MATLAB第1讲.ppt

1、第一讲,MATLAB 概述,1熟悉MATLAB软件的用户环境,掌握其一般目的命令和MATLAB数组操作与运算函数; 2 掌握MATLAB软件的绘图命令,能熟练应用循环和选择结构实现各种循环选择功能. 3 通过数学实例练习,达到能灵活应用MATLAB软件解决一些简单问题,将数值计算方法/常微分方程等数学知识应用于数学建模/实际问题中. 4 借助MATLAB软件的绘图功能,对方程、函数等的特性进行探讨,广泛联想,大胆猜想,进而发现证实其中的规律.,MATLAB 可以做.,1 引言,MATLAB 软件,MATLAB集成环境的组成,MATLAB的主要特点,安装,启动,由美国MathWorks公司开发,

2、MATrix LABoratory,适合多学科、功能强大,高等课程的基本教学工具,MATLAB 软件,MATLAB 可以做.,微积分：微分、积分、求极限、泰勒展开、级数求和 代数：基本代数运算、求矩阵的Jordan标准形、奇异值分解、特征多项式、代数方程解的化简 数值分析：插值与拟合、数值微分与积分、函数逼近、代数方程和微分方程的数值解和符号解,常微分方程:求常微分方程、常微分方程组的符号解 统计计算：均值、方差、概率、参数估计、假设检验、相关性和回归分析、 统计绘图、随机数产生器等 优化问题的求解：线性规划、非线性规划等问题的求解 动态系统模拟,MATLAB 还可以做.,MATLAB集成环境

3、的组成,图形对象句柄： MATLAB在创建每一个图形对象时,都为该对象分配唯一的一个值,称其为图形对象句柄(Handle).句柄是图形对象的唯一标识符,不同对象的句柄不可能重复和混淆.,MATLAB的主要特点,运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高 2) 图形功能强大 3) 功能强大的工具箱 4) 易于扩充,（Windows操作平台） 1.将源光盘插入光驱； 2.在光盘的根目录下找到MATLAB的安装文件setup.exe; 3.鼠标双击该安装文件,按提示逐步完成安装. 4.安装完成后,在程序栏里便有MATLAB 选项.,安装,(1)利用快捷方式,双击快捷图标.(2)运行MATLAB系统

4、启动程序matlab.exe .(3)使用Windows“开始”菜单,在“开始程序MatlabMATLAB”中单击MATLAB , 便会出现MATLAB Command Window (即命令窗口).,启动,MATLAB系统的退出要退出MATLAB系统,也有3种常见方法:(1) 在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令.(2) 在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令.(3) 单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮.,退出,2. Matlab环境,命令窗口,MATLAB工作区,MATLAB 的程序编辑器,MATLAB帮助系统,MATLAB路径浏览器,命令编辑区,主

5、窗口,工作区,菜单栏,在MATLAB 6.5主窗口的菜单栏,共包含File、Edit、View、Web、Window和Help 6个菜单项. File菜单项：File菜单项实现有关文件的操作, Edit菜单项：Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作. View菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境的显示方式. (4) Web菜单项：Web菜单项用于设置MATLAB的Web操作. (5) Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单,只包含一个子菜单Close all,用于关闭所有打开的编辑器窗口,包括M-file、Figure、Model和GUI窗口. (6) Help菜单项

6、：Help菜单项用于提供帮助信息.,命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主要场所. MATLAB语句的一般形式为： 变量 = 表达式 如:键入：X=4.5 并回车, 将显示： X= 4.5 再键入：Y=sin(X*pi)并回车,将显示： Y= 1,命令窗口, 表达式后面跟分号“ ; ” , 将不显示结果,;,的作用, 表达式后面跟,或不跟任何符号,将显示表达式的计算结果 当一个表达式没写完就需换行时,应在该行末尾键入之后再回车换行 例如 S = 1-1/2+1/3+1/4+sin(3*X+Y)-cos(X). -1/8 + 1/10+1/20,命令窗口,命令窗口,命令窗口,变量命名规则 变量

