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1、matlab软件教程第一章 Matlab基础知识与基本操作 1.1 Matlab概述 1.2 Matlab进入与退出 1.3 Matlab桌面工作环境 1.3.1 窗口1指令窗口（Command Window） 该窗口是进行Matlab操作最主要的窗口。窗口中“”为指令输入提示 符，其后输入运算指令，按回车键即可执行运算，并显示运算结果 （图形除外）。若在指令后输入“；”，则不显示计算结果，但结果 保存在内存中。“%”后面书写的是用于解释的文字，不参与运算。例如： a=1;b=2;c=a+b%键入后，按回车（Enter）键 运行结果: c= 3matlab软件教程2工作空间(Workspace
2、) 在默认的Matlab工作桌面环境，位于左上方窗口前台，列出内存中Matlab工 作空间的所有变量的变量名（Name）、值（Value）、尺寸（Size）、字 节数（Bytes）、和类型（Class）。用鼠标选中变量，单击右键可以进行 打开（Open Selection）、保存（Save as）、清除（Delete）、修改（Edit Value）等操作。 3当前目录（Current Directory） 在默认的Matlab工作桌面环境，位于左上方窗口的后台，用鼠标点击可以切 换到前台。该窗口列出当前目录的程序文件（.m）和数据文件（.mat）等 。鼠标选中文件，单击右键可以进行打开（Ope
3、n）、运行（Run）、删除 （Delete）等文件操作。 4指令历史（Command History） 该窗口列出在指令窗口执行过的Matlab指令行的历史记录。用鼠标选中指令 行，单击右键可以进行复制（Copy）、执行（Evaluate Selection）、删除 （Delete）等操作。 除上述窗口外，Matlab常用的窗口还有编程器窗口、图形窗口等。第一章 Matlab基础知识与基本操作matlab软件教程 1.3.2 菜单和工具栏表1.1 Matlab部分菜单和工具栏菜单/工具使用说明File| New| M-File新建M文件 File| Import data导入数据文件 File
4、| Save workspace as将工作间的所有变量和数据保存为数据文件File| Set path设置Matlab文件搜索路径 File| Preference设置Matlab选项 ，如数据显示格式、字体等 Desktop| Dock|Undock在组合窗口/分离窗口之间切换 Desktop| Desktop Layout窗口布局选择 ，一般都是用默认（Default）Current Directory设置Matlab当前工作目录第一章 Matlab基础知识与基本操作matlab软件教程 1.4 Matlab语言基础 1.4.1数值计数Matlab的数值采用的是常用的十进制数表示法，可以
5、带小数点或者负号。 以下计数都是合法的。 2-330.033.431582.6-e2.1e46 1.4.2变量Matlab的具体命名规则和特殊规则见教材表1.2和表1.3所示。 1.4.3运算符 1数学运算符：+（加）、-（减）、*（乘）， （左除）、/（右除）、（ 乘幂） 2关系运算符：（小于）、（大于）、=（小于等于）、=（大于等 于）、=（等于），=（不等于） 3逻辑运算符：4, 5, 6;7, 8, 9 运行结果: a =1 2 34 5 67 8 9 b=1.5 12 3.3;14 55 0.6;-7 -0.8 11.9 运行结果: b =1.5000 12.0000 3.30001
6、4.0000 55.0000 0.6000-7.0000 -0.8000 11.9000 c=string 运行结果: c = stringmatlab软件教程2向量法创建矩阵 例1.3 建立一个10以内的奇数矩阵。 a=1:2:10 运行结果: a = 3 5 7 9 3函数法创建矩阵利用内部语句和函数还可以快速产生一些特别有用的矩阵，如单位矩阵、 随机矩阵、零矩阵等 4用矩阵编辑器来创建和修改矩阵当输入的矩阵较大，不适合用手工直接输入时，可用矩阵编辑器（Array Edittor）来进行输入与修改 matlab软件教程Matlab允许在运算和函数中使用复数矩阵，输入复数矩阵有下列两种方法：
7、 a=1+2i 3+4i;5+6i 7+8i 运行结果: a =1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000i两式具有相同的结果。 1.6.2矩阵的操作1.元素操作Matlab允许用户对一个矩阵的单个元素进行操作，可以通过元素的下标进 行（行、列的序号是从1开始的），如提取矩阵A的第二行第三列元素的指 令为A（2,3）。修改某些元素的值不会影响其他元素的值。如果用户给出 的行下标或列下标超出了原来的行数或列数，将自动扩展原来的矩阵，并 将扩展后未赋值的矩阵元素置为零。matlab软件教程2.提取子块 例1.4
8、 输入一个43的矩阵，选出前三行构成一个新矩阵，再选出前二列构成另一个矩阵 。 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;10 11 12; b=a(1:3,:) 运行结果: b =1 2 34 5 67 8 9 c=a(:,1:2) 运行结果: c =1 24 57 810 11matlab软件教程3.矩阵合并把两个矩阵合并成一个大矩阵，有两种形式： C=A；B 说明：A矩阵与B矩阵的列数必须相同，B矩阵补在A矩阵的下面。 C=A，B 说明：A矩阵与B矩阵的行数必须相同，B矩阵补在A矩阵的右面。4.矩阵的展开其指令格式为： B=A（：）matlab软件教程例1.5 把矩阵A=1 3 5；7 9
