MATLAB实用教程PPT课件

1、MATLAB实用教程电子教案1.0,下载更新：,.,2,本书的主要内容和结构,.,3,第1章MATLAB简介,MATLAB的主要特点MATLAB的桌面环境MATLAB的帮助系统,.,4,MATLAB的主要特点,简单易学代码短小高效计算功能强大绘图功能强大可扩展性能,.,5,MATLAB的桌面环境,启动按钮命令窗口命令历史窗口工作空间窗口当前目录浏览器,.,6,主界面,当前目录浏览工具,命令窗口,启动按钮,命令历史窗口,工作空间窗口,.,7,MATLAB的帮助系统,帮助浏览工具help函数和doc函数,.,8,第2章数据类型,常数和变量数组和矩阵字符串多维数组结构单元数组函数句柄,.,9,常数,

2、下表列出了MATLAB提供的一些内部函数。,.,10,变量,变量名MATLAB变量名的第1个字符必须是字母，后面可以跟字母、数字和下划线的任何组合。注意：MATLAB中变量名有大小写区分，所以A和a是不同的变量。创建变量在MATLAB中创建变量很简单，不必声明变量的数据类型。例如在命令窗口键入下面的命令行就可以创建一个A变量。A=9A=9,.,11,变量的数据类型,数组,逻辑型,字符型,数值型,单元数组,结构数组,函数句柄,Java类,定制类,int8,uint8int16,uint16int32,uint32,Single,Double,.,12,数组和矩阵,MATLAB中，所有数据都用数组

3、或矩阵形式进行保存。数组矩阵,.,13,数组,构造数组的方法：直接构造法增量法linspace函数法,.,14,直接构造数组,在MATLAB中构造数组，只需要用空格或逗号间隔数组元素，然后用方括号括起来就行了。如x=023678或x=0,2,3,6,7,8就构造了一个有6个元素的数组x。,.,15,用增量法构造数组,利用MATLAB提供的冒号运算符(first:step:last)可以生成数组。数组中的元素按顺序从first一直到last，增量为step。(2:3:14)如果不指定增量step，则按升序生成数组，后面的数比它前面第一个数大1。(2:13)如果要求生成降序排列的数组，指定一个负的

4、增量。增量可以是整数，也可以是小数。,.,16,用linspace函数构造数组,用linspace函数构造数组，需要指定首尾值和元素总个数。基本形式是：x=linspace(first,last,num)其中，first,last和num分别为x数组的首尾元素和元素个数。如x=linspace(0,10,5)x=02.50005.00007.500010.0000,.,17,矩阵,构造矩阵的方法：简单的创建方法构造特殊矩阵聚合矩阵组合不同类型的数据,.,18,用简单方法构造矩阵,MATLAB中创建矩阵最简单的方法是使用符号。在方括号内输入多个元素可以创建矩阵的一个行。用逗号或空格把每个元素间隔

5、开。如果想开始一个新行，用分号终止当前行：A=row1;row2;.;rown下面创建一个3行5列的数值矩阵。A=126293-822;162874391;-417-72956A=126293-822162874391-417-72956,.,19,构造特殊矩阵,MATLAB提供了多个创建不同矩阵的函数，如下表所示。,.,20,聚合矩阵,矩阵聚合是通过连接一个或多个矩阵来形成新的矩阵。符号不仅是矩阵构造符，它还是MATLAB聚合运算符。表达式C=AB在水平方向上聚合矩阵A和B，表达式C=A;B在垂向上聚合它们。本例通过在垂向上聚合矩阵A和B来构造新矩阵C：A=ones(2,5)*6;%25的矩

6、阵，元素为6B=rand(3,5);%35的矩阵，元素为随机数C=A;B%垂向聚合A和B注意：在每一条程序后面，有分号“；”，则该语句求出的内容不显示在屏幕上；若没有分号，则所求内容会显示出来,.,21,组合不同类型的数据,构造矩阵时，如果矩阵的数据类型不同，则MATLAB会自动对某些元素进行类型转换，然后生成的矩阵具有相同的类型。用一个高精度的矩阵和一个低精度的矩阵构造新矩阵时，新矩阵是低精度型的。例如，聚合double型和single型的矩阵时，总是生成single型的矩阵。MATLAB会先将double型元素转换为single型。,.,22,聚合矩阵的特殊函数,下表列出了聚合矩阵的一些特

7、殊函数。,.,23,获取矩阵的元素,使用编号索引使用线性索引使用冒号使用end关键字,.,24,使用编号索引获取矩阵的元素,利用编号和索引，可以获取MATLAB矩阵的元素。要引用矩阵中的特殊元素，用下面的语法指定它的行号和列号，其中A是矩阵变量。按先行后列的顺序指定。A(row,column),.,25,使用线性索引获取矩阵的元素,MATLAB保存矩阵中的数据时是作为一个元素列保存。这个元素列又是由矩阵中的所有列组成的，后一列元素按先后顺序添加到前一列元素的最后。所以，矩阵AA=269;428;301A=269428351在内存中是按下面的序列保存的：2,4,3,6,2,5,9,8,1矩阵A第

