matlab第五讲教案(最新整理)
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西南科技大学本科生课程备课教案计算机技术在安全工程中的应用——Matlab 入门及应用授课教师:徐中慧班级:专业:安全技术及工程第四章课型:新授课教具:多媒体教学设备,matlab 教学软件一、目标与要求掌握矩阵与数组的相关运算,及matlab 中矩阵运算的相关函数,包括三角分解、正交变换、奇异值分解、特征值分解、矩阵的秩的运算等。
二、教学重点与难点本堂课教学的重点在于引导学生在编写matlab 程序时能够熟练运用矩阵运算的相关函数实现相应的功能。
三、教学方法本课程主要通过讲授法、演示法、练习法等相结合的方法来引导学生掌控本堂课的学习内容。
四、教学内容一、课后习题的解说。
(1)在计算器发明(约1974 年)之前,人们需要用数学用表来计算正弦、余弦和对数值。
创建正弦值数学用表的步骤如下:①创建角度矢量、范围在 0~3600之间,步长为 180。
②计算正弦值,用角度和计算出来的正弦值创建表格。
③分别用两个 disp 语句给表格加上标题和表头。
④用 fprintf 显示数据,要求小数点后有两位有效数字。
解:angle=0:18:360; sine=sin(angle/180*pi);disp(' SINE TABLE ')disp(' Angle Sine ')fprintf(' %4.2f %4.2e\n',[angle;sine])(2)使用搜索引擎或浏览器搜索英镑、日元、欧元和人民币对美元的汇率,并把输出结果绘制成表。
要求用 disp 在表格中添加标题和表头,用 fprintf 输出格式化数据。
①创建日元和美元的汇率表,表中共有 25 行,从 5 日元开始,步长为 5 日元②创建人民币和美元的汇率表,表中共有 30 行,从 5 元开始,步长为 5 元③创建数据表格,表中有 5 列,第一列是美元,第二列是欧元,第三列是英镑,第四列是人民币,第五列是日元。
matlab的教学课程设计

matlab 的教学课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握 MATLAB 的基本功能和操作,能够运用MATLAB 进行简单的数学计算、数据分析、图形绘制等。
具体目标如下:1.理解 MATLAB 的基本概念,如矩阵、数组、变量等。
2.掌握 MATLAB 的基本运算,如加减乘除、指数对数、三角函数等。
3.熟悉 MATLAB 的数据类型和数据结构。
4.了解 MATLAB 的编程语法和控制结构。
5.能够使用 MATLAB 进行基本的数学计算和数据分析。
6.能够使用 MATLAB 绘制二维和三维图形。
7.能够编写简单的 MATLAB 脚本程序,实现数学模型的求解和优化。
8.能够使用 MATLAB 与其他软件进行数据交换和协同工作。
情感态度价值观目标:1.培养学生的计算思维和问题解决能力。
2.培养学生对科学计算和数据分析的兴趣和热情。
3.培养学生的团队合作意识和交流沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括 MATLAB 的基本概念、基本运算、数据类型和数据结构、编程语法和控制结构等。
具体安排如下:第 1 课时:MATLAB 简介和基本概念1.MATLAB 的历史和发展2.MATLAB 的界面和基本操作3.MATLAB 的数据类型和数据结构第 2 课时:MATLAB 的基本运算1.矩阵运算2.数组运算3.数学函数运算第 3 课时:MATLAB 的数据类型和数据结构1.数值类型2.字符串类型3.结构体类型第 4 课时:MATLAB 的编程语法和控制结构1.变量和赋值2.循环结构3.条件结构第 5 课时:MATLAB 二维和三维图形绘制1.二维图形绘制2.三维图形绘制第 6 课时:MATLAB 脚本程序设计1.脚本程序的基本结构2.脚本程序的调试和优化三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解和演示,让学生掌握 MATLAB 的基本概念和操作。
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Application of Matlab Language
课程的作用 课程的目的 课程的特点 课程安排
2023/4/19
Application of Matlab Language
2
Matlab的广阔应用
