[研究生入学考试]第一章Matlab基础知识课件

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1、初识初识MATLABMATLAB例例1-3 求方程求方程 的全部根。的全部根。p=3,7,9,0,-23;%建立多项式系数向量建立多项式系数向量x=roots(p)%求根求根例例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。绘制正弦曲线和余弦曲线。x=0:0.5:360*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x);例例1-2 求求第1章Matlab基础知识 第一节一、一、MatlabMatlab简介简介二、二、MatlabMatlab的安装和进入的安装和进入/退出退出三、三、MatlabMatlab操作操作的注意事项的注意事项机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab概述 第1章 MA

2、TLAB是是一种功能十分强大，运算效率很高的一种功能十分强大，运算效率很高的数字工具软件，全称是数字工具软件，全称是Matrix Laboratory。起初。起初它是一种专门用于矩阵运算的软件，经过多年的它是一种专门用于矩阵运算的软件，经过多年的发展，发展，MATLAB已经发展成为一种功能强大的软已经发展成为一种功能强大的软件，儿乎可以解决科学计算中的任何问题。件，儿乎可以解决科学计算中的任何问题。n1.1 MATLAB的发展历程的发展历程 1984年，年，MATLAB 第第1版版(DOS版版)1992年，年，MATLAB 4.0版版 1997年，年，MATLAB 5.0版版 2000年，年，

3、MATLAB 6.0版版 2004年，年，MATLAB 7.0版版 n20010年，年，MATLAB R2009b一、一、MatlabMatlab简介简介n1.2 MATLAB的主要功能的主要功能1.2.1 数值计算和符号计算功能数值计算和符号计算功能MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，提供以矩阵作为数据操作的基本单位，提供了十分丰富的数值计算函数。了十分丰富的数值计算函数。MATLAB和著名的和著名的符号计算语言符号计算语言Maple相结合，使得相结合，使得MATLAB具有具有符号计算功能。符号计算功能。1.2.2 绘图功能绘图功能MATLAB提供了两个层次的绘图操作：一种是对提供了两

4、个层次的绘图操作：一种是对图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。低层绘图操作之上的高层绘图操作。1.2.3 编程语言编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。简单易学、编程效率高。1.2.4 MATLAB工具箱工具箱 MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。的工具箱。MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学工具箱

5、分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。科性工具箱。二、二、Matlab的安装和进入的安装和进入/退出退出机动 目录 上页 下页 返回 结束 菜单栏菜单栏Command Window(Command Window(命令窗口）命令窗口）Current Directory(Current Directory(当前目录）当前目录）Command History(Command History(指令历史）指令历史）WordspaceWordspace(工作空间）工作空间）http:/ 飘荡的Matlab 7.0/7.04还有很多注册码.http:/ 华军软件园Matlab 2009a 简体中文汉化包

6、7.8.2三、Matlab操作的注意事项1)MATLAB命令窗口中的“”为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果,否则不执行。2)MATLAB是区分字母大小写的。如果使用和原来定义的变量一样的名字赋值，原变量名将自动被覆盖，系统不会出错。机动 目录 上页 下页 返回 结束 在MATLAB命令区如果某个命令一行输不下，可以在第一个物理行之后加上3个小黑点并按下回车键，达到换行的目的。3)Matlab可以输入字母、汉字，但是标点符号必须在英文状态下书写。5)机动 目录 上页 下页 返回 结束

7、 4)Matlab中不需要专门定义变量的类型，系统可以自动根据表达式的值或输入的值来确定变量的数据类型。6)命令行与M文件中的百分号“%”标明注释。在语句行中百分号后面的语句被忽略不被执行，在M文件中百分号后面的语句可以用Help命令打印出来。第二节一、一、菜单操作菜单操作二、二、常用命令常用命令三、三、常用操作键常用操作键机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab 的具体操作与操作键 第1章 二、二、常用命令常用命令机动 目录 上页 下页 返回 结束（1）列出当前空间中的变量 Who 将内存中的当前变量以简单形式列出来 Whos 列出当前内存变量的名称、大小、类型等信息 Clear 清

