MATLAB程序设计(孙蓬)

1、MATLAB 程序设计课程教学幻灯授课教师： 孙 蓬电子邮箱： 所在单位：计算机学院基础基础部办公地点：计算机学院楼C北106# 基础楼四层409 了解课程了解课程Matlab是个什么软件？ 帮我们计算。 （1+1） 帮我们绘图。 （x=(0:0.1:2*pi);y=sin(x);plot(x,y)）3 帮我们利用函数。(paintFlower)4 航空、航天、航海、力学结构、数学等专业都有各自特色的应用。 了解课程了解课程一、课程特色 从零开始 精讲多练1 崇尚个性 了解课程了解课程一、课程主旨 从零开始 # 本课程的教学内容以基础入门为主。 不要求学生有程序设计方面的先修课程。 # 但是如

2、果具有以下知识点学习更轻松： 一门程序设计语言（C/VB/其他）； 高等数学知识；线性代数知识； 熟悉Windows ；熟练的键盘操作能力； 了解课程了解课程一、课程主旨2 “精讲多练”，轻松学习 了解课程了解课程一、课程主旨 崇尚个性，适合各个专业 （1）入门容易熟练难。 （2）MATLAB与专业息息相关。 了解课程了解课程二、课堂及实验课要求 课堂。 实验。 1 请假。 了解课程了解课程二、课堂及实验课要求 课堂 课堂随机提问（点名）是本课程的特点之一。 课堂上不要出现随意旷课，迟到，早退，随意旷课，迟到，早退，接打电话接打电话等不文明行为。每次将记录在案。如确有急事，请举手示意一下即可。

3、 了解课程了解课程二、课堂及实验要求 实验 勤能补拙。光说不练假把式。 注意：实验课独立，成绩独立。 第一次实验课按班级和学号排好座位，一学期无特殊原因不变化。不用每次找座位，并且方便老师定点交流。 了解课程了解课程二、课堂及实验要求 请假（严格管理） * 请假（理论课）必须经过辅导员签名同意。 * 请假（实验课）必须经过辅导员签名同意。 * 请假（考试）必须经过辅导员和学院两级批准。 * 如有作假，发现即取消参加考试资格。 * 理论和实验无故旷课累计达到三次者，取消参加本课程的考试资格。 了解课程了解课程三、课程安排 总课时：72学时 理论课学时40 （4学时10周） 实验课学时32 （3学

4、时10周+2学时考试） 了解课程了解课程四、考试方案 * 理论课：闭卷笔试。 笔试卷面分。 * 实验课：开卷 平时成绩和测验成绩。 了解课程了解课程五、认识教学用课本认识教学用课本 MATLAB基础教程 1 西工大非计算机专业MATLAB教学用书 第一版 2 孙蓬等编著，欢迎大家查错纠错。 西工大友谊校区本部基础楼409室 西工大长安校区计算机学院楼C北106室 联系方式：了解课程了解课程六、参考用书参考用书 若干电子书籍供大家使用 /for Stu 如果你们下载到了好的资料，请与大家共享谢谢！关于排实验课的若干问题关于排实验课的若干问题金工实习： 冲突问题选修课：

5、冲突问题课后任务: （1）确定大班长，各小班课代表。（2）完成班级名册；（3）提供课表，找出各个班级空余时间。（4）大班长与我联系，确定实验课时间。（很重要！） ok，开始学习了！，开始学习了！ 第一章第一章 MATLAB概述概述 * 第一节教学目标 1 了解MATLAB软件 2 安装MATLAB软件 3 了解MATLAB的软件环境 第一章第一章 MATLAB概述概述一、 MATLAB MATrix + LABoratory 第一章第一章 MATLAB概述概述二、 MATLAB简史 MATLAB本身由本身由C语言语言编写，编写， 是是MathWorks公司的产品。公司的产品。 目前主流版本：目

