MATLAB实用教程(第2版)郑阿奇第一章
matlab实用教程郑阿奇,MATLAB实用教程（第2版）[郑阿奇主编][电子教案]
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matlab实⽤教程郑阿奇,MATLAB实⽤教程（第2版）[郑阿奇主编][电⼦教案]MATLAB实⽤教程(第2版)[郑阿奇主编][电⼦教案]MATLAB 实⽤教程第3章 MATLAB符号计算 Using Symbolic Math Toolbox3.1 符号表达式的建⽴ 3.2符号表达式的代数运算 3.3符号表达式的操作和转换 3.4 符号极限、微积分和级数求和 3.5 符号积分变换 3.6符号⽅程的求解 MATLAB 实⽤教程MATLAB具有符号数学⼯具箱(Symbolic Math Toolbox) 。
符号计算是可以对未赋值的符号对象(可以是 常数、变量、表达式)进⾏运算和处理。
与数值运算的区别: 数值运算中必须先对变量赋值，然后才能参 与运算。
符号运算⽆须事先对独⽴变量赋值，运算结 果以标准的符号形式表达。
MATLAB 实⽤教程符号运算的功能符号线性代数(linear algebra) 因式分解、展开和简化(simplification and substitution) 符号代数⽅程求解(solving equations) 符号微积分(Calculus)符号微分⽅程MATLAB 实⽤教程3.1 符号表达式的建⽴3.1.1 创建符号常量符号常量是不含变量的符号表达式。
sym(常量) %创建符号常量 sym(常量,参数) %按某种格式转换为符号常量 说明：参数可以选择为d、f、e或r 四种 格式，也可省略。
EX: a=sym(sin(2) a=sym(sin(2),r)MATLAB 实⽤教程3.1.2 创建符号变量和表达式(Creating Symbolic Variables and Expression)1. 使⽤sym命令创建符号变量和表达式 sym(变量,参数) %把变量定义为符号对 象2.使⽤syms命令创建符号变量和符号表达式 syms(arg1, arg2, ,参 数) syms arg1 arg2 ,参数 MATLAB 实⽤教程例如： f1=sym(a*x2+b*x+c) %创建表达式syms a b c x %创建变量 f2=a*x2+b*x+c %创建表达式 syms(a,b,c,x) f3=a*x2+b*x+c 符号表达式()中的参数⼀定要⽤ 单引 号括起来。
MATLAB软件实用教程
MATLAB软件实用教程第一章 MATLAB简介1.1 MATLAB的起源和发展历程1.2 MATLAB的基本特点1.3 MATLAB在不同领域的应用第二章 MATLAB环境介绍2.1 MATLAB桌面及常见工具2.2 MATLAB命令窗口的使用2.3 MATLAB脚本文件的编写与运行第三章 MATLAB基本操作3.1 变量定义与操作3.2 矩阵与数组的使用3.3 数据类型与转换3.4 基本运算及函数调用第四章 MATLAB图形绘制4.1 二维图形绘制函数的使用4.2 三维图形绘制函数的使用4.3 图形属性设置与美化第五章数据处理与分析5.1 数据导入与导出5.2 数据预处理与清洗方法5.3 常见的数据分析技术5.4 统计学工具在MATLAB中的应用第六章 MATLAB编程基础6.1 程序的控制结构6.2 函数的定义与使用6.3 脚本文件与函数文件的区别与联系6.4 调试与错误处理技巧第七章 MATLAB高级技巧7.1 高效算法设计与优化7.2 并行计算与多线程技术7.3 MATLAB与其他编程语言的结合7.4 机器学习与深度学习算法的应用第八章 MATLAB在工程领域的应用8.1 电子与通信工程8.2 控制与自动化工程8.3 机械与航空航天工程8.4 土木与建筑工程第九章 MATLAB在科学研究中的应用9.1 生命科学与医学研究9.2 环境科学与气候研究9.3 数学建模与仿真9.4 物理学与天文学研究第十章 MATLAB在数据可视化中的应用10.1 数据可视化的重要性10.2 常见的数据可视化方法10.3 MATLAB在数据可视化中的优势与应用第十一章 MATLAB在教育领域的应用11.1 MATLAB在大学课程中的应用11.2 MATLAB在高中教育中的应用11.3 MATLAB教学资源与平台推荐结语：MATLAB作为一款功能强大、广泛应用的科学计算软件，在各个领域都有着广阔的应用前景。
希望本教程能够帮助读者快速掌握MATLAB的基本操作与应用技巧，并进一步发掘其在专业领域中更多的应用可能性。
第2章 MATLAB数值计算 MATLAB实用教程(第2版)[郑阿奇主编][电子教案]
