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1、数学实验之一,MATLAB软件初步,2019/11/6,Gongqu,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 通过实例练习，达到能灵活应用MATLAB软件解决一些简单问题。 4 借助MATLAB软件的绘图功能，对函数的特性进行探讨，广泛联想，大胆猜想，发现进而证实其中的规律。,实验目的,2019/11/6,Gongqu,7布置实验,实验一主要内容,1引言,2Matlab环境,3数组和函数,4图形功能,5M文件的编写,6范例：奇妙的数学函数,返回,2019/11
2、/6,Gongqu,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,MATrix LABoratory,MATLAB 软件,适合多学科、功能强大,高级课程的基本教学工具,返 回,2019/11/6,Gongqu,MATLAB 可以做,微积分：微分、积分、求极限、泰勒展开、级数求和 代数：求逆、特征值、行列式 、代数方程解的化简、数学表达式的指定精度求值 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,2019/11/6,Gongqu,统计计算：均值、方差、概
3、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,返 回,2019/11/6,Gongqu,MATLAB集成环境的组成,返 回,2019/11/6,Gongqu,MATLAB的主要特点,1）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,返 回,2019/11/6,Gongqu,（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
4、装。 4.安装完成后，在程序栏里便有了MATLAB选项。,安装,返 回,2019/11/6,Gongqu,在“开始程序MatlabMATLAB”中 单击MATLAB， 便会出现MATLAB Command Window (即命令窗口)。,启动,返 回,2019/11/6,Gongqu,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,2019/11/6,Gongqu,命令窗口,命令编辑区,2019/11/6,Gongqu,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
5、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,2019/11/6,Gongqu,命令窗口,2019/11/6,Gongqu,命令窗口,2019/11/6,Gongqu,1）以字母开头，后面可跟字母，数字和下短线； 2）大小写字母有区别，不超过31个字符。,变量,ans 用于结果的缺省变量名; pi 圆周率 eps 计算机的最小数; inf 无穷大 i或j i=j= -1的开方; NaN 不定量 realmin最小可用正实数;realmax 最大可用正实数 对于变量，MATLAB不需要任何类型的说明或维数语句，当输入一
6、个新变量名时MATLAB自动建立变量并为其分配内存空间。,特殊变量名,命令窗口,返 回,2019/11/6,Gongqu,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。,工作区,2019/11/6,Gongqu,工作区,返 回,2019/11/6,Gongqu,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,2019/11/6,Gongqu,M文件：命令文件和函数文件,程序编辑器,2019/11/6,Gongqu,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.
7、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。,2019/11/6,Gongqu,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 = 99,2019/11/6,Gongqu,又如： function F,G=f2(x) F=2*x(1)2+
8、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),2019/11/6,Gongqu,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 文件的列表,dir 列出当前目录下的所有文件,cd 显
9、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,返 回,2019/11/6,Gongqu,单击“路径浏览器” 按钮或选择“File”菜单下的“Set Path”项，即可打开路径浏览器。,路径浏览器按钮,路径浏览器,2019/11/6,Gongqu,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。,2019/11/6,Gongqu,只有将自己存放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,2019/11/6,Gon
10、gqu,加目录到搜索范围的方法：,单击“Path Browser”按钮;单击“Add to Path”按钮； 单击“”按钮，选中要加入的搜索路径，单击“确定”，然后单击“ok”，关闭Path Browser窗口； 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。,返 回,2019/11/6,Gongqu,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”,帮助系统,帮助窗口,2019/11/6,Gongqu,帮助系统,返 回,常数和变量 数组和矩阵 字符串,数据类型, ,内部常数,例2. a=abs(3
11、+4i) a= 5 huge=exp(log(realmax) huge= 1.7977e+308 toobig=pi*huge Toobig= inf,例1. 计算有理数, 2000/21 ans = 95.2381,变量,变量命名规则 变量名的第一个字符必须是一个英文字母，最多 可包括31个字符； x1, x2, x3,alpha, 变量名可由英文字母、数字和下划线混合组成； 变量名不得包含空格和标点,但可以有下连字符 变量名和函数名对字母的大小写敏感； X，x, Z, z 是不同变量,创建变量 在命令窗口中直接输入变量名称创建 A9 A 9 isvarname 8th_column /确
12、认变量名的合法性 ans= 0,数据类型,MATLAB用format命令来控制输出格式，,计算机浮点数记法,5.11108 5.11e+8 0.0000015=1.510-6 1.5e-6, 2.4560000= 2.456107 2.456e+7,数组,创建数组向量的三种常用方法: 1.增量法（利用冒号生成向量） x = i : j 如果 ik, 生成以i为初值, k为终值,-j为步长的有限等差数列;,只需要用空格或逗号间隔数组元素，再用方括号括起来。 如：X=0 2 3 6 7 8,x= linspace(2,8)将生成100个数,以2开始,以8结束。 y=linspace(2,8,10)
13、将生成10个数,以2开始,以8结束。 3. 利用logspace(a,b)生成等比向量,例3. 用dot()、cross()进行向量点积运算 a=1:4;b=3:6;c=dot(a,b) c=50 a=1:3;b=2:4;cross(a,b) ans = -1 2 -1,2. 利用linspace(a,b)生成等差向量,如：A=10:15 A= 10 11 12 13 14 15,2/18,2.2.1 创建矩阵的常用方法:,1.直接输入法; 2.函数法; 3.矩阵编辑器;4.数据文件法 直接输入法三条规则： 矩阵元素必须在方括号 之内; 同一行相邻元素间用逗号或空格分隔; 矩阵的行与行之间必须
14、用分号分隔. 例4. 三阶Hilbert矩阵 A=1 1/2 1/3;1/2 1/3 1/4; 1/3 1/4 1/5,A = 1.0000 0.5000 0.3333 0.5000 0.3333 0.2500 0.3333 0.2500 0.2000,矩阵,字符串,创建字符串使用单引号创建,Country=China; name=Li Yi;Hu Xu/创建二维字符串数组 name= Li Yi Hu Xu name=Liu Ying;Hu Xu /字符串长度要相同 name=char(Liu Ying,Hu Xu)/使用char函数创建,Str2double函数将字符串单元数组转换为双精度
15、值,c=37.294e-1;-58.375;13.796; d=str2double(c) d= 3.7294 -58.3750 13.7960,Int2str:整型转换为字符串型 num2str:实数转换为字符串型 mat2str:矩阵转换为字符串型,比较字符串,str1=hello; str2=help; strcmp(str1,str2) C= 0 /false str1=str2 ans= 1 1 1 0 0 /确定两个字符串中的 相同字符,strncmp: 可选择字符串的前n+1个字符进行比较,聚合字符串,num_chars=28; s=There are int2str(num_chars)characters here; s=sprintf(There are %d characters heren,num_chars);,country=China; province=SiChuan; strcat(country,province) ans= China,SiChuan,2019/11/6,Gongqu,数组和函数,矩阵的创建,数组的运算,矩阵的运算,数学函 数,2019/11/6,Gongqu,x=linspace(0, pi, 11) %11个从0到pi 的等间隔数.,1)数组的简单
