matlab学习课件和教程.docx
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matlab学习课件和教程
第1章基础准备及入门
本章有三个目的：
一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明地介绍MATLAB及其操作桌面Desktop的基本使用方法；三是全面介绍MATLAB的帮助系统。
.1MATLAB的安装和工具包选择
对PC机用户来说，常常需要自己安装MATLAB。
MATLABR2014a（即MATLAB8.3）版要求WinXP、WindowsVista、Windows7等平台。
下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。
.2MATLAB桌面
.2.1MATLAB桌面的启动
（1）方法一
（2）方法二
.2.2MATLAB桌面的布局
图1.2-1中文版Desktop操作桌面的外貌
.3指令窗运行入门
MATLAB的使用方法和界面有多种形式。
但最基本的，也是入门时首先要掌握的是：
MATLAB指令窗的基本表现形态和操作方式。
本书作者相信，通过本节的文字解释，读者将对MATLAB使用方法有一个良好的初始感受。
.3.1指令窗简介
图1.3-1指令窗被最大化的桌面
.3.2最简单的计算器使用法
【例1.3-1】求
的运算结果。
（12+2*sin（pi/6））/3.25^2
ans=
1.2497
〖说明〗
【例1.3-2】“续行输入”法。
S=1-1/2+1/3-1/4+...
1/5-1/6+1/7-1/8
S=
0.6345
〖说明〗
.3.3数值、变量和表达式
前节算例只是表演了“计算器”功能，那仅是MATLAB全部功能中小小一角。
为深入学习MATLAB，有必要系统介绍一些基本规定。
本节先介绍关于变量的若干规定。
101数值的记述
（1）变量赋值——数值运算的前提
（2）输入数值的M码表述
102变量命名规则
103MATLAB的特殊数值及专用变量名
表1.3-1MATLAB为特殊数值定义的专用变量名
专用变量名
代表的特殊值
专用变量名
代表的特殊值
eps
NaN或nan
i或j
Inf或inf
pi
intmax
realmax
intmin
realmin
〖说明〗
【例1.3-3】运行以下指令，以便初步了解那些代表特殊数值的专用变量名。
formatlonge%
RMAd=realmax（'double'）%
RMAs=realmax（'single'）%
RMAd=
1.797693134862316e+308
RMAs=
3.4028235e+38
IMA64=intmax（'int64'）%
IMA32=intmax%
IMA16=intmax（'int16'）%
IMA64=
92233727
IMA32=
2147483647
IMA16=
32767
e1=eps%
e2=eps
（2）%
e1=
2.2213e-16
e2=
4.4426e-16
pi%
ans=
3.1493e+00
104运算符和表达式
（1）MATLAB的运算符
表1.3-2MATLAB的各种运算符
矩阵运算规则
算术运算
名称
加
减
矩阵乘
矩阵左除
矩阵右除
矩阵幂
算符
+
-
*
\
/
^
数
组
运
算
规
则
算术运算
ArithmeticOperations
算符
.*
.\或./
.^
名称
加
减
数组乘
数组左除或
数组右除
数组幂
关系运算
RelationalOperations
算符
>
<
>=
<=
==
~=
名称
大于
小于
大于等于
小于等于
等于
不等于
逻辑运算
LogicalOperations
算符
&
|
~
xor
名称
与
或
非
异或
（2）MATLAB的表达式
105面向复数设计的运算——MATLAB特点之一
【例1.3-4】复数
表达，及计算
。
1）
z1=4+3i%<1>
z1=
4.0000+3.0000i
2）
z2=1+2*i%
z3=2*exp（i*pi/6）%
z=z1*z2/z3
z2=
1.0000+2.0000i
z3=
1.7321+1.0000i
z=
1.8840+5.2631i
3）
real_z=real（z）
image_z=imag（z）
magnitude_z=abs（z）
angle_z_radian=angle（z）%
angle_z_degree=angle（z）*180/pi%
real_z=
1.8840
image_z=
5.2631
magnitude_z=
5.5902
angle_z_radian=
1.2271
angle_z_degree=
70.3048
〖说明〗