• 在欧美各高等学校,Matlab成为线性代数、自动控制理论、 数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等 诸多课程的基本教学工具,成为本科生、硕士生和博士生的 必须掌握的基本技能。 • 在设计研究单位和工业部门,Matlab已被广泛地用于研究 和解决各种具体的工程问题。 • 可以预见,Matlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越 来越大的作用。
2023/4/19
Application of Matlab Language
11
Matlab版本的发展
• 1992年,支持Windows 3.x的MATLAB 4.0版本推出,增加了Simulink,Control, Neural Network,Signal Processing等专用工具箱。
MATLAB,其名称是由MATrix和 LABoratory(矩阵实验室)
两个单词的前三个字母所合成。
• 在1978年,Malab就面世了。这个程序获得了很大的成功, 受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里,Matlab在多所 大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软 件广为流传。
2023/4/19
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授课宗旨
• 讲授MATLAB的通用功能。 • 寓教于例,由浅入深。 • 关于科学计算,着重强调理论概念、算法和实际计算三者 之间的关系。
2023/4/19
Application of Matlab Language
大学MATLAB教案

教学目标:1. 了解MATLAB的基本功能和特点。
2. 掌握MATLAB的基本操作和编程技巧。
3. 能够使用MATLAB进行简单的数值计算、图形绘制和数据分析。
教学对象:大学本科一年级学生教学时间:2课时教学重点:1. MATLAB的启动和退出。
2. MATLAB的基本语法和操作。
3. 数值计算和图形绘制。
教学难点:1. MATLAB编程技巧。
2. 高级功能的使用。
教学准备:1. MATLAB软件。
2. PPT课件。
教学过程:一、导入新课1. 向学生介绍MATLAB的基本概念和特点。
2. 强调MATLAB在科学计算、数据可视化、系统仿真和交互式程序设计等方面的应用。
二、MATLAB基本操作1. 启动MATLAB:讲解如何启动MATLAB软件,包括命令行启动和图形界面启动。
2. 退出MATLAB:讲解如何退出MATLAB软件,包括命令行退出和图形界面退出。
三、MATLAB基本语法和操作1. 变量和表达式:讲解如何定义变量、赋值和计算表达式。
2. 运算符:讲解MATLAB中的算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。
3. 函数:讲解如何使用MATLAB内置函数和自定义函数。
4. 控制语句:讲解循环语句(for、while)和条件语句(if、switch)。
四、数值计算1. 数值计算示例:展示MATLAB进行数值计算的能力,如求和、求积、求导等。
2. 数值计算技巧:讲解MATLAB在数值计算中的技巧,如矩阵运算、向量化计算等。
五、图形绘制1. 二维图形绘制:讲解如何使用MATLAB绘制二维图形,如线图、散点图、条形图等。
2. 三维图形绘制:讲解如何使用MATLAB绘制三维图形,如曲面图、三维散点图等。
3. 图形修饰:讲解如何对图形进行修饰,如添加标题、坐标轴标签、图例等。
六、课后作业1. 完成PPT课件中的练习题。
2. 编写一个简单的MATLAB程序,实现数值计算和图形绘制。
教学总结:1. 回顾本节课的主要内容,强调MATLAB的基本操作、语法和编程技巧。
2024年MATLAB基础教程(第五版)全套教学课件

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优化工具箱使用方法
线性规划
使用MATLAB的优化工具箱可以方便地 求解线性规划问题,如最小二乘法、线
性约束优化等。
整数规划
2024/2/29
对于整数规划问题,优化工具箱提供 了分支定界法、割平面法等求解方法
。
非线性规划
优化工具箱也支持非线性规划问题的 求解,如梯度下降法、牛顿法等。
多目标优化
优化工具箱还支持多目标优化问题的 求解,如遗传算法、粒子群算法等。
MATLAB概述与基础
2024/2/29
4
MATLAB简介及应用领域