8、3行第2列的元素可以看作实际保存序列中的第6个元素。要获取这个元素，可以使用标准语法A(3,2)或使用A(6)。,.,26,使用冒号获取矩阵的元素,利用冒号本身可以引用矩阵某行或列的所有元素。使用下面的语法，可以计算44的魔方矩阵A中所有元素的和。sum(A(:,2)ans=34将冒号进行索引，可以引用整个矩阵中的所有元素。本例显示矩阵A中的所有元素，按列序返回它们：A(:),.,27,使用end关键字获取矩阵的元素,利用end关键字可以指定矩阵某维的最后一个元素。它适用于不知道矩阵有多少行或多少列的情况。例如，可以用下面的语句进行值的替换：B(1:3:end)=-10,.,28,字符串,字符

9、串的创建类型转换字符串的比较字符串的聚合字符串的搜索和替换,.,29,创建字符串,通过把字符放到单引号中来指定字符数据。如，下面创建一个15的字符串country。country=China;创建一个二维字符串时，确定每行具有相同的长度，例如，下面两个字符串都有5个字符，用它们组合起来的二维字符串是合法的。name=LiYi;HuXuname=LiYiHuXu根据不同长度的字符串创建字符串时，将短的那些字符串后面用空格补齐，使所有字符串的长度相同。,.,30,类型转换,用char函数把单元数组转换为标准字符串数组。str2double函数把一个字符串单元数组转换为字符串表示的双精度值。int2

10、str函数将整型数据转换为字符串型数据。num2str函数对输出字符串的格式提供了更多控制，该函数的第2个变量是可选的，它设置输出字符串的位数，或指定一个实际的格式。mat2str函数将数组转换为字符串。mat2str函数将返回一个包含文本的字符串，该文本在命令行中输入，用于创建矩阵。,.,31,字符串的比较,用strcmp函数比较字符串，字符串不相等时，返回false。可以使用MATLAB的关系运算符，如，可以用（）确定两个字符串中的相同字符。所有关系运算符(,=,0，则a必须大于等于0。,.,236,二维偏微分方程的求解,利用MATLAB提供的偏微分方程数值解工具箱，可以求解二维PDE问题

11、。可求解的问题包括椭圆型问题、抛物型问题、双曲型问题、特征值问题和非线性问题等。该工具箱使用有限单元法进行数值求解。,.,237,基本二维偏微分方程问题及其求解函数,基本二维偏微分方程问题及其求解函数如下表所示。,.,238,用GUI求解偏微分方程,在MATLAB命令窗口中输入命令：pdetool，然后单击回车键，显示PDE图形用户界面，如下图所示。可以在该工具中可视地完成整个建模、求解和绘图任务。,.,239,用GUI求解偏微分方程的基本步骤,一般地，利用PDE图形用户界面求解PDE问题的过程分为以下几步：选择应用模式；建立几何模型；定义边界条件；定义PDE类型和PDE系数；三角形网格剖分；

12、PDE求解；解的图形表达。其中前5步可称为前处理，第7步可称为后处理。,.,240,第15章计算几何的MATLAB实现,点与多边形的包含关系矩形的集合运算凸包Delaunay剖分Voronoi图最近邻搜索,.,241,点与多边形的包含关系,用inpolygon函数可以测试点是否位于在多边形区域内部。,.,242,矩形的集合运算,MATLAB用rectint函数求矩形区域的交。,.,243,凸包,二维点集的凸包N维点集的凸包,.,244,二维点集的凸包,用convhull函数计算平面点集的凸包。例：下面的代码首先在极坐标中生成一系列点，用pol2cart函数将它们转换到笛卡儿坐标，然后用conv

13、hull函数计算点的凸包，用plot函数，用红色实线画出凸包线。xx=-1:.05:1;yy=abs(sqrt(xx);x,y=pol2cart(xx,yy);k=convhull(x,y);plot(x(k),y(k),r-,x,y,b+),.,245,N维点集的凸包,用convhulln函数求N维点集的凸包。根据维数的不同，可用不同方法绘convhulln函数输出数据的图形。对于2维情况，使用plot函数绘图。对于3维情况，使用trisurf函数绘图。使用patch函数绘图，对小面颜色可以有更多的控制。对于3维以上的情况，不能绘图。,.,246,Delaunay剖分,二维Delaunay剖分三维Delaunay剖分N维Delaunay剖分,.,