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1、MATLAB高等数学实验准备试验 MATLAB软件操作n0.1 MATLAB软件的启动n启动MATLAB后，就进入MATLAB的桌面。下图为 MATLAB的默认桌面。第一行为菜单行，第二行为 工具栏。下面是三个常用窗口：右边最大的是指 令窗口（Command Window），左上方前台为工作 空间（Workspace），后台为当前目录（Current Directory），左下方为指令历史（Command History），左下角还有一个开始（Start）按钮 ，用于快速启动演示（Demo）、帮助（Help）和 桌面工具等。0.1.1 窗口窗口功能指令窗口（Command Window）MAT
2、LAB进行操作的主要窗口，窗口 中的为指令输入的提示符，其后输 入指令，按回车键 就执行运算，并输 出运算结果工作空间（Workspace）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）当前目录（Current Directory）用鼠标单击 可以切换到前台。看到 该窗口列出当前目录的程序文件（.m ）和数据文件（.mat）指令历史（Command History）窗口列出在指令窗口执行过的 MATLAB指令行记录菜单单/工具栏栏使用说说明File：New：M-file新建M文件File：Impo
3、rt导入数据文件（Mat文件）File：Save workspace as将工作空间所有变量和数据保 存为数据Mat文件 File：Set path设置MATLAB文件搜素路径File：Preference设置MATLAB选项，如数据 显示格式，字体等 Desktop：Desktop Layout窗口布局选择，一般使用默认 （Delft） Current Directory设置MATLAB当前目录0.1.2 菜单和工具栏【例1】在命令窗口中输入： a=1; b=2; c=a+b*pi 输出： c= 7.2832可以看到，在工作空间和指令历史 窗口，对变量a，b，c和运算指令 都有相应的记录。0
4、.2 MATLAB常用命令、符号 0.2.1 命令窗口中的常用命令 命令含义义 clf清除图形窗口 clc清除命令窗中显示内容 clear清除MATLAB工作内存中的变量 who列出MATLAB工作内存中驻留的变量名清单 whos列出MATLAB工作内存中驻留的变量名清单以及属性 help帮助命令 edit打开M文件编辑器 （）向前（后）调出已输入过的命令0.2 MATLAB常用命令、符号 0.2.1 命令窗口中的常用命令命令含义义 clf清除图形窗口 clc清除命令窗中显示内容 clear清除MATLAB工作内存中的变量 who列出MATLAB工作内存中驻留的变量名清单whos列出MATLA
5、B工作内存中驻留的变量名清单及属性 help帮助命令 edit打开M文件编辑器 (） 向前（后）调出已输入过的命令format定义输出格式（默认值），等效于format short命令含义义format short输出用带4位小数位的有效数字表示 format long输出用15位数字表示 format short e输出用5位科学计数法表示 format long e输出用15位科学计数法表示 format rat输出用近似有理数表示 format compact显示变量之间不加空行（紧凑格式） format loose显示变量之间加空行 demo浏览MATLAB软件基本功能 funtool
6、打开函数简单操作的可视化交互界面，显 示三个可操作图形窗口（见图）Taylortool打开可视化函数图形器，观察不同次的泰 勒多项式逼近函数的状态（详见实验 九 ）0.2.2 变量命名规则n变量名的第一个字符必须是英文字母，最多包含 31个字符（包括英文字母、数字和下划线），变 量中不得包含空格和标点符号，不得含有加减号 。变量名和函数名区别字母的大小写，如matrix 和Matrix表示两个不同的变量。要防止它与系统 的预定义变量名（如i，j，pi，eps等）、函数名 （如who，length等）、保留字（如for，if，while ，end等）冲突。 变量赋值用“=”（等于号）。 有一些变
7、量永久驻留在工作内存中，不能再重新 赋值。见下表。变变量含义义ans计算结果的默认变量名pi圆周率inf或Inf无穷大eps机器零阀值Flops浮点运算次数NaN或nan非数字0.2.3 运算符运算符 含义义 +加 -减 *数之间乘，矩阵乘 数的乘幂，矩阵的幂 数的左除，21得0.5000，矩阵左除（ 实验 十三）/数的右除，2/1得2，矩阵右除关系运算与逻辑运算符见下表。运算符含义义 = =相等 =不等大于 =大于等于y=exp(x)*sin(x)2, z=fix(y)执行后输出： y= 2.8842 z= 20.3 数组及其运算 0.3.1 数组的输入与分析最常用的数组是双精度数值数组。一
8、维数组是向量，二维数 组是矩阵。一维数组可以视为二维数组的特例。 输入、分析各种数组的技巧可以从下面的例子中学习。 1. 输入： clear; a=1,2,3; 4,5,6; 7,8,9 %输入3行3列矩阵a，逗号可以 用空格代替 输出： a= 1 2 3 4 5 6 7 8 9n2. 输入：nb=0:3:10 %构造一维等差数组，初值：增 量：终值n输出：nb=n0 3 6 9n3. 输入：nb=0:5 %增量1可以省略n输出：nb=n0 1 2 3 4 5n4. 输入：nb=10:-3:0n输出：nb=n10 7 4 1n5. 输入：nb=linspace(0,10,4) %将区间0,10