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产生m×n的全0矩阵
产生m×n的全1矩阵
产生均匀分布的随机矩阵，元素取值范 围0.0～1.0。 产生正态分布的随机矩阵
产生N阶魔方矩阵(矩阵的行、列和对角 线上元素的和相等) 产生m×n的单位矩阵
2.2.2 矩阵元素
1. 矩阵的下标(Subscript) (1) 全下标方式 一个m×n的a矩阵的第i行第j列的元素表示 为a(i,j)。 (2) 单下标方式 以m×n的矩阵a为例，若元素a(i,j)则对应 的“单下标”为s= (j-1)×m＋i。a(1,2)
4. 矩阵和数组的数学函数
MATLAB中exp、sqrt、sin、cos等数学函数可以 直接使用在数组上，这些运算是分别对数组的每个 元素进行运算。
expm、sqrtm、logm等数学函数用于矩阵运算。
比较：round 、fix 、floor 、ceil 比较：sqrt、sqrtm
5. 关系操作和逻辑操作
'(矩阵转置)、^(矩阵幂)和.'(数组转置)、.^( 数组幂) ~(逻辑非) *(乘)、/(左除)、\( 右除)和.*(点乘)、./(点左除)、.\(点右除) + 、-(加减): (冒号) <、<=、>、>=、~= &( 逻辑与) |(逻辑或) &&(先决与) ||(先 决或)
2.2.5多维数组 （Multidementional Arrays）
三维数组用三个下标表示，在二维数组的基础 上增加了一维称为页，三维数组可以看成“长方 体”。
三维数组的元素存放遵循“单下标”的编号规 则：第一页第一列下接该页的第二列，下面再接 第三列，依此类推；第一页的最后列下面接第二 页第一列。
多维数组的创建
MTALAB课件第一章
1.2.3 通用操作界面窗口
1. 命令窗口(Command Window) 可键入各种MATLAB的命令、函数和表达式，并显示除图形外的 所有运算结果。 l 命 令 窗 口 单 独 显 示 ： 选 择 菜 单 “ View”→“Undock Command Window ”； l单独的命令窗口返回MATLAB界面：选择命令窗口的菜单 “View”→“Dock Command Window”命令。
(4) 数值计算结果的显示格式及设置
图1.10 参数设置对话框
3) 直接在命令窗口中输入 “format” 命令来进行 数值显示格式的设置。 语法：format 格式描述
Format的格式描述有：
（1）Format和format short(默认)：通常保证小数点后四 位有效；大于1000的实数，用5位数字的科学计数法显示。 例如：314.159显示为314.1590 3141.59显示为3.1416e+003 （2）format short e：5位科学计数法表示。 例如：π显示为3.1416e+000 （3）format short g：从format short和format short e中自 动选择最佳计数方式。 例如：π显示为3.1416 （4）format long：15位数字表示。 例如：π显示为3.14159265358979
5. Windows菜单
Windows菜单提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。
6. Help菜单
Help菜单提供了进入各类帮助系统的方法。
图1.6 Help菜单
1.2.2 工具栏
Cut
Copy Paste
Simulink
当前路径
New M-File
MATLAB课件第一章
作业
1.说明以下命令的功能： clc,
clear, clear all, clf, who, whos, size, length, ↑, ↓
2.利用帮助功能查询inv,
plot, max, round, get 等函数的功能及用法。
3.Matlab主窗口中主要包含哪些子窗口？
第二章 Matlab矩阵和数组
数间隔的向量。 （如果省略N，默认为50个数据点） 如： logspace(1,2,50) 与linspace比较 以上创建的都是行向量，如果要创建列向量， 在各个元素之间用分号;隔开，或对行向量进 行转置运算。转置运算符为单引号’。 如： x=[1;2;3;4] 4个元素的列向量 A=linspace(1,2,5) 先创建一个行向量 B=A’ 对A进行转置运算，结果赋给B
2.Mห้องสมุดไป่ตู้tlab 特点
