MATLAB教案Word文档格式.docx

1、五、MATLAB 7的新功能提供了MATLAB、SIMULINK的升级以及其他最新的75个模块的升级，该版本不仅提高了产品质量，同时也提供了最新的用于数据分析、大规模建模、固定点开发和编码等新特征。六、MATLAB 7的安装过程用户在购买到正版MATLAB 7后，可以按照相关的说明进行安装，安装过程相对比较简单。这里不在赘述。安装MATLAB 7必须具有由Mathworks公司提供的合法个人使用许可，如果没有使用许可，用户将无法安装MATLAB。七、MATLAB 7用户界面概述（一） MATLAB 7的主菜单（二）MATLAB 7的工具栏（三）窗口包括：1.命令窗口（Command Histo

2、ry）：用于输入命令，为命令输入提示符。2.命令历史窗口（Command History）：记录输入的命令。3.工作间管理窗口（Workspace）：显示当前计算机内存中Matlab变量的名称。4.当前路径窗口（Current Directory）：显示当前用户所在的路径。八、路径搜索MATLAB 7有一个专门用于寻找“.m”文件的路径搜索器。“.m”文件是以目录和文件夹的方式分布于文件系统中的，一部分“.m”文件的目录是MATLAB 7的子目录，由于MATLAB 7的一切操作都是在它的搜索路径（包括当前路径中进行的，所以如果调用的函数在搜索路径之外，MATLAB 7就会认为此函数并不存在。（

3、一）MATLAB 7的当前目录 在“命令”窗口中输入cd命令，并按Enter键确认，即显示当前MATLAB7工作所在目录。 cdd:MATLAB71work（二）查看安装路径 installpath=matlabrootinstallpath =D:MATLAB6p5（三）MATLAB 7的路径搜索设置 选择MATLAB的主窗口中File | Set Path命令 ，进入到设置路径搜索的对话框 ，用户可以设置新的路径九、Matlab帮助系统（一）help函数（二）lookfor函数练习：1. 简述MATLABA7的各个窗口的作用。2. 查看 MATLAB 7的当前目录和安装路径 3. 使用he

4、lp函数查找det函数的用法4. 使用lookfor函数查找含用关键字norm的相关内容。第二章MATLAB的基本使用一、简单的数学运算 （一）最简单的计算器使用法 1.直接输入法 3*30+3*35+4*30+4*32ans = 4432.存储变量法 grade1=3*30grade1 = 90 grade2=3*35grade2 = 105 total=grade1+grade2total = 195（二）标点符号的使用标 点 符 号定 义;区分行，取消运行显示等.小数点以及域访问等,区分列，函数参数分隔符等连接语句:在数组中应用较多字符串的标识符号（）指定运算优先级等=赋值符号矩阵定义的

5、标志等!调用操作系统运算用于构成单元数组等%注释语句的标识二、数值运算符号符 号功 能实 例+加法1+2-减法1-2*乘法1*2/、除法1/2或是21乘方21例：光明小学一年级有4个班，每班30人，二年级有3个班，每班35人，求该小学一二年级一共有多少人。4*30+3*35三、常用的操作命令clc: 清除工作窗clear: 清除内存变量quit: 退出save: 保存内存变量到指定文件。clf: 清除图形窗口cd: 显示MATLAB工作所在目录。 Installpath: 显示安装路径。四、常用函数三角函数：sin cos tan cot asin acos atan acot exp ：指数

6、函数 log：自然对数imag：复矩阵虚部real：复矩阵实部round：四舍五入mod：有符号求余rem：无符号求余sign ：符号函数sqrt：平方根abs：模1. 练习使用常用指令。2. 设，计算下列各题（1） （2 （3） 3. 在指令窗中输入下面一段程序，功能是：画出衰减振荡曲线y=（e-t/3）sin3t及其他的包络线y0=（e-t/3）。T的取值范围是0,4。t=0:pi/50:4*pi;y0=exp（-t/3）;y=exp（-t/3）.*sin（3*t）;plot（t,y,-r,t,y0,b,t,-y0,）观察输出结果第三章 向量与数组及其基本运算一、向量的生成 （一） 向量的

7、生成：在命令窗口中直接输入向量如：a=1,2,3,4a= 1 2 3 4 （二）等差元素向量的生成：如生成一个向量b=1,3,5,7,9b=1:2:9 b= 1 3 5 7 9 其中，为起始值，为公差，为终止值二、向量的基本运算（一） 加（减），向量中每个元素的加（减）例如：a=1,2; b=3,5;a+b ans= 4 7（二） 点积（dot）、叉积（cross）和混合积例1：求dot（a,b） 13叉积，要求变量维数至少三维例2：，求cross（a,b）-36-3例3： c=5,1,2;dot（a,cross（b,c）ans= -15三、数组及其基本运算（一）数组的生成：可通过自定义或利用

