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第1章　MATLAB基础知识 1

1.1　指令窗口的运算 1

1.1.1　常用窗口简介 1

1.1.2　算术运算 2

1.1.3　数值、变量和表达式 3

1.2　指令窗口的应用 5

1.2.1　文字颜色与字体 5

1.2.2　数值显示格式 5

1.2.3　几个标点符号的功能 6

1.2.4　控制指令 7

1.3　历史指令窗口的应用 7

1.3.1 历史指令窗口简介 7

1.3.2　历史指令窗口的主要功能 7

1.3.3　实录指令 8

1.4　工作空间浏览器的应用 9

1.4.1　工作空间浏览器简介 9

1.4.2　内存变量的处理 9

1.4.3　数据文件的存取 9

第2章　MATLAB基本运算 10

2.1 MATLAB的向量运算 10

2.1.1　向量的生成 10

2.1.2　向量的基本运算 12

2.1.3　向量的积运算 14

2.2 MATLAB的矩阵运算 15

2.2.1　矩阵的生成 15

2.2.2　矩阵的操作 17

2.2.3　矩阵的基本运算 21

2.2.4　矩阵的函数运算 29

2.2.5　特殊矩阵 35

2.3 MATLAB的数组运算 38

2.3.1　基本数组运算 39

2.3.2　数组函数运算 41

2.3.3　数组逻辑运算 42

2.3.4　高维数组 44

2.4 MATLAB的多项式运算 48

2.4.1 多项式的生成 48

2.4.2　多项式的基本运算 49

2.5　综合实例 53

2.5.1　向量混合积运算 53

2.5.2　张量双点积运算 54

2.6 上机实验 54

2.7　习题 54

第3章　MATLAB程序设计 56

3.1 M文件介绍 56

3.1.1 M文件简介 56

3.1.2　命令文件 56

3.1.3　函数文件 57

3.2　参数与变量 59

3.2.1　参数 59

3.2.2　全局变量 60

3.3　程序结构 62

3.3.1　顺序结构 62

3.3.2　循环结构 62

3.3.3　分支结构 65

3.4　流程控制 68

3.4.1　指令显示 68

3.4.2　键盘输入 69

3.4.3　暂停 70

3.4.4　中断 70

3.5　数据的输入和输出 71

3.5.1　数据的输入 71

3.5.2　数据的输出 73

3.6　综合实例 75

3.6.1　求数列的和 75

3.6.2　百钱百鸡问题 76

3.7　上机实验 77

3.8　习题 77

第4章　MATLAB常用图形功能 78

4.1 MATLAB的二维图形功能 78

4.1.1　基本图形的绘制 78

4.1.2　图形的修辞 81

4.1.3　图形的标注 82

4.1.4　图形窗口操作 83

4.2 MATLAB的特殊图形功能 85

4.2.1　对数坐标图形的绘制 85

4.2.2　极坐标图形的绘制 86

4.2.3　条形图的绘制 87

4.2.4　饼图的绘制 88

4.3 MATLAB的三维图形功能 88

4.3.1 空间曲线图的绘制 89

4.3.2　空间网线图的绘制 90

4.3.3　空间曲面图的绘制 91

4.3.4　等高线图的绘制 92

4.4 MATLAB的动画模拟功能 92

4.4.1 电影动画的制作 93

4.4.2　程序动画的制作 93

4.5　综合实例 95

4.5.1 空间曲面交线的绘制 95

4.5.2　马鞍面几何特性的分析 96

4.6　上机实验 98

4.7 习题 98

第5章　MATLAB高级绘图 99

5.1 柱状图和彗星图 99

5.1.1　柱状图 99

5.1.2　二维彗星图 100

5.1.3　三维彗星图 101

5.2　带状图和散点图 101

5.2.1　带状图 101

5.2.2 二维散点图 103

5.2.3　三维散点图 104

5.3　切片图和瀑布图 105

5.3.1　切片图 105

5.3.2　瀑布图 106

5.4　三角形网格图和表面图 107

5.4.1　三角形网格图 107

5.4.2　三角形表面图 108

5.5　离散数据图形 109

5.5.1 二维火柴杆图 109

5.5.2　三维火柴杆图 110

5.5.3　阶梯图 112

5.6　矢量图 112

5.6.1 罗盘图 112

5.6.2 二维箭头图 113

5.6.3 三维箭头图 114

5.7　综合实例 115

5.7.1　板面穿越空间的动画 115

5.7.2　球面穿越空间的动画 117

5.8　上机实验 119

5.9　习题 119

第6章　MATLAB数据处理 120

6.1 MATLAB插值运算 120

6.1.1　一维插值 120

6.1.2　二维插值 123

6.1.3　样条插值 125

6.2 MATLAB拟合运算 126

6.2.1 polyfit拟合 127

6.2.2　矩阵除法拟合 128

6.3　综合实例 129

6.3.1　指数拟合 129

6.3.2　多项式分数拟合 130

6.4　上机实验 132

6.5　习题 132

第7章　MATLAB微积分运算 133

7.1 MATLAB微分运算 133

7.1.1　数值微分 133

7.1.2　符号微分 136

7.1.3　多元函数的导数 137

7.2 MATLAB积分运算 140

7.2.1　一元数值积分 140

7.2.2　多元数值积分 142

7.2.3　符号积分 142

7.3　综合实例 143

7.3.1 平面图形面积 143

7.3.2　点的运动速度 145