9、 11和矩阵B=2 4 6合并成一个矩阵，再转置后展开 。 A=1 3 5;7 9 11; B=2 4 6; C=A;B 运行结果: C =1 3 57 9 112 4 6 C=C%将矩阵C转置 运行结果: C =1 7 23 9 45 11 6 D=C(:)matlab软件教程运行结果: D =1357911246 1.6.3 矩阵的运算加法：+；减法：-；乘法：*；左除： ；右除：/；乘幂：；A的 转置transpose(A)或A；数k乘以A：k*A；A的行列式：det(A)；A的 秩：rank(A)；求A的逆：inv(A)或(A)-1。matlab软件教程 1.7 Matlab符号计算基
10、础 1.7.1创建符号变量和符号矩阵函数sym的调用格式为： 符号变量名=sym（表达式） 说明：函数sym可创建一个符号变量，表达式可以是字符、字符串、 数学表达式或字符表达式等。 函数syms的调用格式： syms 符号变量名1 符号变量名2 符号变量名3 说明：函数syms可一次创建多个符号变量。matlab软件教程例1.6创建符号变量。 a=sym(matlab)运行结果: a = matlab b=sym(3*x2+4*x+7)运行结果:b =3*x2+4*x+7matlab软件教程例1.7 创建符号矩阵。 e=1 3 5;2 4 6;7 9 11; %建立数值矩阵 m=sym(e)
11、 %创建符号矩阵 运行结果: m = 1, 3, 5 2, 4, 6 7, 9, 11matlab软件教程 1.7.2符号表达式的基本运算函数 例1.8 计算表达式x3-1与表达式x-1的和、差、积、商和乘方。 syms x s1=x3-1; s2=x-1; symadd(s1,s2) 运行结果: ans =x3-2+x symsub(s1,s2) 运行结果: ans = x3-x symmul(s1,s2)matlab软件教程运行结果: ans = (x3-1)*(x-1) symdiv(s1,s2) 运行结果: ans =(x3-1)/(x-1) sympow(s1,s2) 运行结果: a
12、ns =(x3-1)(x-1)matlab软件教程 1.7.3符号表达式的化简函数符号数学工具箱提供了符号表达式的因式分解、展开、合并、化简、通分等数例1.9对表达式 进行因式分解。 syms x %在命令窗口创建符号变量x f=factor(x3-1) 运行结果: f =(x-1)*(x2+x+1)matlab软件教程例1.10 展开三角表达式sin(a+b)。 s=sym(sin(a+b); %用sym函数创建符号变量 expand(s) 运行结果: ans = sin(a)*cos(b)+cos(a)*sin(b) 例1.11化简分式(4x2+8x+3)/(2x+1)。 syms x s
13、=(4*x2+8*x+3)/(2*x+1); simplify(s) 运行结果: ans =2*x+3matlab软件教程 1.7.4符号表达式的替换函数函数Subexpr的调用格式为： R，SYM=subexpr(S，SYM) 说明：此函数用变量SYM（字符或字符串）的值代替符号表达式S中 重复出现的字符串，R是返回替换后的结果。 函数subs的调用格式为： R=subs(S，old，new) 说明：该函数是用新的符号变量new替换原来符号表达式S中的变量old ，R是替换后的符号表达式。需要注意的，当变量new是数值形式 时，显示的结果虽然是数值，但它事实上是符号变量。要强制地求 值需要用
14、vpa函数或者eval函数。matlab软件教程第二章 Matlab绘图功能与程序设计 2.1 二维图形 2.1.1 基本绘图命令MATLAB最常用的最基本的绘图函数命令是plot()。其调用格式如下 ：plot(Y) 若Y为向量，则绘制的图形以向量索引为横坐标值、以向量 元素值为纵坐标值。plot(X,Y) 一般来说是绘制向量Y对向量X的图形。plot(X,Y,s) 绘制不同的线型、标识、颜色等的图形时，可调用此形式，其中s为一字符，可以代表不同线型、点标、颜色。 matlab软件教程 2.1.2 特殊的二维图形函数 1 特殊坐标系的二维图形函数具体来说就是对数坐标系、极坐标系以及双y轴坐标
15、系等。绘制对数坐 标曲线的函数有三个：semilogx（）、semilogy（）、loglog（）。 例2.5 对数组x=y=0:1:1000,试用函数semilogx()绘制其曲线。 clear x=0:1:1000;y=0:1:1000; semilogx(x,y) xlabel(x) ylabel(y) grid on matlab软件教程matlab软件教程对于极坐标系，MATLAB语言也提供了相应的函数加以处理，即函数polar,该 函数调用形式如下：polar(theta,rho)或polar(theta,rho,s) 其中，输入变量 theta为弧度表示的角度向量，rho是相应的幅向量，s为图形属性设置选项 。 例2.6绘制如图2-6所示极坐标下的二维图形 x=0:0.01*pi:4