8、matlab函数生成例如：建立数组A=1,2,3,4,5,可直接在matlab命令行中定义A=1,2,3,4,5对于一些特殊的矩阵（如随机数据构成的矩阵）可利用相应的函数生成。例13随机生成一个数组A=rand（1,10）（二） 数组的运算数组的运算主要包括数组的排序、数值运算、关系运算和逻辑运算等1数组的排序：函数：sort；默认情况下对按升序排序。用法： sort（X）：对数组X中的元素按升序排列dsort（）:降序例4，对X进行排列x=1,3,7,5,2sort（x） 1 2 3 5 72数值运算数组运算符有矩阵运算符前面加一点来表示，数值运算包括：加（），减（）乘（）除（），乘方（）。

9、数组的加法（减法）与矩阵相同，因此运算符（,）既可以被矩阵接受也可以被数组接受。例15，求数组A于B的乘积A=1,2,3;B=2,3,4;A.*B 2 6 12.关系运算关系运算包括：小于（）、小于等于（）、大于等于（=）、等于（=）、不等于（=）。比较两个元素大小时，结果为1表示关系式为真；结果为0表示关系式为假。如，A=1,2,B=1,3A=B4.逻辑运算 逻辑运算有三种：与（&）、或（|）、非（）。）、或（|）可以比较两个数组的，非（）为一元操作符。逻辑运算针对数组或矩阵中的每一个元素。如：A=1,0A则为0，1已知，c=9,-1,4（1）求a和b的点积（2）求b和c的点叉积（3）求a、

10、b和c的混合积首先生成一个110的随机数组A然后将第5个和第8个元素取出，并对它们进行四则运算。设，求其特征值和特征向量A为5阶魔术矩阵，分别对A进行如下操作：（1）求A的逆；（2）求A的秩；（3）求A的迹设数组，求A与B的乘积第四章 矩阵的基本运算一、矩阵的生成（一）直接法：如生成一个三阶矩阵：A=1,2,3;4,5,6;7,8,9：，表示一行中元素的分隔，；表示分行 A= 1 2 3 4 5 6 7 8 9（二）向量法：矩阵可以看成由多个向量的组合。如果向量内各数据之间成等差数列，则可利用冒号表达式建立一个向量，如例3。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

11、初始值，e2为步长，e3为终止值。如生成向量1，2，3则可表示为1：1：3矩阵 A可表示为：A=1:1:3;4:6;7:9二、矩阵的运算1.矩阵与矩阵的加（减）法：指矩阵各元素之间的加（减）法矩阵必须具有相同的阶加法用，减法用，数乘用*A=1,2;3,4;B=2,4;1,3;A+Bans= 3 63*A 9 122.矩阵与矩阵的乘法：运算符号*，如果A是一个阶矩阵，D是一个阶矩阵，则为阶矩阵D=1,2,3;4,5,6;A*D 9 12 15 19 26 333.矩阵与矩阵的除法：一般情况下，AB：表示A*X=B的解；而B/A：表示x*A=B的解例4：,求及的解B=1,2,3;D=9,12,15

12、;19,26,33;X=AD X= 1.0000 2.0000 3.0000 4,0000 5.0000 6.0000Y=D/B Y= 1.0000 2.0000 3.0000 4.00004.矩阵的特征参数运算矩阵的乘方Sqrtm矩阵的开方Expm矩阵的指数运算Logm矩阵的对数运算Det矩阵的行列式Inv矩阵的逆Rank矩阵的秩Trace矩阵的迹Eig或eigs矩阵的特征值和特征向量Norm计算矩阵的范数例5： A=1,2;inv（A） -2.0000 1.0000 1.5000 -0.5000例6：求矩阵A的特征值和特征向量用法一：E=eig（A） 生成有矩阵A的特征值所组成的一个列向量