7.4　上机实验 145

7.5　习题 146

第8章　MATLAB代数方程求解 147

8.1 MATLAB的线性方程组求解 147

8.1.1　直接法 147

8.1.2　迭代法 148

8.2 MATLAB的非线性方程求解 150

8.2.1　非线性方程的数值解 150

8.2.2　非线性方程组的解法 154

8.2.3　非线性方程组的解析法 155

8.3 MATLAB的特征值问题求解 157

8.3.1　特征值分解 157

8.3.2　广义特征值分解 159

8.3.3　其他分解 161

8.4　综合实例 164

8.4.1　动力学问题求解 164

8.4.2　固有频率和振动模态 165

8.5 上机实验 166

8.6　习题 167

第9章　MATLAB微分方程求解 168

9.1 常微分方程的初值问题 168

9.1.1 ODE的机理 168

9.1.2　普通2-3阶法解ODE 169

9.1.3　普通4-5阶法解ODE 170

9.2　常微分方程的边值问题 171

9.2.1 边值问题简介 171

9.2.2 bvp4c求解思路 171

9.2.3 bvp4c配套指令 171

9.3　常微分方程的解析解 173

9.3.1　微分方程的通解 173

9.3.2　微分方程的特解 174

9.4　偏微分方程的求解 175

9.4.1　偏微分方程简介 175

9.4.2　偏微分方程的求解过程 177

9.4.3 PDE图形用户界面简介 182

9.5　综合实例 185

9.5.1　有阻尼自由振动 185

9.5.2　点的运动轨迹 186

9.5.3　梁的挠曲线 187

9.6 上机实验 188

9.7　习题 188

第10章　MATLAB随机数据分析 189

10.1 MATLAB的数字特征计算 189

10.1.1　数学期望和均值 189

10.1.2　数据比较 191

10.1.3　累积与累和 192

10.1.4　方差与标准差 193

10.2 MATLAB的统计分布运算 195

10.2.1　期望和方差函数 195

10.2.2　概率密度函数 196

10.2.3　概率值函数 196

10.2.4　随机数产生函数 197

10.3 MATLAB的参数估计 198

10.3.1　正态分布参数估计 198

10.3.2　指数分布参数估计 198

10.3.3　泊松分布参数估计 199

10.4　综合实例 199

10.4.1　均值和方差的估计 199

10.4.2　区间概率的确定 201

10.5　上机实验 202

10.6　习题 202

第11章　MATLAB符号运算 203

11.1 MATLAB的符号矩阵建立 203

11.1.1　用sym或syms建立符号矩阵 203

11.1.2　用子矩阵建立符号矩阵 204

11.1.3　将数值矩阵转换为符号矩阵 204

11.2 MATLAB的符号矩阵运算 205

11.2.1 基本运算 205

11.2.2　符号矩阵分解 206

11.2.3　符号矩阵的简化 207

11.3 MATLAB的符号微积分运算 208

11.3.1 符号极限 208

11.3.2　符号积分 209

11.3.3　符号合计函数 210

11.3.4　符号微分 211

11.4 MATLAB的符号方程求解 211

11.4.1　线性方程组的符号解 211

11.4.2　一般方程组的符号解 212

11.4.3　符号微分方程求解 212

11.5　综合实例 213

11.5.1 多元高次方程组的求解 213

11.5.2　多重积分的计算 215

11.5.3 函数的Taylor展开 215

11.5.4　微分方程组的求解 216

11.6 上机实验 217

11.7　习题 217

第12章 MATLAB图形用户界面设计 218

12.1 图形对象和句柄 218

12.1.1　图形对象 218

12.1.2　图形对象的句柄 219

12.2 GUI设计工具 220

12.2.1 GUI简介 220

12.2.2　菜单编辑器 223

12.2.3　属性检查器 225

12.2.4　位置调整器 225

12.2.5　对象浏览器 226

12.3　菜单设计 227

12.3.1 界面菜单 227

12.3.2 Uimenu对象属性 231

12.4　控件设计 237

12.4.1　控件对象 237

12.4.2　控件的建立 239

12.4.3　控件的属性 241

12.5　对话框设计 248

12.5.1 公共对话框 248

12.5.2 一般对话框 255

12.6　综合实例 261

12.6.1　坐标轴对象的应用实例 261

12.6.2 文本框的应用实例 264

12.7 上机实验 268

12.8　习题 268

附录　MATLAB的指令函数 269

附录A　通用命令函数 269

附录B　逻辑函数 270

附录C MATLAB语言结构和调试 271

附录D　初等矩阵和矩阵操作函数 272

附录E　特殊矩阵函数 274

附录F　初等数学函数 274

附录G　特殊数学函数 275

附录H　坐标变换函数 276

附录I　矩阵的数字线性运算函数 276

附录J　数值分析和Fourier变换函数 277

附录K　非线性数值方法函数 279

附录L　系数矩阵函数 280

附录M　字符串函数 281

附录N　绘图函数 282

参考文献 287

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