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1、MATLAB葛志昊E-mail:, Tel: 13663786282河南大学数学与信息科学学院数学建模与数学实验 Matlab基础1MATLAB基础 概述 MATLAB基本使用 MATLAB的基本矩阵运算 矩阵操作 M文件 流程控制数学建模与数学实验 Matlab基础21 概述数学建模与数学实验 Matlab基础3MATLAB是Matrix Laboratory(矩阵实验室)的 缩写，是由美国Math Works公司1980年初开发的 一套以矩阵计算为基础的科学和工程计算软件。它 将数值计算、可视化和编程功能集成在非常便于使 用的环境中，并具有方便的绘图功能和为解决各种 特殊的科学和工程计算问
2、题提供的许多工具箱（ Toolbox），具有计算功能强、编程效率高、使用 简便、易于扩充等特点。目前已经发展成为国际最 优秀的高性能科学和工程计算软件之一。数学建模与数学实验 Matlab基础41.1 MATLAB的版本演化o1984年，MATLAB第1版(DOS版)o1992年，MATLAB4.0版o1994年，MATLAB 4.2版o1997年，MATLAB 5.0版o1999年，MATLAB 5.3版o2000年，MATLAB 6.0版o2001年，MATLAB 6.1版o2002年，MATLAB 6.5版o2004年，MATLAB 7.0版数学建模与数学实验 Matlab基础5MATL
3、ABMATLAB系统由五部分构成系统由五部分构成开发环境开发环境 -Development Environment.-Development Environment. 数学函数库数学函数库-The Mathematical Function -The Mathematical Function Library.Library. MATLABMATLAB语言语言 -The MATLAB Language.-The MATLAB Language. 图形图形 -Graphics.-Graphics. 应用程序接口应用程序接口 -The MATLAB Application -The MATLAB
4、Application Program Interface (API)Program Interface (API)数学建模与数学实验 Matlab基础61.2 MATLAB的应用 工业研究与开发工业研究与开发 数学教学，特别是线性代数数学教学，特别是线性代数 数值分析和科学计算方面的教学与研究数值分析和科学计算方面的教学与研究 电子学、控制理论和物理学等工程和科学电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究学科方面的教学与研究 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究他领域中的教学与研究数学建模与数学实验 Matlab基础7
5、1.3 MATLAB1.3 MATLAB语言的特点语言的特点 语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计自由度大，可移植性好。 运算符、库函数丰富 图形功能强大 界面友好、编程效率高 扩展性强数学建模与数学实验 Matlab基础81.4 MATLAB1.4 MATLAB语言的功能语言的功能 强大的数值（矩阵）运算功能强大的数值（矩阵）运算功能 广泛的符号运算功能广泛的符号运算功能 高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可 视化功能）视化功能） 可靠的容错功能可靠的容错功能 应用灵活的兼容与接口功能应用灵活的兼容与接口功能 信息量丰富的联机检索功能信息量丰富的联机检
6、索功能数学建模与数学实验 Matlab基础9 MATLAB作为线性系统的一种分析和仿真工具，是理工科大学生应该掌握的技术工具，它作为一种编程语言和可视化工具，可解决工程、科学计算和数学学科中许多问题。 MATLAB建立在向量、数组和矩阵的基 础上，使用方便，人机界面直观，输出结果可 视化。 矩阵是MATLAB的核心 MATLAB的进入与运行方式（两种）数学建模与数学实验 Matlab基础101.5 1.5 举例举例数学建模与数学实验 Matlab基础11求方程的根求方程的根p=3,7,9,0,-23; p=3,7,9,0,-23; x= x=roots(proots(p) )数学建模与数学实验
7、 Matlab基础12求积分求积分quad(sin(x),0,pi/2)数学建模与数学实验 Matlab基础13求解线性方程组求解线性方程组a=2,-3,1;8,3,2;45,1,-9; b=4;2;17; x=inv(a)*b数学建模与数学实验 Matlab基础14计算并绘制在计算并绘制在0 0 x x 6 6范围内的范围内的sin(2x)、sinx2 、 sin2x。x=linspace(0,6)； y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x, y2,x, y3)数学建模与数学实验 Matlab基础15描述cos(x)*sin(y)图
