第2讲MATLAB入门ppt课件

1、数学建模与数学实验数学建模与数学实验后勤工程学院数学教研室 MATLAB入门入门n MATLAB作为线性系统的一种分析和仿真工具，是理工科大学生应该掌握的技术工具，它作为一种编程言语和可视化工具，可处理工程、科学计算和数学学科中许多问题。 MATLAB建立在向量、数组和矩阵的根底上，运用方便，人机界面直观，输出结果可视化。n 矩阵是MATLAB的中心n MATLAB的进入与运转方式两种 MATLAB入门入门一、变一、变 量量 与与 函函 数数二、数二、数 组组三、三、 矩矩 阵阵四、四、 MATLAB编程编程五、五、 实实 验验 作作 业业 1、变量、变量 MATLAB中变量的命名规那么是：中

2、变量的命名规那么是：1变量名必需是不含空格的单个词；变量名必需是不含空格的单个词；2变量名区分大小写；变量名区分大小写；3变量名最多不超越变量名最多不超越19个字符；个字符；4变量名必需以字母打头，之后可以是变量名必需以字母打头，之后可以是 恣意字母、数字或下划线，变量名中恣意字母、数字或下划线，变量名中 不允许运用标点符号不允许运用标点符号. 一、变一、变 量量 与与 函函 数数特殊变量取 值ans用于结果的缺省变量名pi圆周率eps计算机的最小数，当和 1 相加就产生一个比1大的数flops浮点运算数inf无穷大，如 1/0NaN不定量，如 0/0i，ji=j=1nargin所用函数的输入

3、变量数目nargout所用函数的输出变量数目realmin最小可用正实数realmax最大可用正实数特殊变量表特殊变量表2、数学运算符号及标点符号、数学运算符号及标点符号+加法运算，适用于两个数或两个同阶矩阵相加.减法运算*乘法运算.*点乘运算/除法运算./点除运算乘幂运算.点乘幂运算反斜杠表示左除.1MATLAB的每条命令后，假设为逗号或无标点符号， 那么显示命令的结果；假设命令后为分号，那么制止显示结果. 2“% 后面一切文字为注释. 3 “.表示续行.函 数名 称函 数名 称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ata

4、n(x)反正切函数abs(x) 绝对值max(x) 最大值min(x) 最小值sum(x)元素的总和sqrt(x) 开平方exp(x)以 e为底的指数log(x)自然对数)(log10 x以 10 为底的对数sign(x)符号函数fix(x)取整3、数学函数、数学函数 MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研讨某一个函数的内部函数是有限的，有时为了研讨某一个函数的各种性态，需求为的各种性态，需求为MATLAB定义新函数，为此必需编写函定义新函数，为此必需编写函数文件数文件. 函数文件是文件名后缀为函数文件是文件名后缀为M的文件，这类文件的第一的文件，这类文件的第一行必需是一特殊字符行必需是一

5、特殊字符function开场，格式为：开场，格式为： function 因变量名因变量名=函数名自变量名函数名自变量名函数值的获得必需经过详细的运算实现，并赋给因变量函数值的获得必需经过详细的运算实现，并赋给因变量. 4、M文件文件M文件建立方法：文件建立方法：1. 在在Matlab中，点中，点:File-New-M-file 2. 在编辑窗口中输入程序内容在编辑窗口中输入程序内容 3. 点：点：File-Save，存盘，存盘，M文件名必需文件名必需 与函数名一致。与函数名一致。Matlab的运用程序也以的运用程序也以M文件保管。文件保管。例：定义函数例：定义函数 f(x1,x2)=100(x

6、2-x12)2+(1-x1)2function f=fun(x)f=100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x(1)21.建立建立M文件：文件：fun.mMATLAB(fun)2. 可以直接运用函数可以直接运用函数fun.m例如：计算例如：计算 f(1,2), 只需在只需在Matlab命令窗口键入命令：命令窗口键入命令：x=1 2fun(x) 前往x=logspace(first，last，n 创建从开场，到终了，有创建从开场，到终了，有n个元素的对数分隔行向量个元素的对数分隔行向量. 1、创建简单的数组、创建简单的数组二、数二、数 组组MATLAB(shuzu1)x=a b c d e f