01
MATLAB是MathWorks公司 开发的一款商业数学软件
2024/2/29
02
主要应用于算法开发、数据 可视化、数据分析以算、工程设计、图 像处理、信号处理等领域有
广泛应用
5
MATLAB工作环境与界面介绍
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信号处理工具箱应用实例
信号滤波
使用信号处理工具箱可 以对信号进行滤波处理 ,如低通、高通、带通
滤波等。
2024/2/29
频谱分析
信号处理工具箱提供了 丰富的频谱分析工具, 如傅里叶变换、功率谱
分析等。
波形生成与调制
可以生成各种标准波形 并进行调制处理,如正 弦波、方波、AM调制
等。
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信号重构与压缩
和微积分等操作。
02
图形界面开发
MATLAB提供了丰富的图形界 面开发工具,可以方便地创建
交互式界面。
03
外部接口与编程
MATLAB支持与其他编程语言 的接口,如C/C、Java等,方
便进行混合编程。
04
并行计算
MATLAB支持并行计算,可以 利用多核处理器和计算机集群
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矩阵的数学运算
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握矩阵的数学运算,如求逆 、求行列式、求特征值等。
在MATLAB中,可以使用inv() 函数来求矩阵的逆,使用det() 函数来求矩阵的行列式,使用 eig()函数来求矩阵的特征值。 例如,A的逆可以表示为 inv(A),A的行列式可以表示 为det(A),A的特征值可以表 示为eig(A)。
• 总结词:了解特征值和特征向量的概念及其在矩阵分析中的作用。 • 详细描述:特征值和特征向量是矩阵分析中的重要概念。特征值是满足Ax=λx的标量λ和向量x,特征向量是与特征值对
应的非零向量。特征值和特征向量在许多实际问题中都有应用,如振动分析、控制系统等。
04
MATLAB图像处理
图像的读取与显示
变量定义
使用赋值语句定义变量,例如 `x = 5`。
矩阵操作
学习如何创建、访问和操作矩 阵,例如使用方括号 `[]`。
函数编写
学习如何创建自定义函数来执 行特定任务。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头,可以包含字母、 数字和下划线,但不应与 MATLAB保留字冲突。
了解矩阵的数学运算在实际问 题中的应用。
矩阵的数学运算在许多实际问 题中都有应用,如线性方程组 的求解、矩阵的分解、信号处 理等。通过掌握这些运算,可 以更好地理解和解决这些问题 。
矩阵的分解与特征值
• 总结词:了解矩阵的分解方法,如LU分解、QR分解等。
• 详细描述:在MATLAB中,可以使用lu()函数进行LU分解,使用qr()函数进行QR分解。这些分解方法可以将一个复杂的 矩阵分解为几个简单的部分,便于计算和分析。
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数据处理
应用MATLAB的信号处理和统计 分析函数库,进行数据预处理、
特征提取和模型训练。
机器学习与深度学习
机器学习
介绍MATLAB中的各种机器学习算法,如线性回归、决策 树、支持向量机等,以及如何应用它们进行分类、回归和 聚类。
深度学习
介绍深度学习框架和网络结构,如卷积神经网络(CNN) 、循环神经网络(RNN)等,以及如何使用MATLBiblioteka B进行 训练和部署。感谢观看
THANKS
符号微积分
进行符号微分和积分运算,如极限、导数和 积分。
符号方程求解
使用solve函数求解符号方程。
符号矩阵运算
进行符号矩阵的乘法、转置等运算。
05
MATLAB应用实例
数据分析与可视化
数据分析
使用MATLAB进行数据导入、清 洗、处理和分析,包括描述性统
计、可视化、假设检验等。
可视化
利用MATLAB的图形和可视化工 具,如散点图、柱状图、3D图等
数值求和与求积
演示如何对数值进行求和与求积 操作。
数值计算函数
介绍常用数值计算函数,如sin、 cos、tan等。
方程求解
演示如何求解线性方程和非线性方 程。
03
MATLAB编程基础
控制流
01
02
03
04
顺序结构
按照代码的先后顺序执行,是 最基本的程序结构。
选择结构
通过if语句实现,根据条件判 断执行不同的代码块。
数据分析
数值计算