9、等分为4-1=3 份n输出：nb=n0 0.3333 6.6667 10.0000n6. 输入：nlength(b) %查询一维数组b的长度（元素的个数 ）n输出：nans=n4n7. 输入：nsize(a) %查询二维数组a的尺寸，a是3行3列的 矩阵n输出：nans=n3 3n8. 输入：nb(3) %查询、提取b的第3个元素n输出：nans=n6.6667n9. 输入：na(3,2) %查询、提取a的第3行、第2列的元 素n输出：nans=8n10. 输入：na(:) %将a的所有元素俺单下标顺序排列为列向量 ，注意排列方式是先第列，再第2列，与通常 情况相反n输出：nans=n1n4n
10、7n2n5n8n3n6n9n11. 输入：na(4) %查询、提取将a的所有元素按单下标 顺序排列后的第4个元素n输出：nans=n2n数组的部分元素可以按其地址提取和拼接，例如 ：nb(1,end)%提取b的首和尾元素nc=a(1,3,2,3) %提取a的第1、3行，第2、3列nd=a(2,1:3)%提取a的第2行的1至3列nd1=a(2,:)%提取a的整个第2行ne=a;d1%数组a与数组d拼接ne(3,4)=15%修改e的3行4列元素的值 为15，e的其余元素不变0.3.2 数组的运算运算符功能 +数组加，A+B为A、B两个数组对应 元素相加-数组减，A-B为A、B两个数组对应 元素相减
11、.*数组乘，A.*B为A、B两个数组对应 元素相乘.数组的幂，A.2为数组A的每个元素平方；A.B 为A、B两个数组对应 元素乘幂.数组左除，A.2为数组A的每个元素去除2，A.B 的意义类似 ./数组右除，A./2为数组A的每个元素除以2，A./B 的意义类似n应注意数组运算与矩阵运算在符号和结果上的区 别。n另外，MATLAB已经有定义的数学函数具有对数 组运算的功能，例如：n输入：nx=1:5, sin(x)n输出：nx=n1 2 3 4 5nans=0.8415 0.9093 0.1411 -0.7568 -0.95890.4. MATLAB文件与编程 0.4.1 数据文件的存储与调用
12、n在清除变量或退出MATLAB时，变量不复存在。 为了保存变量的值，可以把它们存储在数据文件 中。例如，输入：nclear； A=2, B=1, C=A-Bn执行以后，在File菜单选Save Workspace As存入 数据文件，取文件名（如ABC.mat），则在以后 的操作中可以调用这个数据文件。只要在File菜单 中点Open操作，就可以打开这个文件。在工具栏 中单击相应的打开文件图标，也同样能找到要打 开的文件。0.4.2 M文件n在进行复杂运算时，在指令窗口调试程序或修改指令是不 方便的，因此需要从指令窗口工具栏或菜单File：New： M-Fil进入MATLAB的程序编辑器窗口，
13、以编写自己的M文 件。nM文件分为两类：M脚本文件和M函数文件。n将多条MATLAB语句写在编辑器中，以扩展名为m的文件 保存在某一目录中，就得到一个脚本文件。例如在M文件 编辑器中输入nclear;nn=1:50;nm=sum(n) %sum是求和命令n单击工具栏中的保存按钮，保存以后选择Debug：run菜 单，则会在指令窗口输出nm=n1275n注：文件名与变量名的命名规则相同，M文件一 般用小写字母。尽管MATLAB区分变量名的大小 写，但不区分文件名的大小写。还要注意，命名 文件时不应与其他变量名及文件名冲突。nM脚本文件没有参数传递功能，但M函数文件有 此功能，所以M函数文件用得更
14、为广泛。M函数 文件的格式有严格规定，它必须以“function”开头 ，详细格式为：nfunction 输出变量=函数名称（输入变量）n语句；n例如，单击指令窗口工具栏按钮，进入MATLAB 的程序编辑器窗口后，输入：n%M函数eg_1fun.mnfunction y=eg_1fun(c,t)ny=c(1)*exp(c(2)*t); %函数eg_1fun有两个参数c 和t，c是二维的，t是一维的n在保存以后(文件名为eg_1fun.m)，在指令窗口中 输入：nclear;neg_1fun(1,2,3) %M函数可以传递参数n执行后得到：nans=n403.4288n又输入：nsyms h u
15、 v %令h，u，v为符号变量neg_1fun(u,v,h) %M函数可以传递参数n执行后得到：nans=nu*exp(v*h)n因为M函数必须给输入参数赋值，所以编写M函数 必须在编辑器窗口中进行，而执行M函数要在指令 窗口，并给输入参数赋值。M函数不能像M脚本文 件那样在编辑器窗口中通过Debug：run菜单执行 。M函数可以被其他M函数文件或M脚本文件调用。 为了以后调用时的方便，文件名最好与函数名相 同。0.4.3 inline函数和匿名函数n比较简单的函数可以不必写成外部M函数文件， 而是用更简捷的inline函数或匿名函数方式（ Matlab7.0）。inline函数的使用格式为：
16、nfun=inline(expr, arg1, arg2,) %fun为函数名， expr为表达式，arg1、arg2为变量n匿名函数的使用格式为：nfun=(arg1, arg2,)expr %fun、expr、arg1、 arg2的意义同上，MATLAB7.0的新功能n例如：ninline函数的例子。在MATLAB指令窗口中输入：nfname=inline(sum(1./(1:m).2),m)n执行后得到：nfname=nInline functionnfname(m)= sum(1./(1:m).2)n输入：nfname(100)n执行后得到：nans=n1.6350n再看匿名函数的例子。在指令窗口中输入：nfname=(m) sum(1./(1:m).2)n执行后得到：nfname=n(m) sum(1./(1:m).2)n输入：nfeval(fname,100)n执行后得到：nans=n1.6350n注：(1)注释。在编写程序时，为
