令2.3.5MATLAB的人机交互函数输入数值输入字符串菜单选择例2-16人机交互命令2.4MATLAB基本运算代数运算超越函数运算逻辑运算比较运算字符串运算符号表达式处理2.4.1代数运算代数运算的定义：变量之间的有限次加、减、乘、除、乘方、开方等运算称为代数运算。常用代数运算及MATLAB实现转置加减乘除法方阵的乘方方阵的开方多解问题其他常用运算点运算（相应元素的运算）翻转旋转展开变维，前提条件最大值矩阵最大值排序取整，其他取整函数ceil,floor,fix

例2-17

特殊的加法已知矩阵数学上两个矩阵是否可加？MATLAB运算例2-18复数矩阵的实部虚部提取已知矩阵提取实部、虚部唯一解问题例2-19

方阵开方解的不唯一性解的旋转已知矩阵三次方根其他的根例2-20A的逆矩阵与A的-1次方二者是一回事吗？已知矩阵MATLAB运算例2-21

如何保留两位小数？已知矩阵，求逆保留两位小数如何实现？乘以100后取整，再乘以0.01MATLAB实现2.4.2超越函数运算超越函数通常指变量之间的关系不能用有限次加、减、乘、除、乘方、开方运算表示的函数常用的超越函数指数函数对数函数三角函数单位变换反三角函数例2-22

证明恒等式证明公式的方法直接将公式用符号表达式表示如果想证明两端相等，则得出其差再化简，观察是否为0直接证明例2-23

化简对数计算表达式对数计算表达式MATLAB求解例2-24

化简三角函数已知三角函数MATLAB求解例2-25

计算三角函数已知三角函数MATLAB直接计算例2-26

总是成立吗？以前的概念是在实数范围内建立起来的可以尝试复数，看看有无新结论复数的余弦逻辑运算与比较运算逻辑运算（相当于点运算）逻辑与，标量的与逻辑或逻辑非逻辑异或比较运算关系语句其他关系：>,<,<=,==,~=2.4.5

字符串运算字符串的表示：单引号例2-27多个字符串的串接与其他处理方法演示MATLAB求解例2-28

字符串中如何表示单引号？单引号可以表示字符串如何在字符串内表示单引号？两个连续的单引号表示字符串中的单一单引号MATLAB表示字符串处理函数例2-29

字符串查找已知字符串找出其中的oMATLAB求解字符串替换：o替换成OK例2-30

将字符串转换成ASCII码字符串MATLAB下的转换转换回字符串例2-31

双精度的1/3到底是什么？将1/3转换成字符串MATLAB表示例2-32

圆的面积与周长

圆半径r=5用可读的方式显示圆的周长和面积MATLAB求解2.4.6符号表达式的处理符号表达式的处理方法例2-33

改写表达式已知表达式将其改写成正弦函数MATLAB求解例2-34

改写分段函数已知表达式x为实数改写成分段函数MATLAB求解例2-35

因式分解多项式多项式因式分解例2-36

变量替换多项式将s

替换成MATLAB求解例2-37

另一种变量替换方法多项式符号函数2.5MATLAB的文件操作MATLAB工作空间变量的存取文件读写函数MicrosoftExcel文件的操作2.5.1MATLAB工作空间变量的存取文件处理文件名后缀mat2.5.2

文件读写函数常用文件处理函数例2-38MA