Matlab基础及应用-公选课教学大纲

《Matlab基础及应用》教学大纲

课程名称：Matlab基础及应用

学分/总学时：2 / 32

开课单位：瓯江学院理工分院

开课教师：大友

一、课程的性质、目的和任务

Matlab是美国Mathworks推出的一种优秀数学软件，也是世界三大数学软件之一，广泛应用于数值计算、信息处理、二维、三维图形绘制，图像处理，系统控制与信号处理、可视化建模仿真等领域，功能强大。

本课程是现代大学生特别是理工各专业的基本技能与提高课程。本课程要求学生掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、函数的使用、M文件编程以及二维、三维绘图功能，及简单的图像处理功能，Matlab工具箱的使用等，并能够熟练地将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题，并为今后的深入学习与提高打下基础。

本课程操作实践性强，学生只有通过上机实验，才能更好地领会MATLAB中众多功能，才能达到熟练应用的程度。建议本课程在机房上课。或建议理论16课时，实验上机16课时。

二、学习本课程学生应掌握的前设课程知识

《高等数学》、《计算机文化基础》

三、学时分配

学时

章节

理论实验合计

第一单元 2 2 4

第二单元 4 4 8

第三单元 6 6 12

第四单元 2 2 4

第五单元 2 2 4

合计16 16 32

四、课程内容和基本要求

第一单元MATLAB 概述（2学时）

1. Matlab 的概述

2. Matlab 快速入门-熟悉Matlab环境、命令窗口基本操作等

要求：了解MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理，MATLAB帮助系统。掌握命令行的输入及编辑，用户目录及搜索路径的设置。

重点和难点：命令行的输入，用户目录及搜索路径的设置

第二单元MATLAB数据和数值计算（4学时）

1.矩阵的生成

（1）标量的赋值和计算

（2）向量的赋值和计算

（3）矩阵的生成

2.数组运算

（1）数组的加法和减法运算

（2）数组的乘法和除法, 乘方运算

（3）数组的函数运算

（4）数组的关系和逻辑运算

3.数据分析和统计分析函数

4.矩阵运算

（1）矩阵的加减法运算

（2）矩阵的转置

（3）矩阵乘法

（4）矩阵的求逆和矩阵除法

（5）矩阵的结构变换

5.多项式运算

（1）多项式的表达方式

（2）多项式的因式分解- 多项式方程求根

（3）多项式的乘积展开

（4）多项式相乘

（5）多项式的除法

（6）多项式的部分分式展开

6.代数方程求解

（1）多项式方程的求根

（2）线性方程组的求根

（3）非线性方程式求实根

（4）一般非线性方程组求根

7.函数的极值问题求解

（1）固定区间上单变量的函数的最小值

（2）固定区间上多变量的函数的最小值

（3）函数的最大值问题求解

要求：了解MATLAB数据的特点。熟悉MATLAB变量的命名，赋值语句，数据的输出格式。掌握矩阵的建立、拆分及冒号表达式，MATLAB运算，结构数据和单元数据，字符串。熟悉傅立叶分析，常微分方程的数值求解，非线性方程度数值求解。掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。

重点和难点：MATLAB点运算，关系运算及逻辑运算，冒号表达式。掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。

第三单元MATLAB程序设计（6学时）

1.M 文件简介

2.程序控制流语句

（1）顺序结构

（2）循环结构-for 和while 语句

（3）条件分支结构-if 和break 语句,switch 语句

3.数据和文件的输入输出

（1）交互输入指令

（2）利用文件输入输出数据

4.Matlab 编程特点和技巧

（1）脚本文件编程

（2）Matlab 函数编程

（3）测定程序执行时间和时间分配

（4）提高程序执行速度的原则

要求：了解M文件的建立与编辑，全局变量和局部变量。熟悉数据的输入输出。掌握选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用。

重点和难点：选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用

第四单元MATLAB绘图（2学时）

1.二维图形的绘制

（1）常用的二维图形绘图函数plot

（2）图形的线型和颜色控制

（3）图形的标注

（4）坐标轴的控制方法

2.三维图形的绘制plot3、mesh、surf等

（1）三维曲线的绘制

（2）三维曲面的绘制

3.子图的绘制

4.图形窗口的创建

5.将Matlab 生成图形输出到文件

要求：了解三维图形的精细处理，图像和动画。熟悉创建二维图形的其他函数及其他三维图形。掌握绘制二维图形、三维图形及三维曲面的基本函数。

重点和难点：绘制二维图形、三维图形及三维曲面。

第五单元Matlab图像处理（2学时）

1. Matlab图像处理概述；

2. 读入图像、显示图像、图像信息等函数的使用；

3. 图像处理基础，图像代数运算与几何运算；图像变换与图像增强等

要求：了解Matlab图像处理的基本特点，理解Matlab图像处理与Firework和Photoshop 等图像处理软件的功能异同、各自所长。熟练掌握Matlab图像处理的基本操作，如Matlab 图像的代数运算操作等。

重点和难点：Matlab图像处理的基本操作。

五、教材及学生参考书