MATLAB工程計(jì)算及應(yīng)用

第1章　MATLAB系統(tǒng)簡介　1                   
 1.1　MATLAB概述　1                   
 1.1.1　MATLAB的起源與發(fā)展　1                   
 1.1.2　MATLAB的主要特點(diǎn)　2                   
 1.1.3　MATLAB的基本組成　2                   
 1.1.4　MATLAB在工程教學(xué)中的應(yīng)用　2                   
 1.2　MATLAB R12的安裝和卸載　3                   
 1.2.1　對(duì)系統(tǒng)的要求　3                   
 1.2.2　MATLAB 6.0的安裝過程　4                   
 1.2.3　MATLAB 6.0的卸載　7                   
 1.3　MATLAB快速入門　7                   
 1.3.1　MATLAB的啟動(dòng)和退出　7                   
 1.3.2　認(rèn)識(shí)MATLAB工作環(huán)境及操作　9                   
 1.3.3　MATLAB通用命令和編輯鍵　11                   
 1.4　MATLAB的幫助文件　12                   
 1.4.1　常用幫助命令　13                   
 1.4.2　其他幫助命令　16                   
 1.5　MATLAB 6.0的新增功能　17                   
 1.6　小結(jié)　18                   
 習(xí)題　 19                   
                   
 第2章　MATLAB的矩陣和數(shù)組運(yùn)算　20                   
 2.1　矩陣函數(shù)和矩陣運(yùn)算　20                   
 2.1.1　矩陣的創(chuàng)建　20                   
 2.1.2　矩陣的保存和提取　27                   
 2.1.3　矩陣元素的標(biāo)識(shí)　27                   
 2.1.4　基本矩陣函數(shù)和矩陣分解函數(shù)　31                   
 2.1.5　矩陣的加. 減. 乘. 除和乘方運(yùn)算　33                   
 2.1.6　矩陣函數(shù)　35                   
 2.2　數(shù)組函數(shù)和數(shù)組運(yùn)算　37                   
 2.2.1　數(shù)組和矩陣的區(qū)別　37                   
 2.2.2　數(shù)組加. 減. 乘. 除和乘方　38                   
 2.2.3　數(shù)組函數(shù)　40                   
 2.3　數(shù)據(jù)的輸出　42                   
 2.3.1　輸出格式　42                   
 2.3.2　特殊變量和常數(shù)　43                   
 2.4　小結(jié)　45                   
 習(xí)題　 45                   
                   
 第3章　計(jì)算結(jié)果可視化　47                   
 3.1　MATLAB的圖形窗口　47                   
 3.1.1　創(chuàng)建與控制圖形輸出窗口　47                   
 3.1.2　圖形窗口的操作　48                   
 3.2　二維平面圖形與坐標(biāo)系　48                   
 3.2.1　幾個(gè)基本的繪圖命令　48                   
 3.2.2　線型和顏色　54                   
 3.2.3　二維數(shù)值函數(shù)曲線的專用命令fplot　56                   
 3.2.4　二維符號(hào)函數(shù)曲線的專用命令　58                   
 3.2.5　圖形窗口的分割　59                   
 3.2.6　坐標(biāo)系的調(diào)整　60                   
 3.3　三維繪圖　61                   
 3.3.1　基本的三維繪圖命令　62                   
 3.3.2　線和面填色　63                   
 3.3.3　三維曲面繪圖命令　64                   
 3.3.4　基本三維繪圖命令的幾個(gè)改進(jìn)命令　67                   
 3.3.5　等高線圖形的繪制. 標(biāo)注和填充　69                   
 3.3.6　三維視圖可視效果的控制　72                   
 3.3.7　三維圖形的照明和材質(zhì)處理　77                   
 3.3.8　柱面和球面的三維表達(dá)　80                   
 3.4　四維表現(xiàn)圖　81                   
 3.4.1　用色彩進(jìn)行四維表現(xiàn)　82                   
 3.4.2　用切片圖和等位線圖進(jìn)行四維表現(xiàn)　82                   
 3.5　特殊圖形　84                   
 3.5.1　面積圖命令area　85                   
 3.5.2　直方圖命令bar　85                   
 3.5.3　餅圖命令pie　88                   
 3.5.4　柱形圖命令hist　89                   
 3.5.5　火柴桿圖命令stem　90                   
 3.5.6　階梯圖命令stairs　92                   
 3.5.7　誤差棒圖命令errorbar　92                   
 3.6　坐標(biāo)系下繪制二維和三維圖形　93                   
 3.6.1　極坐標(biāo)系下繪制圖形　93                   
 3.6.2　柱坐標(biāo)系和球坐標(biāo)系下繪制圖形　94                   
 3.7　坐標(biāo)軸的控制和圖形標(biāo)注　96                   
 3.7.1　坐標(biāo)軸控制函數(shù)axis　96                   
 3.7.2　圖形標(biāo)注　97                   
 3.8　MATLAB的圖形標(biāo)注精細(xì)命令　102                   
 3.8.1　多行字符串的標(biāo)注　102                   
 3.8.2　標(biāo)注字體以及字體風(fēng)格和大小的設(shè)置　102                   
 3.8.3　上下標(biāo)的設(shè)置　103                   
 3.9　MATLAB 6.0中的新增函數(shù)　103                   
 3.10　小結(jié)　105                   
 習(xí)題　 106                   
                   