7、 创建包含指定元素的行向量创建包含指定元素的行向量x=first：last 创建从创建从first开场，加开场，加1计数，到计数，到last终了的行向量终了的行向量x=first：increment：last 创建从创建从first开场，加开场，加increment计数，计数，last终了终了的行向量的行向量x=linspace(first，last，n 创建从创建从first开场，到开场，到last终了，有终了，有n个元素的行向量个元素的行向量 2、 数组元素的访问数组元素的访问MATLAB(shuzu2)3直接运用元素编址序号. x(a b c d) 表示提取数组x的第a、b、c、d个元素

8、构成一个新的数组x(a) x(b) x(c) x(d). 2访问一块元素： x(a ：b ：c)表示访问数组x的从第a个元素开场，以步长为b到第c个元素但不超越c，b可以为负数，b缺损时为1. 1访问一个元素： x(i)表示访问数组x的第i个元素. 3 3、数组的方向、数组的方向 前面例子中的数组都是一行数列，是行前面例子中的数组都是一行数列，是行方向分布的方向分布的. . 称之为行向量称之为行向量. . 数组也可以是列向量数组也可以是列向量，它的数组操作和运算与行向量是一样的，独一的，它的数组操作和运算与行向量是一样的，独一的区别是结果以列方式显示区别是结果以列方式显示. . 产生列向量有两

9、种方法： 直接产生 例 c=1；2；3；4 转置产生 例 b=1 2 3 4; c=b 阐明：以空格或逗号分隔的元素指定的是不同列的元素，而以分号分隔的元素指定了不同行的元素. 4、数组的运算、数组的运算 1标量标量-数组运算数组运算 数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算. 设：设：a=a1,a2,an, c=标量标量那么：那么：a+c=a1+c,a2+c,an+c a.*c=a1*c,a2*c,an*c a./c= a1/c,a2/c,an/c(右除

10、右除 a.c= c/a1,c/a2,c/an (左除左除 a.c= a1c,a2c,anc c.a= ca1,ca2,can MATLAB(shuzu3)2数组数组-数组运算数组运算 当两个数组有一样维数时，加、减、乘、除当两个数组有一样维数时，加、减、乘、除、幂运算可按元素对元素方式进展的，不同大小、幂运算可按元素对元素方式进展的，不同大小或维数的数组是不能进展运算的或维数的数组是不能进展运算的. 设：设：a=a1,a2,an, b=b1,b2,bn那么：那么：a+b= a1+b1,a2+b2,an+bn a.*b= a1*b1,a2*b2,an*bn a./b= a1/b1,a2/b2,a

11、n/bn a.b=b1/a1,b2/a2,bn/an a.b=a1b1,a2b2,anbnMATLAB(shuzu4) 前往三、三、 矩矩 阵阵 逗号或空格用于分隔某一行的元素，分号用于区分不同的行. 除了分号，在输入矩阵时，按Enter键也表示开场一新行. 输入矩阵时，严厉要求一切行有一样的列. 例 m=1 2 3 4 ；5 6 7 8；9 10 11 12 p=1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 31、矩阵的建立、矩阵的建立特殊矩阵的建立：特殊矩阵的建立：. MATLAB(matrix1)d=eye(m，n) 产生一个产生一个m行、行、n列的单位矩阵列的单位矩阵c=ones(m，n

12、) 产生一个产生一个m行、行、n列的元素列的元素 全为全为1的矩阵的矩阵b=zeros(m，n) 产生一个产生一个m行、行、n列的零矩阵列的零矩阵a= 产生一个空矩阵，当对一项操作无结产生一个空矩阵，当对一项操作无结 果时，前往空矩阵，空矩阵的大小为零果时，前往空矩阵，空矩阵的大小为零. 2、矩阵中元素的操作、矩阵中元素的操作MATLAB(matrix2)1矩阵矩阵A的第的第r行：行：Ar，：，：2矩阵矩阵A的第的第r列：列：A：，：，r4取矩阵取矩阵A的第的第i1i2行、第行、第j1j2列构成新矩阵列构成新矩阵:A(i1:i2, j1:j2)5以逆序提取矩阵以逆序提取矩阵A的第的第i1i2行