简单易学 ：MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级 语言，语法和C++类似，但更简单，更符合科技人员对 数学表达式的书写格式，允许用数学形式的语言编写程 序。 能与其他语言编写的程序结合，具有输入/输出格式化数 据的能力。 移植性和开放性好：MATLAB适合多种平台，可跨平台 应用；除内部函数外，所有的核心文件和工具箱都是公 开的，都是可读/写的源文件，用户可以通过对源文件的 修改和自己编程来构建新的工具箱。 编程容易、效率高：MATLAB的程序文件是一个纯文本 文件，可用任何文字处理软件对其进行编写和修改。程 序容易调试，人机交互性强。
常用的几个命令
clc 清除当前命令窗口 clear （变量） 清除工作空间中的变量 （清除指定的变量）
clf who
matlab教程第1章
matlab教程第1章MATLAB (MATrix LABoratory)具有用法简易、可灵活运用、程序结构强又兼具延展性。
以下为其几个特色：?功能强的数值运算 - 在MATLAB环境中，有超过500种数学、统计、科学及工程方面的函数可使用，函数的标示自然，使得问题和解答像数学式子一般简单明了，让使用者可全力发挥在解题方面，而非浪费在电脑操作上。
先进的资料视觉化功能- MATLAB的物件导向图形架构让使用者可执行视觉数据分，并制作高品质的图形，完成科学性或工程性图文并茂的文章。
高阶但简单的程式环境- 做为一种直译式的程式语言，MATLAB 容许使用者在短时间内写完程式，所花的时间约为用 FORTRAN 或 C 的几分之一，而且不需要编译(compile)及联结 (link) 即能执行，同时包含了更多及更容易使用的内建功能。
开放及可延伸的架构- MATLAB容许使用者接触它大多数的数学原码，检视运算法，更改现存函数，甚至加入自己的函数使 MATLAB成为使用者所须要的环境。
丰富的程式工具箱- MATLAB的程式工具箱融合了套装前软体的优点，与一个灵活的开放但容易操作之环境，这些工具箱提供了使用者在特别应用领域所需之许多函数。
现有工具箱有：符号运算（利用Maple V的计算核心执行）、影像处理、统计分析、讯号处理、神经网路、模拟分析、控制系统、即时控制、系统确认、强建控制、弧线分析、最佳化、模糊逻辑、mu分析及合成、化学计量分析。
第一章基础准备及入门1.1 Desktop操作桌面的启动●MATLAB的启动●Desktop操作桌面简介1.2 Command Window运行入门●Command Window指令窗简介●最简单的计算器使用法【例1.2-1】求23[÷-+的算术运算结果。
12)]247(>> (12+2*(7-4))/3^2【例1.2-2】简单矩阵=987654321A 的输入步骤。
MATLAB实用教程第一章
定位：公共基础选修课 目标：了解MATLAB，能够熟练
掌握数学（矩阵）运算，简单编程， 简单的数据处理及基本图形绘制.
教材：MATLAB实用教程 特点：完全不必具备其它语言 的基础，各年级各专业的同学都 可选修。
MATLAB课程安排
学时: 30学时（基于matlab7.0版 本，介绍matlab7.0) 安排：讲课14学时，上机16学时， 考核要求：不得缺勤。
1．常用命令
常用命令的功能
2．输入内容的编辑
在命令窗口中，MATLAB提供了控制光标位 置和进行简单编辑的键盘按键，部分常用的键盘 按键及其功能如下表所示。
3．标点
在 MATLAB 中 ， 一 些 标 点 符 号 被 赋 予 了特殊的功能，如下表所示。
4．搜索路径与扩展
用户自己书写的函数有可能并没有保存 在搜索路径下。要解决这个问题，只需把 程 序 所 在 的 目 录 扩 展 成 MATLAB 的 搜 索 路 径即可。
➢ 方法三：在命令窗口执行“addpath D:\Study- end”，将新的目录加到整个 搜索路径的末尾。如果将end改为 begin，可以将新的目录加到整个搜索路
1.5 MATLAB的帮助系统
1．命令窗口查询帮助系统 2．联机帮助系统 3．联机演示系统
MATLAB 为 用 户 提 供 了 非 常 完 善 的 帮 助系统。下面分别介绍MATLAB的三类帮 助系统。
作，与一般Windows程序的类似，在此 不作详细介绍。
➢ 【Debug】菜单用于调试程序。 ➢ 【Desktop】菜单用于设置主窗口中需要
打开的窗口。 ➢ 【Window】菜单列出当前所有打开的窗
口。 ➢ 【Help】菜单用于选择打开不同的帮助系
MATLAB实用教程第郑阿奇
MATLAB 实用教程
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5.2.4 switch…case开关结构
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
switch 开关表达式
case 表达式1
说明： (1) 如果表达式1不满足，则与下一
语句段1 case表达式2
语句段2 ...