7、需要区分字母的大小写; 名字不能超过31 (63 in 7.0)个字符,其后的字符被忽略; 变量必须以字母开头;之后可以是任意字母、数字或者下划线; 变量中不能含有标点符号.,特殊变量名,对于变量,MATLAB不需要任何类型的说明或维数语句,当输入一个新变量名时MATLAB自动建立变量并为其分配内存空间.,复数,不需要特殊的处理.复数可以表示为:a=10-9i 或 a=10-9*i 复数运算不需要特殊处理,可以直接进行. 例 复数 z1=3+4i，z2=1+2i，z3=2*pi*i， 计算 z=z1*z2/z3,显示格式,MATLAB中所有的量为双字长浮点数,显示按下面显示规则： 在缺省情况下

8、,当结果为整数,作为整数显示;当结果为实数,以小数后4位的精度近似显示. 如果结果中的有效数字超出了这一范围,以科学计数法显示结果.,a = 1.23456789,数学表达式,工作区：接受MATLAB命令的内存区域，存储着命令编辑区输入的命令和创建的所有变量值。包括Command History和Workspace窗口。,查看工作区变量: who或whos 显示当前工作区中的所有变量 clear 清除工作区中的所有变量 clear (变量名) 清除指定的工作区变量,工作区,which test 显示 M 文件 test.m 所在的目录,what 返回当前目录下 M , MAT , MEX 文件

9、的列表,dir 列出当前目录下的所有文件,cd 显示当前的工作目录,type test 在命令窗口下显示 test.m 的内容,delete test 删除 M 文件 test.m,文件管理,MEX文件：在MATLAB环境下调用外部程序的应用接口,保存工作区变量,quit 或 单击右上角的“”按钮,退出工作区,save (文件名) 将当前工作区的变量储存在 一个MAT-文件中,load (文件名) 调出一个MAT-文件,工作区,MAT文件：通过C或Fortran语言将数据结果转换成,在MATLAB命令窗口单击“新建”按钮,就可打开MATLAB程序编辑器,在此可建立和编辑M文件.,程序编辑器,M

10、文件：命令文件和函数文件,程序编辑器,2.命令M文件及其运行,命令M文件：一些命令行的组合.,例如：% 文件名ex1.m x=4;y=6;z=2; items=x+y+z cost=x*25+y*22+z*99 average_cost=cost/items,1）在程序编辑窗口输入,以名为ex1.m的M文件存磁盘,2）在MATLAB命令编辑窗口键入ex1,便会顺序执行该文件中的命令.,3. 函数M文件及其调用,例如： function f=f1(x) f=100*(x(2)-x(1)2)2-(1-x(1)2;,调用格式： x=2 3; f=f1(x),结果为：f = 99,又如： functi

11、on F,G=f2(x) F=2*x(1)2+2*x(2)2-2*x(1)*x(2)-4*x(1)-6*x(2); G=x(1)+5*x(2)-5 2*x(1)2-x(2); -x(1) -x(2);,调用格式： x1=4 5; F1,G1=f2(x1),结果为：F1 = -4 G1 = 24 27 -4 -5,无输出参数时，如： function printresults(x) 或 function =printresults(x),选择“File”菜单下的“Set Path”项,即可打开路径浏览器.,路径浏览器,路径浏览器,能够修改MATLAB的搜索路径并查看任意路径下的所有文件.,只有将

12、自己存放M文件 (程 序)的目录加入到MATLAB搜索范 围内,在命令窗口中键入文件名 后,才能执行.,注意,路径浏览器,加目录到搜索范围的方法,选择“File”菜单下的“Set Path”项,即可打开路径浏览器 ; 单击“Add folder”或“Add with subfolders”按钮,选中要加入的搜索路径,单击“close”; 如果你想永远保持当前搜索路径,当在出现一个该问题的对话框时,单击“Yes”按钮,否则单击“No”按钮.,帮助系统,在MATLAB命令窗口单击工具栏的“？”按钮或键入helpwin,即可进入“帮助窗口”,帮助窗口,帮助系统,lookfor 命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容 who 和 whos 的作用是列出在 MATLAB 工作内存中驻留的变量名 exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在性,怎样获得详尽的帮助信息,首先是MATLAB窗口中的help命令,它最常用、最快,往往也是最有效的.给出关键字就能找到相应的说明.Help命令简单易用，但是它要求准确给出关键字,如果记忆不准,就很难找到,这时就应该用第二种方案. Help Desk：这是MATLAB的HTML格式的帮助文档,有着很好的组织.可以在命令行键入helpd