 第4章　MATLAB程序設(shè)計(jì)基本知識(shí)　107                   
 4.1　MATLAB的變量與表達(dá)式　107                   
 4.1.1　MATLAB的變量與類型　107                   
 4.1.2　MATLAB基本表達(dá)式　108                   
 4.2　字符串?dāng)?shù)組. 單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)數(shù)組　109                   
 4.2.1　MATLAB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　109                   
 4.2.2　MATLAB字符串?dāng)?shù)組　110                   
 4.2.3　MATLAB單元數(shù)組　112                   
 4.2.4　MATLAB結(jié)構(gòu)數(shù)組　115                   
 4.3　MATLAB運(yùn)算符與操作符　117                   
 4.3.1　運(yùn)算符　117                   
 4.3.2　操作符　117                   
 4.4　關(guān)系運(yùn)算與邏輯運(yùn)算　118                   
 4.4.1　關(guān)系運(yùn)算　118                   
 4.4.2　邏輯運(yùn)算　119                   
 4.4.3　關(guān)系與邏輯函數(shù)　121                   
 4.5　MATLAB程序結(jié)構(gòu)　126                   
 4.5.1　順序結(jié)構(gòu)　126                   
 4.5.2　循環(huán)結(jié)構(gòu)　126                   
 4.5.3　分支結(jié)構(gòu)　128                   
 4.6　程序流控制語句　131                   
 4.7　M文件　133                   
 4.7.1　M文件簡介　133                   
 4.7.2　命令文件　134                   
 4.7.3　函數(shù)文件　136                   
 4.8　M文件調(diào)試的主要功能　139                   
 4.8.1　調(diào)試的主要命令　139                   
 4.8.2　調(diào)試的使用　139                   
 4.8.3　利用編輯器修改和調(diào)試M文件　140                   
 4.9　小結(jié)　141                   
 習(xí)題　 141                   
                   
 第5章　MATLAB符號(hào)計(jì)算及工具箱　143                   
 5.1　創(chuàng)建符號(hào)變量　144                   
 5.1.1　sym函數(shù)定義符號(hào)變量　144                   
 5.1.2　syms函數(shù)定義符號(hào)變量　145                   
 5.2　創(chuàng)建符號(hào)　146                   
 5.2.1　符號(hào)表達(dá)式和符號(hào)方程　146                   
 5.2.2　創(chuàng)建符號(hào)矩陣　147                   
 5.2.3　數(shù)字矩陣和符號(hào)矩陣的轉(zhuǎn)換　148                   
 5.2.4　符號(hào)矩陣的引用和修改　148                   
 5.2.5　建立符號(hào)數(shù)學(xué)函數(shù)　150                   
 5.2.6　三種數(shù)據(jù)類型之間的相互轉(zhuǎn)換　151                   
 5.3　符號(hào)矩陣的基本運(yùn)算　152                   
 5.3.1　四則運(yùn)算　152                   
 5.3.2　符號(hào)矩陣線性代數(shù)運(yùn)算　153                   
 5.3.3　MATLAB關(guān)于不同精度的控制　154                   
 5.4　可視化的符號(hào)函數(shù)分析界面　155                   
 5.4.1　單變量函數(shù)分析界面　155                   
 5.4.2　泰勒級(jí)數(shù)逼近分析界面　156                   
 5.5　使用MAPLE的符號(hào)資源　157                   
 5.5.1　MAPLE與MATLAB的連接命令　157                   
 5.5.2　MAPLE特殊函數(shù)清單及其調(diào)用　159                   
 5.6　小結(jié)　161                   
 習(xí)題　 161                   
                   