6、前主流版本： MATLAB7.* 第一章第一章 MATLAB概述概述三、 MATLAB支撑平台 Windows/NT操作系统； Macintosh的Mac OS操作系统； Solaris,Unix,Linux等操作系统。 第一章第一章 MATLAB概述概述四、 MATLAB特点 1 强大的数值运算功能； 2 强大的图形处理能力； 3 高级但简单的程序环境； 4 丰富的工具箱（参见表1-1）。 第一章第一章 MATLAB概述概述四、 MATLAB特点 第一章第一章 MATLAB概述概述 五、五、MATLAB的安装的安装 1 系统要求系统要求 硬件硬件：CPU；内存；硬盘；内存；硬盘； 显示器；显

7、卡；声卡；显示器；显卡；声卡； 软件软件：Windows 95/98 操作系统；操作系统； Windows Office97 ； Web Browser（IE3.0 ）；）； Adobe Acrobat Reader ； Java Virtual Machine； 第一章第一章 MATLAB概述概述 五、五、MATLAB的安装的安装 2 安装方法和步骤安装方法和步骤 Step1：找到安装光盘：找到安装光盘/安装文件；安装文件； Step2: 开始安装（一路开始安装（一路next即可）；即可）； （细节处请关注每个版本的区别！）（细节处请关注每个版本的区别！） Step3：安装成功。：安装成功。

8、 第一章第一章 MATLAB概述概述与安装相关自学内容（独立阅读内容）：与安装相关自学内容（独立阅读内容）： install_guide.pdf 第一章第一章 MATLAB概述概述看看看看MATLAB软件到底是什么样？软件到底是什么样？ 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗可视化环境的视窗可视化环境 * 标题栏（标题栏（Title Bar） * 菜单（菜单（Menu） *

9、工具栏（工具栏（ToolBar） * 视图一：视图一：current directory/workspace * 视图二：视图二：command window * 视图三：视图三：command history 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 标题栏标题栏 标题标题 + 窗口最小化按钮窗口最小化按钮+窗口缩放按钮窗口缩放按钮+关闭按钮关闭按钮 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 菜单菜单 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 菜单菜单 （1） File：

10、新建新建+ 打开打开+ 保存保存+ 关闭关闭+ 打印打印+ 退出退出 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 菜单菜单 （2） Edit： 对源代码和窗体进行编辑。对源代码和窗体进行编辑。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 菜单菜单 （3） View/Window： 查看当前系统打开的所有窗口。查看当前系统打开的所有窗口。 不同窗口之间的转换。不同窗口之间的转换。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 菜单菜单 （4） Help： 实现实现MATLAB的帮助功能

11、。的帮助功能。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * ToolBar 提供了一些最常用的菜单命令的快捷方式。提供了一些最常用的菜单命令的快捷方式。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图一：视图一： current directory/workspacecurrent directory/workspace 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window 用于输入和显示计算结果。用于输入和显示计算结果。 例如：例如： 1+2

12、+3+4+5 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window “”: 提示符提示符 提示用户目前系统已经处于等待状态，用户可提示用户目前系统已经处于等待状态，用户可以在提示符后面键入命令，回车后，系统会解释执以在提示符后面键入命令，回车后，系统会解释执行所输入的命令，并给出计算结果。行所输入的命令，并给出计算结果。 例如：例如： ver 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window “上下左右箭头，上下左右箭头，Home，End，De

13、lete，Insert”: 功能一用便知。功能一用便知。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window “Ctrl+C”: 终止正在执行中的终止正在执行中的MATLAB的工作。的工作。 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window “命令行尾命令行尾+ 分号；分号；”: 不在屏幕上显示运行结果。不在屏幕上显示运行结果。 例如：例如： x=6； x=6 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 *

14、视图二：视图二：command window “命令行尾命令行尾+ 逗号，逗号，”: 例如：例如： x=6,y=8 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command window “续行符续行符 ”: 如果一个语句在一行内书写太长了，可能要另起一行接着写，在这种情况下我们需要在第一行末打上半个省略号（.），再开始第二行的书写。 举例如下，下面这两语句是等价的。举例如下，下面这两语句是等价的。 x1=1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6; And x1=1+1/2+1/3+1/4 . +1/5+1/6; 第一章第一章 MATL