8、除内存中的所有变量与函数 Clc 清除命令窗口文字（2）帮助操作机动 目录 上页 下页 返回 结束 help 列出所有最基础的帮助主题；help topic 获得更详细的专题帮助；lookfor 当要查找具有某种功能但又不知道准确名字的指令时，help就无能为力了。而lookfor可以根据用户提供的完整或不完整的关键词，去搜索一组与之有关的指令和函数。例、查找和sum关键词相关的函数名及调用方法，Matlab常用的窗口帮助命令常用的窗口帮助命令三、三、常用操作键常用操作键键盘操作键 作用Ctrl+Ctrl+HomeEndEscDelBackspaceCtrl+p Ctrl+nCtrl+bCtr

9、l+fCtrl+rCtrl+lCtrl+aCtrl+eCtrl+uCtrl+dCtrl+hCtrl+k调用前一个命令行调用后一个命令行光标左移一个字符光标右移一个字符光标左移一个单词光标右移一个单词光标移至行首光标移至行尾清除当前行清除光标所在位置后的字符清除光标所在位置前的字符删至行尾第三节一、一、MatlabMatlab的变量的变量二、二、MatlabMatlab的运算符的运算符三、三、MatlabMatlab的表达式的表达式机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab 的变量与表达式 第1章 四、四、MatlabMatlab的数据显示格式的数据显示格式一、一、MatlabMatlab

10、的变量的变量变量名变量名说明说明ansi或或jpiepsrealminrealmaxInfNaNnarginnargoutflops取取结结果的缺省果的缺省值值虚数单位虚数单位圆周率圆周率浮点数识别精度浮点数识别精度2(-52)=2.2204*10(-16)最小正实数最小正实数2(2-210)=2.2251*10(-308)最大正实数最大正实数1.7977*10308(infinitude)无穷大无穷大(not a number)不定式，通常由不定式，通常由0/0、Inf/Inf及及其他可能的运算得出。其他可能的运算得出。Inf*NaN仍为仍为NaN。函数的函数的输输入入变变量数目量数目函数的

11、函数的输输出出变变量数目量数目浮点运算数浮点运算数预预定定义义变变量量注 目录 上页 下页 返回 结束 用户变量用户变量Matlab变量名总以字母开头，以字母、数字或下划线组成，区分大小写，有效字符长度为63个。例 A,a,a1,a_1等。注意：要防止定义变量与系统的预定义变量名（如i,pi,eps 等）、函数名（如who length 等）、保留字（for,if,while,end 等）冲突。如果改变了某些系统变量的值，可以用如果改变了某些系统变量的值，可以用“clear+变量名变量名”恢复其初始值。应尽量避免使用系统变恢复其初始值。应尽量避免使用系统变量作为自定义的变量，以免引起混乱。量作

12、为自定义的变量，以免引起混乱。注 目录 上页 下页 返回 结束 2、关系运算符：、关系运算符：(大于)，=(大于等于)，=（等于），=(不等于)&(逻辑与运算)，(逻辑或运算)，(逻辑非运算)3、逻辑运算符：、逻辑运算符：三、三、MatlabMatlab的表达式的表达式机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab语句由变量与表达式组成。常见形式：形式形式1 1：表达式：表达式；形式2：变量=表达式表达式由运算符、函数、变量名和数字组成。例1-4、计算例1-5、设球半径r=2，求球的体积四、四、MatlabMatlab的数据显示格式的数据显示格式机动 目录 上页 下页 返回 结束 Forma

13、t命令的格式和作用：format short5位定点表示format long15位定点表示format short e 5位浮点表示format long e15位浮点表示format short g系统选择5位定点和5位浮点中更好的表示format long g系统选择15位定点和15位浮点中更好的表示机动 目录 上页 下页 返回 结束 format rat近似的有理数的表示format hex十六进制的表示format+(plus)表示大矩阵式分别用+、-和空格表示矩阵中的正数、负数和零format bank用圆角分(美制)定点表示format compact 变量之间没有空行forma