【例1.3-5】图示复数
的和（配图1.3-2）。
1）
z1=4+3*i;z2=1+2*i;%
%
2）
z12=z1+z2%
z12=
5.0000+5.0000i
3）复数的运算的几何意义
clf%
holdon%
plot（[0,z1,z12],'-b','LineWidth',3）
plot（[0,z12],'-r','LineWidth',3）
plot（[z1,z12],'ob','MarkerSize',8）
holdoff%
gridon%
axisequal%
axis（[0,6,0,6]）
text（3.5,2.3,'z1'）
text（5,4.5,'z2'）
text（2.5,3.5,'z12'）
xlabel（'real'）
ylabel（'image'）
图1.3-2两个复数相加
【例1.3-6】用MATLAB计算
能得到–2吗（配图1.3-3）？
1）
a=-8;
r_a=a^（1/3）%
r_a=
1.0000+1.7321i
2）
r_n=nthroot（a,3）%
r_n=
-2
3）
%
p=[1,0,0,-a];%
%
R=roots（p）%
R=
-2.0000+0.0000i
1.0000+1.7321i
1.0000-1.7321i
4）
MR=abs（R
（1））;%
t=0:
pi/20:
2*pi;%
x=MR*sin（t）;
y=MR*cos（t）;
plot（x,y,'b:
'）,gridon%
%
holdon
plot（R
（2）,'.','MarkerSize',30,'Color','r'）%
plot（R（[1,3]）,'o','MarkerSize',15,'Color','b'）%
axis（[-3,3,-3,3]）,axissquare%
holdoff
图1.3-3（-8）的全部三次方根分布
〖说明〗
106面向数组设计的运算——MATLAB特点之二
【例1.3-7】实数数组
的“一行”输入法。
1）
AR=[1,3;2,4]%
2）
3）
AR=
13
24
〖说明〗
【例1.3-8】实数数组
的“分行”输入法。
AI=[5,7
6,8]
AI=
57
68
〖说明〗
【例1.3-9】对复数数组
进行求实部、虚部、模和幅角的运算。
1）
AR=[1,3;2,4];AI=[5,7;6,8];%
A=AR-AI*i%
A=
1.0000-5.0000i3.0000-7.0000i
2.0000-6.0000i4.0000-8.0000i
2）
A_real=real（A）
A_image=imag（A）
A_real=
13
24
A_image=
-5-7
-6-8
3）
form=1:
2
forn=1:
2
Am1（m,n）=abs（A（m,n））;
Aa1（m,n）=angle（A（m,n））*180/pi;%
end
end
Am1,Aa1
Am1=
5.09907.6158
6.32468.9443
Aa1=
-78.6901-66.8014
-71.5651-63.4349
4）
Am2=abs（A）
Aa2=angle（A）*180/pi
Am2=
5.09907.6158
6.32468.9443
Aa2=
-78.6901-66.8014
-71.5651-63.4349
〖说明〗
【例1.3-10】画出衰减振荡曲线
，
的取值范围是
（配图1.3-4）。
t=0:
pi/50:
4*pi;%
y=exp（-t/3）.*sin（3*t）;%
plot（t,y,'-r','LineWidth',2）%
axis（[0,4*pi,-1,1]）
xlabel（'t'）,ylabel（'y'）
图1.3-4衰减振荡曲线
〖说明〗
【例1.3-11】复数矩阵
的生成，及计算
矩阵乘积（A取自算例1.3-9）。
B=[3+2i,2+6i;5+3i,4-2i]%
%
C=A*B%
B=
3.0000+2.0000i2.0000+6.0000i
5.0000+3.0000i4.0000-2.0000i
C=
49.0000-39.0000i30.0000-38.0000i
62.0000-42.0000i40.0000-40.0000i
〖说明〗
.4指令窗操作要旨
前一节借助算例，使读者对MATLAB指令窗的使用方法有了一个直观的感受。
本节将在上节的基础上对控制指令窗的指令和操作进行较系统的归纳，以便读者更全面地了解MATLAB，更方便地使用MATLAB。
.4.1指令窗的显示方式
101默认的输入显示方式
102运算结果的显示
表1.4-1数值显示格式的控制指令
103显示方式的永久设置
图1.3-8选中命令行窗口时的预设项对话窗
.4.2指令行中的标点符号
表1.4-2MATLAB常用标点的功能
名称
标点
作用
空格
逗号
黑点
.