15、AB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command history 第一章第一章 MATLAB概述概述 六、六、MATLAB的视窗环境的视窗环境 * 视图二：视图二：command history（1）历史命令窗口用于记录用户在命令窗口中键入的命令。（2）双击这些命令可使它再次执行。 示例演示：示例演示： 1+1等命令。等命令。 第一章第一章 MATLAB概述概述 七、七、MATLAB的在线帮助的在线帮助 寻求帮助方法：寻求帮助方法： 1 帮助命令帮助命令 help 2 查找命令查找命令 Lookfor 3 帮助窗口帮助窗口 Help Window 4

16、在线帮助页在线帮助页/通过网络链接到通过网络链接到MathWorks公司公司 第一章第一章 MATLAB概述概述 七、七、MATLAB的在线帮助的在线帮助 寻求帮助方法：寻求帮助方法： 1 帮助命令帮助命令 Help 语法：语法：help 第一章第一章 MATLAB概述概述 七、七、MATLAB的在线帮助的在线帮助 寻求帮助方法：寻求帮助方法： 2 查找命令查找命令 lookfor 语法：语法：lookfor 第一章第一章 MATLAB概述概述 七、七、MATLAB的在线帮助的在线帮助 寻求帮助方法：寻求帮助方法： 3 帮助窗口帮助窗口 Help Window （1）菜单）菜单help （2）

17、双击）双击Toolbar上的问号按钮上的问号按钮 （3）键入）键入helpwin命令命令 （4）键入）键入helpdesk命令命令 第一章第一章 MATLAB概述概述 七、七、MATLAB的在线帮助的在线帮助 寻求帮助方法：寻求帮助方法： 4 在线帮助页在线帮助页 通过网络链接到通过网络链接到MathWorks公司公司 第一章第一章 MATLAB概述概述 八、退出八、退出MATLAB 1 键入命令键入命令Exit 2 键入命令键入命令Quit 3 直接关闭直接关闭MATLAB的窗口的窗口 课后任务课后任务一、亲自安装一、亲自安装MATLAB一次。一次。 并总结安装技巧。并总结安装技巧。二、上机

18、熟悉二、上机熟悉MATLAB软件环境。软件环境。三、找几个你手边熟悉的计算公式，三、找几个你手边熟悉的计算公式， 代入已知数据，用代入已知数据，用MATLAB计算结果。计算结果。 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 【书例题例题1-11-1】计算式子计算式子“1+2+3+4+51+2+3+4+5”的值。观察分号和续行符的使用方法以及的值。观察分号和续行符的使用方法以及ansans变量的用法。变量的用法。 1+2+3+4+5 %计算计算“1+2+3+4+5”的值的值 1+2+3+4+5; %使用了分号后，计算结果不在命令窗口输出使用了分号后，计算结果不在命令窗口输出 1

19、+2+3+4 . %使用了续行符使用了续行符“”, 5 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 【书例题例题1-21-2】一个半径一个半径r=5r=5的圆，计算其的圆，计算其面积面积areaarea的值。的值。r=5； %指定半径指定半径r的值，分号确保赋值后无需在命令窗口显示的值，分号确保赋值后无需在命令窗口显示r的值的值area=pi*r2 %计算圆面积，计算圆面积，pi是圆周率常数是圆周率常数 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 【书例题例题1-31-3】 disp disp屏幕输出函数。屏幕输出函数。 disp(the area is :

20、 ); disp(area); %屏幕输出字符串和变量的值屏幕输出字符串和变量的值 %输出超链接输出超链接 disp(The MATLAB Site) 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 例题： 设两个复数a=1+2i,b=3-4i, 计算a+b,a-b,a*b,a/b。 a=1+2i;b=3-4i; a+b a-b a*b a/b 第一章第一章 MATLAB概述概述sin(|x|+|y|)cos(|x+y|) 九、应用举例九、应用举例 例题： 计算下式的结果，其中x=-3.5 。 ，Y=6.7。 x=pi/180*(-3.5);y=pi/180*6.7; z=sin