 第6章　MATLAB在工程教學(xué)中的應(yīng)用　162                   
 6.1　解線性方程組　162                   
 6.1.1　矩陣的分解　162                   
 6.1.2　線性方程組的求解　169                   
 6.1.3　恰定方程組　169                   
 6.1.4　超定方程組　171                   
 6.1.5　欠定方程組　172                   
 6.1.6　方程組的非負(fù)最小二乘解　172                   
 6.1.7　方程解的精度　173                   
 6.1.8　用函數(shù)零點(diǎn)求方程的解　175                   
 6.1.9　符號(hào)方程及方程組的求解　180                   
 6.1.10　矩陣的特征值和特征向量　183                   
 6.1.11　矩陣的對(duì)角化和其他矩陣函數(shù)　186                   
 6.2　多項(xiàng)式運(yùn)算　188                   
 6.2.1　多項(xiàng)式的表示和創(chuàng)建　188                   
 6.2.2　多項(xiàng)式的基本運(yùn)算　190                   
 6.2.3　因式分解和展開　195                   
 6.2.4　多項(xiàng)式的簡化　196                   
 6.2.5　多項(xiàng)式的提取和替換　198                   
 6.3　曲線擬合　201                   
 6.3.1　多項(xiàng)式擬合　201                   
 6.3.2　非線性最小二乘估計(jì)　203                   
 6.4　插值和樣條　204                   
 6.4.1　一維插值　204                   
 6.4.2　二維函數(shù)插值　206                   
 6.4.3　樣條函數(shù)插值　207                   
 6.5　數(shù)值積分和微分　210                   
 6.5.1　一維數(shù)值積分　210                   
 6.5.2　多重?cái)?shù)值積分　211                   
 6.5.3　數(shù)值微分　212                   
 6.6　符號(hào)微積分應(yīng)用　214                   
 6.6.1　符號(hào)自變量的確定　214                   
 6.6.2　極限　215                   
 6.6.3　導(dǎo)數(shù)和微分　216                   
 6.6.4　符號(hào)積分　218                   
 6.6.5　符號(hào)求和　219                   
 6.6.6　泰勒級(jí)數(shù)　219                   
 6.7　常微分方程的求解　220                   
 6.7.1　常微分方程的數(shù)值解法　220                   
 6.7.2　MATLAB中ODE文件說明　224                   
 6.7.3　常微分方程的符號(hào)解　227                   
 6.8　數(shù)據(jù)分析函數(shù)和傅立葉變換　229                   
 6.8.1　數(shù)據(jù)分析函數(shù)的基礎(chǔ)運(yùn)算和有限差分　230                   
 6.8.2　傅立葉變換和傅立葉逆變換　233                   
 6.9　稀疏矩陣　236                   
 6.9.1　稀疏矩陣的存儲(chǔ)　237                   
 6.9.2　稀疏矩陣的創(chuàng)建　238                   
 6.9.3　稀疏矩陣的查看　240                   
 6.9.4　稀疏矩陣的運(yùn)算　241                   
 6.10　小結(jié)　243                   
 習(xí)題　244                   
                   
 第7章　句柄圖形和GUI程序設(shè)計(jì)　247                   
 7.1　句柄圖形　247                   
 7.1.1　圖形對(duì)象. 對(duì)象句柄和句柄圖形的結(jié)構(gòu)層次　247                   
 7.1.2　圖形對(duì)象屬性的獲取及其設(shè)置　252                   
 7.1.3　圖形對(duì)象的屬性編輯器　254                   
 7.2　用戶界面菜單對(duì)象和上下文菜單　258                   
 7.2.1　菜單對(duì)象的創(chuàng)建　258                   
 7.2.2　菜單對(duì)象的屬性　260                   
 7.2.3　用戶界面上下文菜單(Uicontextmenu)　264                   
 7.3　用戶界面控制對(duì)象(Uicontrol)　265                   
 7.3.1　控制對(duì)象的創(chuàng)建　265                   
 7.3.2　控制對(duì)象的類型和屬性　266                   
 7.4　 圖形用戶界面(GUI)設(shè)計(jì)　270                   
 7.4.1　圖形用戶界面的制作過程　270                   
 7.4.2　GUI設(shè)計(jì)工具集簡介及其功能　271                   
 7.4.3　設(shè)計(jì)用戶界面菜單對(duì)象和用戶界面控制對(duì)象　272                   
 7.4.4　用戶圖形界面功能的測試和配套文件　281                   
 7.5　用戶界面對(duì)話框設(shè)計(jì)　285                   
 7.5.1　專用對(duì)話框設(shè)計(jì)　285                   
 7.5.2　標(biāo)準(zhǔn)對(duì)話框　289                   
 7.6　小結(jié)　292                   
                   
 第8章　Notebook初步　294                   
 8.1　Notebook安裝和啟動(dòng)　294                   
 8.1.1　Notebook的安裝　294                   
 8.1.2　Notebook的啟動(dòng)　296                   
 8.2　M-book模板和Notebook的菜單　297                   
 8.2.1　M-book模板　297                   
 8.2.2　Notebook的菜單命令　298                   
 8.3　Notebook的使用　299                   
 8.3.1　單元及單元組的基本操作　299                   
 8.3.2　計(jì)算區(qū)的基本操作　301                   
 8.3.3　單元的整體操作和循環(huán)運(yùn)行　302                   
 8.3.4　輸出與文檔打印　304                   
 8.4　科技演講稿的制作　304                   
 8.5　小結(jié)　306                   
 習(xí)題　307                   
                   
 第9章　綜合實(shí)例　308                   
 9.1　振動(dòng)問題　308                   
 9.1.1　單自由度體系有阻尼自由振動(dòng)　308                   
 9.1.2　單自由度體系有阻尼受迫振動(dòng)　312                   
 9.1.3　雙自由度可解耦系統(tǒng)的振型分析　314                   
 9.2　熱力學(xué)和分子問題　317                   
 9.2.1　溫度的轉(zhuǎn)換　317                   
 9.2.2　設(shè)計(jì)一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換的圖形用戶界面　318                   
 9.2.3　麥克斯韋分布曲線　322                   
 9.3　信號(hào)系統(tǒng)　324                   
 9.3.1　連續(xù)信號(hào)問題　324                   
 9.3.2　離散信號(hào)問題　328                   
 9.4　其他類問題　332                   
 9.5　小結(jié)　335