14、t loose变量之间有空行vpa(A,n):A为要显示的数值，n是有效数字的位数。第四节机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab中常用函数 第1章 1、常用三角函数、常用三角函数函数名称函数名称函数功能函数功能函数名称函数名称函数功能函数功能sin(x)正弦函数asin(x)反正弦函数cos(x)余弦函数acos(x)反余弦函数tan(x)正切函数atan(x)反正切函数cot(x)余切函数acot(x)反余切函数sec(x)正割函数asec(x)反正割函数sinh(x)双曲函数asinh(x)反双曲函数二、二、常用计算函数常用计算函数机动 目录 上页 下页 返回 结束 函数名称函数

15、名称函数功能函数功能abs(x)求变量x绝对值，复数的模angle(x)复数x的辅角sqrt(x)求变量x的算术平方根real(x)求复数x的实部image(x)求复数x的虚部conj(x)求复数x的共轭复数round(x)四舍五入至最近整数fix(x)将x向0点方向取整数ceil(x)将x向 方向取整数floor(x)将x向 方向取整数，即x机动 目录 上页 下页 返回 结束 函数名称函数名称函数功能函数功能rat(x)将实数化为分数表示rats(x)将实数化为多项式表示sign(x)符号函数rem(x,y)求x除y的余数gcd(x,y)整数x和y的最大公因数lcm(x,y)整数x和y的最小

16、公倍数exp(x)自然指数pow2(x)2的指数log(x)自然对数log2(x)以2为底的对数函数名称函数名称函数功能函数功能rat(x)将实数化为分数表示rats(x)将实数化为多项式表示sign(x)符号函数rem(x,y)求x除y的余数gcd(x,y)整数x和y的最大公因数lcm(x,y)整数x和y的最小公倍数exp(x)自然指数pow2(x)2的指数log(x)自然对数log2(x)以2为底的对数第五节机动 目录 上页 下页 返回 结束 Matlab的基本对象 第1章 Matlab最基本的对象是：矩阵、最基本的对象是：矩阵、数组与字符串数组与字符串机动 目录 上页 下页 返回 结束

17、一、矩阵一、矩阵1、矩阵的输入、矩阵的输入（1）直接输入（2）用矩阵编辑器来创建、修改矩阵（3）用矩阵函数来生成矩阵机动 目录 上页 下页 返回 结束 常用的矩阵函数函数名称函数功能zeros(m,n)eye(n)ones(m,n)rand(m,n)randn(m,n)magic(n)diag(a,b,c)sqrtm(A)funm(A)rank(A)m行n列的零矩阵n阶单位矩阵m行n列的元素为1的矩阵m行n列的随机矩阵m行n列的正态随机矩阵n阶魔方矩阵生成对角矩阵求矩阵A的平方根按矩阵A计算的函数值求矩阵A的秩机动 目录 上页 下页 返回 结束 函数名称函数功能eig(A)poly(A)tra

18、ce(A)cond(A)rref(A)inv(A)det(A)expm(A)logm(A)norm(A1)求矩阵A的特征值求矩阵A的特征多项式求矩阵A的迹求矩阵A的条件数求矩阵A的行最简形求矩阵A的逆矩阵求矩阵A的行列式求矩阵A的指数值求矩阵A的对数值求矩阵A的范数机动 目录 上页 下页 返回 结束 2 操作符“：”的说明 j:k 表示步长为1的等差数列构成的数组 j:i:k 表示步长为i的等差数列构成的数组 A(i:j)表示A的第i、j(竖着数)个元素.3 矩阵的修改 A(i,j)表示矩阵A的第i行第j列元素。A(:,j)表示矩阵A的第j列。A(i,:)表示矩阵A的第i行A(:)表示以矩阵A

19、的所有元素做成的一个列矩阵。例：元素的抽取与赋值例：元素的抽取与赋值性质7 目录 上页 下页 返回 结束 例：矩阵的扩充例：矩阵的扩充例：矩阵的部分删除例：矩阵的部分删除二、数组（二、数组（numeric array)在matlab中数组就是一行或一列的矩阵。创建数组的特殊指令：命令1：linspace(a,b,n)功能：把a,b等分成n个数据。命令2：logspace(a,b,n)功能：在10a,10b上创建一个包含n 个数据的等比数列。三、字符串三、字符串(character string array)1、字符串的输入机动 目录 上页 下页 返回 结束 在Matlab中，字符串用单引号括起