21、(abs(x)+abs(y)/sqrt(cos(abs(x+y) sin(|x|+|y|)cos(|x+y|) 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 例题： 我国人口按照2000年第五次全国人口普查的结果为12.9533亿，如果年增长率为1.07%，求公元2010年末的人口数。 计算人口的公式为：P1=P0(1+r)n，其中：P1为几年后的人口，P0为人口初值，r为年增长率，n为年数。 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 用MATLAB解题： r=0.0107; n=2010-2000; p0=12.9533E8; p1=p0*(1.0+r)n

22、 第一章第一章 MATLAB概述概述 九、应用举例九、应用举例 例题： 求解ax2+bx+c=0一元二次方程的根， 其中a=1，b=2，c=3。 求根公式：x1，2= a=1;b=2;c=3; d=sqrt(b*b-4*a*c); x1=(-b+d)/(2*a) x2=(-b-d)/(2*a)242bbaca 第一章第一章 MATLAB概述概述 发现：？ （1）MATLAB是一个计算器。 第一章第一章 MATLAB概述概述 发现：？ （2）有些规律。 输入已知条件； 代入公式（利用一些函数）； 开始计算！ 第一章第一章 MATLAB概述概述 发现：？ （3）找出一些可用函数。 第一章第一章 M

23、ATLAB概述概述 发现： （1）MATLAB是一个计算器。 （2）有些规律。 输入已知条件； 带入公式（利用一些函数）； 开始计算！ （3）找出一些可用函数。 第一章第一章 MATLAB概述概述* 第二节教学目标 1 MATLAB的工作空间。 2 MATLAB的搜索路径。第一章第一章 MATLAB概述概述 一、MATLAB的工作空间什么是工作空间？ 工作空间是MATLAB的一个变量管理中心。 *管理系统所提供的特殊变量 *管理用户自己定义的所有变量 第一章第一章 MATLAB概述概述 一、MATLAB的工作空间（1）显示变量的 名称、尺寸、字节、长度等信息（2）变量处理 在某一变量上单击鼠标

24、右键会弹出菜单。 第一章第一章 MATLAB概述概述 一、MATLAB的工作空间（1）显示变量的 名称、尺寸、字节、长度等信息（2）变量处理 在某一变量上单击鼠标右键会弹出菜单。 第一章第一章 MATLAB概述概述 一、MATLAB的工作空间什么是工作空间？ 我们需要知道的： * 当MATLAB启动后，系统会自动建立一个工作空间， 这时的工作空间内只包含系统所提供的一些特殊变量， 如pi，eps，nan，i等。 * 随着用户的使用，逐渐增加一些用户自己定义的变量。 * 使用who，whos可以查看到当前工作空间所有变量的情况。 * 使用clear可以删除全部或部分工作空间中的变量。 * 关闭M

25、ATLAB，释放工作空间，所有变量会被释放。 第一章第一章 MATLAB概述概述 一、MATLAB的工作空间什么是工作空间？【书书例题例题】执行执行whowho、whoswhos、clearclear、sizesize和和lengthlength等命令等命令 查询变量信息。注意观察查询变量信息。注意观察WorkspaceWorkspace窗口的变化。窗口的变化。 who whosclear r clear clear all clc s=1 2 3 4 5; size(s) length(s) p=helloworld; size(p) length(p) 第一章第一章 MATLAB概述概述