8、形数学建模与数学实验 Matlab基础16对Lena图像的一级分解a b一级小波分解后系数的示意图：a 为原始图像, b一级小波分解数学建模与数学实验 Matlab基础17a 原始图像 b 拉普拉斯变换 图像纹理区域获取过程（一）图像纹理区域获取过程（一）数学建模与数学实验 Matlab基础18图像纹理区域获取过程二值化（二）c.阈值选取10 d.阈值选取20 e.阈值选取25数学建模与数学实验 Matlab基础19纹理区域寻找结果 原始图像纹理区分图像数学建模与数学实验 Matlab基础20a 原始图像 b 含噪声图像d 自适应纹理区分算法c 单小波基去噪数学建模与数学实验 Matlab基础
9、21a.原始图片 b.加噪声图片 c.自适应纹理区分去噪数学建模与数学实验 Matlab基础22置乱技术置乱技术猫脸变换数学建模与数学实验 Matlab基础23Arnold(猫脸变换)置乱 : 设I为一幅灰度图像,也可以看 成一个二维数组,I(i,j)是它的每个元素,令II(i,j)=I(I,j), ,II是变换后的图像:原始图像lena.bmp第一次猫脸变换数学建模与数学实验 Matlab基础24第2次第3次第5次第4次数学建模与数学实验 Matlab基础251.6 丰富的MATLAB工具箱oMATLAB主工具箱o符号数学工具箱oSIMULINK仿真工具箱o控制系统工具箱o信号处理工具箱o图
10、象处理工具箱o通讯工具箱o系统辨识工具箱o神经元网络工具箱o金融工具箱o优化工具箱数学建模与数学实验 Matlab基础26设计自动化工具数学建模与数学实验 Matlab基础27一般用途工具数学建模与数学实验 Matlab基础28信号和图像处理数学建模与数学实验 Matlab基础29控制系统设计和分析数学建模与数学实验 Matlab基础301.7 与MATLAB相似的软件oMathmatica 数学计算功能。复杂符号计算，主要 在理论界。oMathcad 数学文字软件，直接写出报告。oMaple 符号计算功能强大oSciLab 免费的MATLAB克隆体o仿真软件：MATRIXx、VisSim等等
11、oFemLab：有限元法处理流体oAnsys：大型工业设计oFreeFem数学建模与数学实验 Matlab基础312 MATLAB基础使用数学建模与数学实验 Matlab基础322.1 MATLAB启动和退出1MATLAB系统的启动与一般的Windows程序一样，启动MATLAB 系统有3种常见方法： (1)使用Windows“开始”菜单。 (2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。 (3) 利用快捷方式。数学建模与数学实验 Matlab基础33启动MATLAB后，将进入MATLAB 集成环 境。MATLAB 6.5以上版本集成环境包括 MATLAB主窗口、命令窗口(Comman
12、d Window)、工作空间窗口(Workspace)、命 令历史窗口(Command History)、当前目录 窗口(Current Directory)和启动平台窗口 (Launch Pad)。数学建模与数学实验 Matlab基础342MATLAB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。数学建模与数学实验 Matlab基础35启动初始界面启动初始界面数学建模与数学实验 Matlab基础362
13、.2 MATLAB界面与Windows的窗口界面类似，有菜单项 FileFile、EditEdit、OptionOption、WindowsWindows、HelpHelp 等项可以选择。数学建模与数学实验 Matlab基础37数学建模与数学实验 Matlab基础38数学建模与数学实验 Matlab基础39菜单项菜单项FileFile，其功能如下，其功能如下New 建立新文件 Open M-File 打开M-文件 Open selected 打开选定文件 Save Workspace A 将工作区存为 Run M-File 运行 M-文件 Look For Selected 寻找选定文件 Pr
14、int 打印 Print Setup 打印设置 Exit MATLAB 退出 MATLAB数学建模与数学实验 Matlab基础40命令窗口数学建模与数学实验 Matlab基础41工作间数学建模与数学实验 Matlab基础42当前目录数学建模与数学实验 Matlab基础43历史命令数学建模与数学实验 Matlab基础44设置路径搜索 1.当前目录数学建模与数学实验 Matlab基础45进入搜索对话框数学建模与数学实验 Matlab基础46设置搜索路径对话框数学建模与数学实验 Matlab基础47数学建模与数学实验 Matlab基础48通过path命令得到当前所有输入路径数学建模与数学实验 Mat
15、lab基础49editpath,pathtool数学建模与数学实验 Matlab基础502.3 帮助的使用 ohelp 命令：已知命令不知道用法olookfor命令：知道命令的关键词oMATLAB Help:命令查找，索引，说明书oDemoo有效的利用帮助数学建模与数学实验 Matlab基础51数学建模与数学实验 Matlab基础52数学建模与数学实验 Matlab基础53数学建模与数学实验 Matlab基础54数学建模与数学实验 Matlab基础55数学建模与数学实验 Matlab基础56数学建模与数学实验 Matlab基础57数学建模与数学实验 Matlab基础58数学建模与数学实验 Matlab基础592.4 MATLAB变量o基本运算 n变