otherwise 语句段n
end
个表达式2比较，如果都不满足则执 行otherwise后面的语句段n。 (2) 开关表达式只能是标量或字符
1 串。
(3) case后面的表达式可以是标量、
2 字符串或元胞数组，如果是元胞数
组则将开关表达式与元胞数组的所
4 有元素进行比较。
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5.2.5 try... catch... End 试探结构(Trapping Errors)
for 循环变量=array
循环体
end
例：
for n=1:2:10
循环五次
说明：执行的次数就是 array 的 列 数 ， array 可 以 是 向量也可以是矩阵，循环变 量依次取array的各列，每取
412 一次循环体执行一次。
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5.2.2 while ... end循环结构
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5.2.3 If…else…end条件转移结构
if 条件式1 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 语句段1
elseif 条件式2 语句段2 ...
else 语句段n+1
end
说明：If…else…end 结构也可以是没有 elseif和else的简单结 构。
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第1章 MATLAB 7.3环境
1.1 MATLAB简介 1.2 MATLAB7.3环境设置 1.3 MATLAB7.3帮助 1.4 MATLAB其他管理 1.5 一个实例
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1.1 MATLAB简介
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1.4.3文件管理命令
what %列出当前目录下的M、MAT、MEX文件清单 dir 目录名 %列出指定目录下的文件和子目录清单 type 文件名 %显示指定M文件的内容 which 文件名 %指出文件所在的目录 Matlabroot %返回安装MATLAB的根目录
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文件详细列表区的主要应用功能 ：
► 运行M文件 ► 打开M文件 ► 把MAT文件全部数据输入内存 ► 把MAT文件部分数据输入内存
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4. 工作空间浏览器窗口
(Workspace Browser)
用于显示所有MATLAB工作空间中的变量 名、数据结构、类型、大小和字节数。还可 以对变量进行观察、编辑、提取和保存。
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1.1.2 MATLAB的功能和特点
1．功能强大 2．人机界面友好，编程效率高 3．强大而智能化的作图功能 4．可扩展性强 5. Simulink动态仿真功能
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用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形
1 0.5 0 -0.5 -1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5
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总结：
了解MATLAB的特点和功能；
熟悉MATLAB的环境设置； 学会使用MATLAB的帮助和管理。
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1.2.2 工具栏
在MATLAB操作界面的左下角有一个start 按钮，显示的为现场菜单。
Cut Copy Paste Simulink 当前路径
New M-File
Open Undo File
Redo
Help
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1.2.3 通用操作界面窗口
1.命令窗口(Command Window)
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1.4 MATLAB其他管理 1.4.1 MATLAB用户文件格式
1. 程序文件 2. 数据文件 3. MEX文件 4. 图形文件 5. 模型文件 .m .mat .mex .fig .mdl
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1.4.2 设置搜索路径
1. MATLAB的基本搜索过程 输入 “>> X”时，则MATLAB按照以下步骤： •在MATLAB内存中进行检查，检查X是否为工作空间的 变量；
clc ：清空命令窗口 more ，more(n) ： 控制其后每页的显示内容行数 返回 MATLAB 实用教程
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2. 历史命令窗口 (Command History) 用来记录并显示已经运行过的命令、函数 和表达式。 历史命令窗口的功能： 复制命令 运行命令 写成M文件
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1.4.4 退出MATLAB
要想退出MATLAB环境： 在 MATLAB 的命令窗口输入“ exit” 命令 。 在 MATLAB 的命令窗口输入“ quit” 命令 。 直接单击MATLAB的命令窗口的按钮。