26、二、MATLAB的搜索路径 键入下面这个命令的结果是什么？ path第一章第一章 MATLAB概述概述二、MATLAB的搜索路径 打开菜单项file/setpath会出现什么？第一章第一章 MATLAB概述概述二、MATLAB的搜索路径注意：只有在注意：只有在当前目录当前目录或或搜索路径搜索路径下的文件、下的文件、函数可以被运行或调用。否则视为非法命令。函数可以被运行或调用。否则视为非法命令。*默认当前目录为默认当前目录为My DocumentsMATLAB*早期版本略有细微差异。早期版本略有细微差异。第一章第一章 MATLAB概述概述二、MATLAB的搜索路径MATLAB每遇到一个命令（例如

27、test）时，其处置过程为： 1. 将test视为使用者自定义的变量。 2.若test不是使用者自定义的变量，将其视为系统定义的常量。 3.若test不是常量，检查其是否为当前工作目录下的M文件。 4.若不是，则由搜寻路径寻找是否有test.m的文件。 5.若在搜寻路径中找不到，则MATLAB会印出错误讯息。 * 处置过程可能因版本不同而略有不同。 第一章第一章 MATLAB概述概述二、MATLAB的搜索路径which命令: 查询某一命令是在搜寻路径的何处. What命令：显示当前目录里MATLAB相关文件及路径。【书例题1-7】which和what命令。 which help which l

28、ookfor what第一章第一章 MATLAB概述概述 三、MATLAB中数据的读写思考：关闭MATLAB，释放工作空间，所有变量会被释放。这样会出现什么问题？ 第一章第一章 MATLAB概述概述 三、MATLAB中数据的读写 解决方法：将工作空间中的变量存储到文件中。这样，即使退出了MATLAB系统，变量依然存在。需要使用时，将这些变量从文件中读取出来即可。 第一章第一章 MATLAB概述概述1 save命令功能：将变量以二进制的方式存储至后缀名为.mat的文档中。格式：save filename第一章第一章 MATLAB概述概述1 save命令命令实例：假定内存中已经存在变量X,Y,Zs

29、ave myFile X Y Zdir . myFile.mat .第一章第一章 MATLAB概述概述1 save命令 注意事项： ) 存储文件为.mat的二进制mat文档中。 ) 若文件名缺省，则自动存储到matlab.mat中。1 ) 若为save filename x 则只将变量x存储到文件中去。第一章第一章 MATLAB概述概述1 save命令 注意事项：4 ) 若为save filename u w append 则将变量u，w添加到文件名为filename.mat的文件中。5 ) 若为save filename u w ascii 则将变量u，w保存为filename的8位ASCI

30、I文档。6) 若为save filename u w ascii -double则将变量u，w保存为filename的16位ASCII文档。第一章第一章 MATLAB概述概述 1 save命令 ASCII文档特色（使用-ascii后缀）：（1）ASCII文档可以看到文档内容。（2）默认的存储格式是二进制的mat文件。 存储ASCII文档必须加-ascii。（3）save -ascii通常只存为一个变量，原有变量名消失。 load载入时，取用文件名为变量名。（4）对于复数，save -ascii后只存实部，虚部抛弃。（5）ASCII文件通常比二进制文件大,二进制文档较小， 读取速度快。第一章第一

31、章 MATLAB概述概述1 save命令建议： 尽量使用二进制文件存储MATLAB变量。第一章第一章 MATLAB概述概述2 load命令功能：读取保存在文件中的变量。格式：load filename load filename ascii load filename mat第一章第一章 MATLAB概述概述2 load命令注意事项： 首先，MATLAB在系统默认路径中自动寻找名称为filename.mat的二进制文件。 其次，若无该文件，则找filename的文件，用ASCII方式载入。第一章第一章 MATLAB概述概述2 load命令【例题】： clear all; a=1;b=2;c=3

32、; save mydata1 save mydata2 a b load mydata1 load mydata1 a课后任务课后任务一、熟悉一、熟悉MATLAB系统环境。系统环境。二、熟悉工作空间以及变量的读写。二、熟悉工作空间以及变量的读写。三、熟悉搜索路径的设置。三、熟悉搜索路径的设置。四、四、阅读阅读“实用技巧实用技巧”并自己操作。并自己操作。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 * 第一节教学目标 1 基本运算介绍。 2 变量的概念。 3 系统函数的概念。 4 一般的应用问题转换为计算机模型。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算第二章第二章