20、的一串字符表示，如asd,2+3,sin(x)等。注意：字符串不能用双引号代替单引号。例：s=hello my dear friends A=hello;world2、将字符串表达式作为命令执行 命令形式：a=eval(字符串表达式)功能：求字符串表达式的值。这个函数在M文件中进行交互式执行命令时很有用。第六节机动 目录 上页 下页 返回 结束 M 文件与M 函数 第1章 M文件的两种形式：M命令文件（脚本文件）M函数文件一、一、M命令文件命令文件 注：M文件保存时有几点要注意（1）文件名一律以字母开头，以字母、数字或下划线组成，不要含有空格、减号等。例如：1.m,eg2-1.m,eg 2_1

21、.m,eg2.1.m都是不合法的。（2）M文件名一般都用小写字母。尽管MATLAB区分变量的大小写，但是不区分文件名的大小写。例如，A与a是不同的变量，但EG2_1.m与eg2_1.m是相同的。机动 目录 上页 下页 返回 结束（3）要防止它与变量名冲突。为此，变量名一般用一、两个字符（如a,al)表示，而M文件名一般用4个以上字符，如eg2_1,prog1等。另外系统内部的保留字及内部M文件名也不要用，如function,while,clear等都不要用。（4）、Matlab只执行已保存的M文件，所以别忘了每次修改程序后都要存盘。（5）、M文件一般保存在当前目录（Current Direct

22、ory),否则很可能得不到执行。机动 目录 上页 下页 返回 结束 二、二、M M函数文件函数文件如果M文件的第一行包含关键字Function，此文件就是M函数文件。每一个M函数文件都定义一个函数。M函数文件的一般形式为：function=（）例1.6.1、设A为可逆方阵，编写同时求的M函数文件。机动 目录 上页 下页 返回 结束 第七节 程序结构 顺序结构 循环结构 分支结构 开关结构 二、循环结构二、循环结构机动 目录 上页 下页 返回 结束 语法解释for 循环变量=数组，指令组；endWhile 条件式，指令组；end循环变量依次取数组中的值，循环执行指令组。数组形式：m:s:n当条件

23、式满足，循环执行指令组直到条件式不满足。注意避免出现死循环。注：出现死循环Ctrl+c结束。例1.7.1、利用for循环求1-100的整数的和。例1.7.2、利用for循环找出100-200之间的所有素数.例1.7.3、利用while循环来计算1!+2!+50!的值（注：n!可用函数factorial(n)来求解。）m=100:200;n=m(isprime(m)isprime(m)如果m是素数显示逻辑真1，否则为逻辑假0。解：三、分支结构(转移结构）机动 目录 上页 下页 返回 结束 语法语法解释解释if 条件式1 指令组1elseif 条件组2 指令组2else 指令组kend如果条件式1

24、满足，则执行指令组1，且结束该语句；否则检查条件式2，若满足执行指令组2，且结束该语句；若所有条件都不满足，则执行指令k,并结束该语句。常用格式：if 条件式 指令组end语法语法解释解释switch 分支变量case 值1 指令组1;case 值2 指令组2;otherwise 指令组k;end 若分支变量的取值1,则执行指令组1,且结束该语句;若分支变量的取值2,则执行指令组2,且结束该语句;若分支变量不取所列出的值,则执行指令k.四、开关结构例1.7.4、用if-else-end分支结构计算分段函数的值例1.7.5、用switch-case-end分支结构转换成绩等级，90-100优秀，80-90)良好f(x)=x 当x12x-1 当1x103x-11 当1030作业作业 第二节 目录 上页 下页 返回 结束 1、利用循环来计算1!+3!+5!+25!的值2、求出满足 的最小m值。3、Fibonacci数列 ，写出第100项。积分上限积分下限被积函数被积表达式积分变量积分和定积分仅与被积函数及积分区间有关,而与积分变量用什么字母表示无关,即机动 目录 上页 下页 返回 结束