13、；用法二：V,D=eig（A） 生成两个矩阵，V:表示以矩阵A的特征向量作为列向量组成的矩阵，D：表示由矩阵A的特征值作为主对角线元素构成的对角矩阵E=eig（A）E= -0.3723 5.3723V,D=eig（A）V= -0.8246 -0.4160 0.5658 -0.9094D= -0.3723 0 0 5.3723例7求矩阵A的范数；计算A的无穷范数norm（A,2） 5.4650norm（A,inf） 75.特殊矩阵的生成生成空矩阵Zeros生成矩阵Eye生成单位矩阵Ones生成全矩阵Diag生成对角矩阵Rand生成服从0-1分布的随机矩阵Randn生成服从正态分布的随机矩阵Van

14、der生成范德蒙德矩阵例8生成4行5列的零矩阵zeros（3,5） 0 0 0 0 00 0 0 0 0例9生成一个取值在之间的行列随机矩阵分析： rand（3），可生成01之间的矩阵，而，之间的差为，因此*rand（3）可之间的随机矩阵，需要生成510之间的随机矩阵，需要将矩阵5*rand（3）向右平移个单位，即5+5*rand（3） 5+5*rand（3）习题：第五章 MATLAB程序设计一、 M文件的组成二、程序控制（一）顺序结构a=1;b=2;c=3;s1=a+bs2=s1+cs3=s2/s1（二）选择语句：包含三种形式第1种形式为只有一种选择：结构如下if 表达式执行语句end第2种

15、形式为只有两种选择：执行语句1else执行语句2第2种形式为只有3种或3种以上选择：if 表达式1表达式1为真时的执行语句1elseif表达式2表达式2为真时的执行语句2elseif表达式3表达式3为真时的执行语句3所有的表达式都为假时执行语句%该程序用于演示有2种选择时if-else-end语句的使用 function if two（x） if x fprintf（%f is a positive numbern,x） else fprintf（%f is not a positive numbern,x） end（三）分支语句switch 开关语句 Case条件语句 执行语句，执行语句 C

16、ase条件语句1，条件语句2，条件语句3， 执行语句，执行语句 Otherwise, endfunction lower1（method）switch method caselinear,bilinear disp（method is linear）case cubic disp（method is cubic） case nearest disp（method is nearest） otherwise disp（Unknown method.）将上边的程序以lower1.m为文件名保存，在命令窗口中运行该文件。a=linear;lower1（a）Method is linear（四）for

17、 循环语句 for i=表达式，求1-10的平方 for i=1:10x（i）=i2; xx = 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100for 循环语句可嵌套使用，如求解：打开M文件编辑窗口，输入程序如下，并将函数命名为forsum。在命令窗口中输入forsum，即可得到如下结果。（五）while循环语句while 表达式 执行语句（六）人机交互命令break：中断命令：一般用在循环控制中。return：返回调用函数或键盘。continue：与break不同，系统只是不再执行相关的执行语句，而不会跳出当前循环。pause：暂停等待。input：提示用户从键盘输入数据、字符串或表

18、达式。三、 函数（一）主函数：M文件中的第1个函数为主函数。如果同一个M文件中有多个函数，则通常对第1个函数进行定义，定义方式如下：function f（）其中，function ：为函数定义。f为函数名（二）子函数：子函数的定义与主函数相同。例3，编制一个函数，要求任意输入两个数值后，用两个子函数分别求出它们的和与它们的绝对值的和，再将这两个和相乘。1简述使用M文件与在MATLAB“命令”窗口直接输入命令有何异同。2. for 循环语句可嵌套使用，如求3用forend循环，编程求出1+3+5+101的值。4用while循环计算习题25建立阶跃函数。6求和：s=1+2+nwords1=situ

19、ate;words2=situp;N=strcmp（word1,word2） N= 0 （四）字符串的查找、替换 Matlab提供finstr、strfind等函数来实现查找和替换功能。findstr：会根据所给字符串中的字符来查找，返回字符的位置。如例7 在s=How much wood would a woodchuck chuck?,中查找字符a; s=How much wood would a woodchuck chuck?a1=findstr（s,a）a1= 21strfind（text,pattern）：只能在text中查找pattern，并返回第一个相同字符的位置。 例8 在a

20、中查找字符串s=How much wood would a woodchuck chuck?b1=strfind（a , s）b1= 返回结果为空，表示在a中不存在与s相同的字符串。（五）转换在matlab中，可利用num2str、int2str、str2num、str2double等函数实现字符串和数值之间的转换。例8 将数值2转换成字符2a=num2str（2）2输出结果中，a为字符型变量。1 将字符串s1=this is a string, 中的字符a替换成A。2 将数值矩阵转换成字符矩阵。第七章 多项式包含多项式的表示，多项式的运算两部分。一、 多项式的表示方法在Matlab中多项式可通过向量来表示，对于多项式可以利用