分号
;
冒号
:
注释号
%
单引号对
''
圆括号
（）
方括号
[]
花括号
{}
赋值号
=
下连符
_
续行号
...
“At”号
@
惊叹号
!
〖说明〗
.4.3指令窗的常用控制指令
表1.4-3常见的通用操作指令
指令
含义
指令
含义
ans
edit
cd
exit
clc
help
clear
more
clf
quit
dir
return
doc
type
diary
which
〖说明〗
.4.4指令窗中指令行的编辑
表1.4-4MATLAB指令窗中实施指令行编辑的常用操作键
键名
作用
键名
作用
↑
Home
↓
End
←
Delete
→
Backspace
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Esc
PageDown
〖说明〗
【例1.4-1】指令行操作过程示例。
1）
y1=2*sin（0.3*pi）/（1+sqrt（5））
2）
y1=
0.5000
3）
y2=2*cos（0.3*pi）/（1+sqrt（5））
y2=
0.3633
〖说明〗
.5当前文件夹和路径设置器
.5.1当前文件夹及其使用
101设置当前文件夹的必要性
102设置当前文件夹
设置当前文件夹的交互操作法有两种。
（1）
（2）
103当前文件夹浏览窗
图1.5-1当前文件夹及其相关构件
.5.2搜索路径和路经设置
101MATLAB的搜索路径
102搜索路径的设置
图1.6-2路径设置对话框
.6工作内存区和历史指令窗
.6.1工作内存区、交互绘图和变量编辑器
101工作内存区
图1.6-1MATLAB的工作内存区及绘图应用
102内存变量和交互绘图
【例1.6-1】在工作内存中存在有变量t和y的前提下，本例演示如何借助工具图标绘制如图1.3-4的衰减振荡曲线。
操作步骤如下：
1）
2）
3）
103变量编辑器
图1.6-2变量编辑器
.6.2历史指令窗和M文件编辑器
【例1.6-2】在例1.3-10中那5行指令已经运行过的前提下，利用历史指令窗中的记录，生成exm010601.m脚本文件。
1）
2）
图1.6-3历史指令窗及其现场菜单
图1.6-4引出的驻留在MATLAB桌面上的文件编辑器
图1.6-5独立的文件编辑器
.7帮助系统及其使用
表1.7-1MATLAB的在线帮助系统
帮助的方式
特点
以HTML和XML文档为资源的浏览器帮助系统
以M文件头部注释为资源的帮助系统
.7.1浏览器帮助系统
101帮助浏览器的主要构件
图1.9-1默认的帮助浏览器界面
102MATLAB用户指南
图1.9-2用户指南的分类目录
103浏览器的搜索帮助
104函数指令浏览器
图1.9-3按键引出的函数分类目录和指令搜索栏
.7.2指令窗帮助系统
101指令窗现场提示帮助
图1.9-4指令窗周边分布的超链接、按键和现场提示
102help帮助指令
〖说明〗
103词条搜索指令
〖说明〗
习题1
1.请指出如下5个变量名中，哪些是合法的？
abcd-2xyz_33chana变量ABCDefgh
2.在指令窗中，运行指令a=sqrt
（2）。
然后请回答以下问题：
计算结果a是精准的
吗？
该计算结果只是5位有效数字精度的
近似吗？
请在指令窗中，显示出具有最多位有效数字的
近似值？
再请恢复MATLAB数值结果显示的默认设置。
3.设a=-8,运行以下三条指令，问运行结果相同吗？
为什么？
w1=a^（2/3）
w2=（a^2）^（1/3）
w3=（a^（1/3））^2
4.指令clear,clf,clc各有什么用处？
5.想要在MATLAB中产生二维数组
，下面哪些指令能实现目的？
S=[1,2,3;4,5,6;7,8;9]
S=[123;456;789]
S=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]%整个指令在中文状态下输入
6.试为例1.3-5编写一个解题用的M脚本文件？
7.MATLAB桌面上有哪些图标和超链接可引出帮助浏览器？
它们又有什么不同？
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