33、MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 简单的数学运算 1+2+3+4+5 1+2+3+4+5;第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 复杂一点点的数学运算已知 ： x=15，y=10，z=7求解： （x+2Y+5z）/3 x=15;y=10;z=7; (x+2*y+5*z)/3第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 操作数运算符第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 1 MATLAB算术运算符 加、减、乘、除、幂次方 + - * / 运算次序：自左向右运算。 优先级最高，乘除次之，后加减。 如果有括号，

34、括号优先执行。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 2 format命令 用来显示计算的精度。 不是用来改变计算的精度。MATLAB默认以double(双精度)进行运算和存储。使用format可以控制数据不同的显示格式。format shortformat short eformat longformat long eformat ratformat bank第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 一、基本运算 2 format命令 用pi来测试一下显示精度：piformat shortpiformat longpiformat ratpi第二章第二章

35、MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 变量程序执行过程中可以变化的量。MATLAB中的中的变量可以由用户指定变量名。通过变量名随时可以引用变量和修改变量。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 MATLAB特殊之处：无需进行变量声明。（遇到新变量名时，自动生成变量， 并指定合适的存储空间。 如变量早已存在，则自动更新。） *利与弊的分析*第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 1.系统特殊变量1+2+3+4+5ans 是个特殊的系统变量。没有指定变量来存储运算结果时，系统会自动将结果存储在临时变量ans中。第二章第二章 MATLAB程序设计

36、基础程序设计基础 二、变量 1.系统特殊变量 MATLAB的系统特殊变量ans: 临时变量pi ： inf ： 无穷大eps ：极小值NaN：Not a Number （Not Available） nan：同上 i： 虚数sqrt（-1） j： 虚数sqrt（-1）第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 2 自定义变量注意我的这些操作： a= 1 abc= 1+2+3+4+5 a=1;b=3;c=5; A=2,B=4,C=6 area = r2 ?第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 2 自定义变量命名规则 * 变量名由字母、数字和下划线组成。

37、字母间不可留空格且第一个字符必须为字母 * 区分大小写。 * 变量名的长度上限为n个字符。 补充： * 变量名不能为中文； * 系统变量名不要和自定义重名。 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 万一自定义变量名和系统变量名一样结果会怎样？怎么办? 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 观察下面的变量名是否合理？ isvarname myVarNameisvarname 7myVarName 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 3 获取当前变量 命令行直接键入变量名。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二

38、、变量 4 变量的显示精度控制显示精度函数： format控制精度计算的函数： digits(n):设置缺省的精度； vpa(S,n):将S表示为n位有效位数的形式。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础4 变量的显示精度问题： 积少成多的累计误差？ ( 1/3+1/3)=? format long 1/3+1/3第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 s= 1/3+1/3 digits(2) s ? vpa(s) vpa(s,10) s= 1+1/3+1/3 ?4 变量的显示精度第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 5 查看变量 who： 查看

39、当前工作区（workspace）的变量。 whos：查看当前变量的详细信息。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 6 清除变量 clear：清除所有定义过的变量。 clear 变量名：清除某个变量。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 7 变量的初始化（三种方式）1用赋值语句初始化变量。2用input 函数从键盘输入初始化变量。 例如： in1 = input(enter data:); Enter data:1.23 in2 = input(enter data:,s) Enter data:1.23 in1+in2 （？）（？）3从文件读取一

40、个数据。（以后介绍）第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 二、变量 8 变量的作用域（1）局部变量（Local）（2）全局变量（Global）（3）永久变量（Persistent） 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础二、变量7 变量的作用域局部变量：在函数中使用的变量， 只能在函数的范围内使用。全局变量：在命令文件或工作空间中定义。 用global定义全局变量。 global Gvar1 Gvar2 Gvar3永久变量：只能在函数文件中定义和使用， 只允许定义它的函数存取。 只有清除函数或者关闭MATLAB时， 才能从内存中清除它们。 persistent per