13、，构成新矩阵行，构成新矩阵:A(i2:-1：i1，：，：6以逆序提取矩阵以逆序提取矩阵A的第的第j1j2列，构成新矩阵列，构成新矩阵:A(:, j2:-1：j1 7删除删除A的第的第i1i2行，构成新矩阵行，构成新矩阵:A(i1:i2，：，：)= 8删除删除A的第的第j1j2列，构成新矩阵列，构成新矩阵:A(：，：， j1:j2)= 9将矩阵将矩阵A和和B拼接成新矩阵：拼接成新矩阵：A B；A；B3依次提取矩阵依次提取矩阵A的每一列，将的每一列，将A拉伸为一个列向量：拉伸为一个列向量：A： 2矩阵矩阵-矩阵运算矩阵运算 1 元素对元素的运算，同数组元素对元素的运算，同数组-数组运算。数组运算。

14、 3、矩阵的运算、矩阵的运算1标量标量-矩阵运算矩阵运算 同标量同标量-数组运算。数组运算。MATLAB(matrix3) 2矩阵运算：矩阵加法：A+B矩阵乘法：A*B方阵的行列式：detA方阵的逆：invA方阵的特征值与特征向量：V，D=eigA 前往关系与逻辑运算关系与逻辑运算 1、关系操作符、关系操作符关关系系操操作作符符说说明明小小于于大大于于=大大于于或或等等于于= =等等于于=不不等等于于2、逻辑运算符、逻辑运算符逻逻辑辑操操作作符符说说明明与与或或非非1、for循环：允许一组命令以固定的和预定的次数反复 for x=array commands end 在for和end语句之间的

15、命令串commands按数组array中的每一列执行一次. 在每一次迭代中，x被指定为数组的下一列，即在第n次循环中，x=array(：，n)控制流控制流MATLAB提供三种决策或控制流构造：提供三种决策或控制流构造： for循环、循环、while循环、循环、if-else-end构造构造. 这些构造经常包含大量的这些构造经常包含大量的MATLAB命令，故经常出如今命令，故经常出如今MATLAB程序中，而不是直接加在程序中，而不是直接加在MATLAB提示符下提示符下. 例例 对对n=1,2,10,求求xn= 的值的值10sinnMATLAB(for1) while expression com

16、mands end 只需在表达式(expression)里的一切元素为真，就执行while和end语句之间的命令串commands. 2、While循环循环 与与for循环以固定次数求一组命令相反，循环以固定次数求一组命令相反，while循环以循环以不定的次数求一组语句的值不定的次数求一组语句的值.MATLAB(while1) 例例 设银行年利率为设银行年利率为11.25%。将。将10000元钱存入银行，元钱存入银行，问多长时间会连本带利翻一番？问多长时间会连本带利翻一番？3、If-Else-End构造构造1有一个选择的普通方式是：有一个选择的普通方式是： if expression comm

17、ands end 假设在表达式假设在表达式(expression)里的一切元素为真，里的一切元素为真，就执行就执行if和和end语句之间的命令串语句之间的命令串commands. MATLAB(fun1) 1(),2( ,1211)( 2ffxxxxxf求设例 先建立M文件fun1.m定义函数fx，再在Matlab命令窗口输入fun1(2),fun1(-1)即可。2) 有三个或更多的选择的普通方式是：有三个或更多的选择的普通方式是： if expression1 commands1 else if expression2 commands2 else if expression3 commands3 else if elsecommands endendend end) 1(),5 . 0(),2( ,0 x1x021x1xf(x) 32fffxx求设例 先建立M文件fun2.m定义函数fx，再在M