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1.5 一个实例
【例1.3】在MATLAB的通用操作界面综 合地作一个练习。 >> a=[1 2 3; 4 5 6;7 8 9]; >> b=[1 1 1;2 2 2;3 3 3 ]; >> c='计算'; >> d=a+b*i
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1.1.1 MATLAB工具箱
MATLAB 由基本部分和功能各异的工具箱组成。基 本部分是MATLAB的核心，工具箱是扩展部分。 工具箱实际上是用MATLAB的基本语句编成的各 种子程序集，用于解决某一方面的专门问题或实现 某一类的新算法。 MathWorks除了本身提供的工具箱外还有合作伙 伴提供的工具箱，还有成百上千个大多是免费的 MATLAB工具箱可以从Internet网上获得。
包括： •命令窗口 •工作空间窗口 •当前目录浏览器 •交互界面分类目录窗 口 •历史命令窗口等返回 MAT来自AB 实用教程南京师范大学
1.2.1菜单栏
MATLAB操作界面菜单提供了“File”、 “Edit”、“View”、“Desktop”、“Window” 和“Help”菜单 。
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•检查X是否为MATLAB的内部函数在当前目录上，检查 是否有名为“X.m”或“X.mex”的文件存在；
•在MATLAB搜索路径的所有其他目录中，检查是否有 名为“X.m”或 “X.mex”的文件存在； 如果都不是，则MATLAB发出错误信息。
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2. MATLAB搜索路径的扩 展和修改
可键入各种MATLAB的命令、函数和表达 式，并显示除图形外的所有运算结果。
提示符“>>”
操作键编辑命令：表1.4 标点符号：，；% „‟…[]
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数值计算结果的显示格式 ： 使用菜单“File”——“ Preferences” ，在界面 中设置。 输入“format”命令。 命令窗口的常用控制命令 ：
4 3 1 2 0.5 1 0 0 -0.5 -1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5 -1 -2 -3 -4 -4
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MATLAB 实用教程
图像处理：离散余弦压缩
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1.2 MATLAB7.3环境设置
操作界面是一个高度集成的工作界面，通 常包括多个常用的窗口 。
(1) 利用设置路径对话框修改搜索路径 通过打开路径对话框修改搜索路径有两种方法： 在 MATLAB 界面选择菜单“ File”“Set Path” 命令
。
在命令窗口运行“pathtool”命令。
(2) 利用path命令设置搜索路径 例如： >> path(path,'c: :\MyDir ')
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7.帮助导航／浏览器窗口 8. 程序性能剖析窗口(Profiler)
程序性能剖析窗口中可以查看命令的运行时间， 以便提高运行速度 。
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1.3 MATLAB7.3帮助
1.帮助导航／浏览器窗口
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通过命令管理变量 ：
save FileName 变量1 变量2 … 参数 load FileName 变量1 变量2 … Who 变量1 变量2 … Whos 变量1 变量2 … clear 变量1 变量2 i=exist(‘X’)
省略变量表示所有变量
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MATLAB表示为Matrix Laboratory。 目前国际上最流行、应用最广泛的科学与 工程计算软件。 它广泛应用于自动控制、数学运算、信号 分析、计算机技术、图像信号处理、财务分 析、航天工业、汽车工业、生物医学工程、 语音处理和雷达工程等各行各业中。 本书主要介绍MATLAB7.3版，Simulink 为6.5版 。
2. 通过命令实现帮助
help topic
给出指定主题的帮助，主题可以是函数、目录或局 部路径。
lookfor topic
把在搜索中与关键字相匹配的所有M文件的H1行(第 一行注释)都显示出来。
helpwin topic
打开帮助导航／浏览器窗口显示指定的主题信息。
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5. 数组编辑器窗口 (Array Editor)
可以直接在数组编辑器窗口中修改打开 的数组，甚至可以更改数据结构和显示方 式。
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6. M文件编辑／调试器窗口 (Editor／Debugger)
M文件编辑／调试器不仅可以编辑 M文件， 而且可以对 M 文件进行交互式调试；不仅可 处理带.m扩展名的文件，而且可以阅读和编 辑其他ASCII码文件。
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3. 当前目录浏览器窗口 (Current Directory Browser)
用来设置当前目录， 可以随时显示当前目录下 的M、MDL等文件的信 当前目录 设置区 息。 MATLAB总默认地将 文件详细 列表 文件存放在当前目录。
M或MAT文 件描述区
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