MATLAB提供了强大的数据分析工具,支 持多种统计分析方法,可以帮助用户进行 数据挖掘和预测分析。
MATLAB可以进行高效的数值计算,支持 多种数值计算方法,包括线性代数、微积 分、微分方程等。
(完整版)matlab电子教案(1)

第二章Matlab 初步(12课时)一、初等运算和初等函数(0.5课时)1、简单指令:(P5/6)例1.算术运算 a=2^2+(12+2*(7-4))/3^2-2^(1/2) %注意算术运算的运算符例2. 简单矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A 的 输入。
A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]A=[1,2,34,5,67,8,9] %分行输入例3.指令的续行输入S=1–1/2+1/3–1/4+1/5–1/6+1/7 …-1/82、数值、变量和表达式(1)数值的记述MATLAB 的数值采用习惯的十进制(或科学计数法)表示,可以带小数点或负号。
(2)变量命名规则变量名、函数名是对字母大小写敏感的。
变量名的第一个字符必须是英文字母,最多可包含63个字符(英文、数字和下连符)。
(3)MATLAB 默认的预定义变量:(P7/8)3、有关复数的函数:(P8/9)real(a) %给出复数a 的实部imag(a) %给出复数a 的虚部abs(a) %给出复数a 的模angle(a) %以弧度为单位给出复数a 的相位角例4.复数的运算——表达复数ie z i z i z 63212,21,43π=+=+=,及计算321z z z z =。
z1=3+4i %经典教科书的直角坐标表示法z2=1+2*i %运算符构成的直角坐标表示法z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表示法z=z1*z2/z3例5.复数矩阵的生成与计算(P15/10)A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*iB=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]C=A*B例6.求复数矩阵的实部、虚部、模和相角(接例5)C_real=real(C)C_imag=imag(C)C_magnitude=abs(C)C_phase=angle(C)*180/pi例7.复数的运算 ——计算-8的3次方根 (P10/11)(1) 直接计算时,得到的是处于第一象限的方根a=-8;r=a^(1/3)(2) 全部方根的计算% 先构造一个多项式a r r p -=3)(p=[1,0,0,-a]; %p 是多项式)(r p 的系数向量%指令末尾的“英文状态分号”使该指令运行后,不显示结果。
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disp('
SINE TABLE
')
disp('
Angle
பைடு நூலகம்
Sine
')
fprintf('
%4.2f
%4.2e\n',[angle;sine])
(2)使用搜索引擎或浏览器搜索英镑、日元、欧元和人民币对美元的汇率,并把输出结
果绘制成表。要求用 disp 在表格中添加标题和表头,用 fprintf 输出格式化数据。
西南科技大学本科生课程备课教案
计算机技术在安全工程中的应用
——Matlab 入门及应用
授课教师:徐中慧 班 级: 专 业:安全技术及工程
第四章
课型:新授课 教具:多媒体教学设备,matlab 教学软件
一、目标与要求
掌握矩阵与数组的相关运算,及 matlab 中矩阵运算的相关函数,包括三角分解、正交变换、奇异值分 解、特征值分解、矩阵的秩的运算等。
d、矩阵的元素可以是数值、变量、表达式或函数;
e、矩阵的尺寸不必预先定义。
(2)矩阵的创建方法
①、直接输入法
a.最简单的建立矩阵的方法是从键盘直接输入矩阵的元素。矩阵用方括号括起来,元素之间用空格或
逗号分隔开,矩阵行与行之间用分号分开。
b.在 workspace 中单击右键定义一个新的变量,双击变量名在 variable editor 中输入矩阵元素。
e.用命令 logspace 可以创建一个等比数组,需要三个输入值。前两个数值分别作为 10 的指数,最后
一个值是数组中元素的个数。
logspace(1,3,3)
ans =
10
100
1000
②、利用 MATLAB 函数创建矩阵
基本矩阵函数如下:
ones()函数:产生全为 1 的矩阵,ones(n):产生 n*n 维的全 1 矩阵,ones(m,n):产生 m*n 维的全 1
中,此步骤属选做)
解:①jpy=5:5:25*5;
usd1=jpy*0.01301;
disp('
JPY &USD TABLE
')
disp('
JPY
USD
')
fprintf('
%4.2f
%4.2f\n',[jpy;usd1])
②cny=5:5:30*5;
usd2= cny *0.1567;
disp('
⑦若矩阵 A 无逆矩阵,则称 A 为奇异矩阵。若 A 有逆矩阵,则称 A 是非奇异矩阵,简称非异阵。即
非奇异矩阵就是可逆矩阵
三、Matlab 中矩阵的创建
(1)MATLAB 中矩阵创建的规则
a、矩阵元素必须在”[ ]”内;
b、矩阵的同行元素之间用空格(或”,”)隔开;
c、矩阵的行与行之间用”;”(或回车符)隔开;
②只有一行的矩阵
A a1 a2 an
称为行矩阵,又称行向量。 ③只有一列的矩阵
a1
B
a2
an
④两个矩阵行数相等,列数也相等,就称为它们是同型矩阵
⑤元素都是 0 的矩阵称为零矩阵
⑥设 A,B 均为 n×n 矩阵,I 为 n 阶单位矩阵。若 AB=I,则 B 为 A 的逆矩阵。A 也是 B 的逆矩阵。
c.建立向量的时候可以利用冒号表达式,冒号表达式可以产生一个行向量,一般格式是: e1:e2:e3,
其中 e1 为初始值,e2 为步长,e3 为终止值。
d.还可以用 linspace 函数产生行向量,其调用格式为:linspace(a,b,n) ,其中 a 和 b 是生成向量的
第一个和最后一个元素,n 是元素总数。 可以看出来 linspace(a,b,n)与 a:(b-a)/(n-1):b 等价。
①创建日元和美元的汇率表,表中共有 25 行,从 5 日元开始,步长为 5 日元
②创建人民币和美元的汇率表,表中共有 30 行,从 5 元开始,步长为 5 元
③创建数据表格,表中有 5 列,第一列是美元,第二列是欧元,第三列是英镑,第四列
是人民币,第五列是日元。计算与 1 到 10 美元等价的其它货币值。(将结果输出到.txt 文件
创建正弦值数学用表的步骤如下:
①创建角度矢量、范围在 0~3600 之间,步长为 180。
②计算正弦值,用角度和计算出来的正弦值创建表格。
③分别用两个 disp 语句给表格加上标题和表头。
④用 fprintf 显示数据,要求小数点后有两位有效数字。
解:angle=0:18:360; sine=sin(angle/180*pi);
(1)矩阵的定义
由 m×n 个数 aij (i=1,2,…,m;j=1,2,…n)排成的 m 行 n 列的数表
a11 a12 a1n
A a21
a22
a2n
a31 a32 a3n
称为 m 行 n 列的矩阵,简称 m×n 矩阵。
(2)相关概念
①行数与列数都等于 n 的矩阵称为 n 阶矩阵或 n 阶方阵。
CNY &USD TABLE
')
disp('
RMB
USD
')
fprintf('
%4.2f
%4.2f\n',[cny;usd2])
③usd=1:1:10;
eur=usd* 0.7323;
gbp=usd* 0.6405;
cny=usd* 6.3816;
jpy=usd*76.358;
disp('
disp('
USD
fprintf('
%4.2f
AS Exch')
EUR
GBP
%4.2f
%4.2f
RMB %4.2f
JPY') %4.2f \n',[ usd;eur;gbp;cny;jpy])
二、矩阵的相关知识
掌握矩阵与数组的相关运算,及 matlab 中矩阵运算的相关函数,包括三角分解、正交变换、奇异值分 解、特征值分解、矩阵的秩的运算等。
矩阵;
zeros()函数:产生全为 0 的矩阵,zeros(n):产生 n*n 维的全 0 矩阵,zeros(m,n):产生 m*n 维的
全 0 矩阵;
rand()函数:产生在(0,1)区间均匀分布的随机阵;rand
(n):产生 n*n 维的随机矩阵,rand
(m,n):产生 m*n 维的随机矩阵;
二、教学重点与难点
本堂课教学的重点在于引导学生在编写 matlab 程序时能够熟练运用矩阵运算的相关函数实现相应的 功能。
三、教学方法
本课程主要通过讲授法、演示法、练习法等相结合的方法来引导学生掌控本堂课的学习内容。
四、教学内容
一、课后习题的解说。
(1)在计算器发明(约 1974 年)之前,人们需要用数学用表来计算正弦、余弦和对数值。
eye()函数:产生单位阵;eye(n):产生 n*n 维的单位矩阵,eye(m,n):产生 m*n 维的单位矩阵;