41、Var; 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础四、函数相关知识3 变量的作用域 局部变量：在函数中使用的变量， 只能在函数的范围内使用。全局变量：在命令文件或工作空间定义。 用global定义全局变量。 global var1 var2 var3 例如：例如：（？）（？）func1.m function y=func1(x)global Gvar; （？）（？）y=x;Gvar=x*10func2.mfunction y=func2(x)global Gvar; y=x;Gvar=x*100 例如：例如： global Gvar (!)func1.m function y=fun

42、c1(x)global Gvar; Y=x;Gvar=x*10func2.mfunction y=func2(x)global Gvar; Y=x;Gvar=x*100第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 tips：尽量不使用全局变量和永久变量！第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 三、常用函数 初等数学函数：help elfun 高等数学函数：help specfun help elmat第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 三、常用函数 注意问题：（1）等式中，函数一定是出现在等式的右边。（2）函数参数要求。（变量个数和格式要求）（3）允许函数嵌套

43、。 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 四、现实问题转化为数学模型 例如：哥哥弟弟年龄问题。 哥哥比弟弟大19岁，哥哥年龄是弟弟的3倍还多1，问：哥哥和弟弟的年龄分别是多少？第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 四、现实问题转化为数学模型 例如：吃桃问题。 桃子1毛钱一个，每3个桃核可以换一个桃子。如果有一元钱，问：一共能吃到多少桃子？课后任务课后任务一、一、熟悉熟悉基本数学运算。基本数学运算。二、二、熟练熟练使用变量的相关应用使用变量的相关应用。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 * 第二节教学目标 通过实例演练熟悉部分常用函数。 第二章第二章

44、MATLAB程序设计基础程序设计基础 实战演练常用函数的使用第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础 函数?第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础小整理：MATLAB常用的基本数学函数 abs(x)：纯量的绝对值或向量的长度 sqrt(x)：开平方 real(z)：复数z的实部 imag(z)：复数z的虚部 conj(z)：复数z的共轭复数 angle(z)：复数z的相角round(x)：四舍五入至最近整数 fix(x)：无论正负，舍去小数至最近整数 floor(x)：地板函数，即舍去正小数至最近整数 ceil(x)：天花板函数，即加入正小数至最近整数 rat(x)：将实

45、数x化为多项分数展开rats(x)：将实数x化为分数表示 第二章第二章 MATLAB常用的基本数学函数 小整理：MATLAB常用的基本数学函数 sign(x)：符号函数 (Signum function)。 当x0时，sign(x)=1。 rem(x,y)：求x除以y的馀数 gcd(x,y)：整数x和y的最大公因数 lcm(x,y)：整数x和y的最小公倍数 exp(x)：自然指数 pow2(x)：2的指数 log(x)：以e为底的对数，即自然对数 log2(x)：以2为底的对数 log10(x)：以10为底的对数 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战1：函数 abs功能 数值

46、的绝对值与复数的幅值格式 Y = abs(X) %返回参量X的每一个分量的绝对值； %若X为复数的，则返回每一分量的幅值 % abs(X) = sqrt(real(X).2+imag(X).2)例 x= -18; z1 = abs(x) y= -2+ 4i; z2 = abs(y)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战2：函数 sqrt功能 求平方根函数格式 Y = sqrt(X) % 数值的平方根运算例 x= 16; z1 = sqrt(x) y= -18; z2 = sqrt(y) f= 2+ 4i; z3 = sqrt(f)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基

47、础实战3：函数 exp功能 以e为底数的指数函数格式 Y = exp(X) % 对参量X的每一分量，求以e为底数的指数函数Y。 % X中的分量可以为复数。 % 对于复数分量如，z = x +i*y， % 则相应地计算：ez = ex*(cos(y) + i*sin(y)。例 x= 3; z1 = exp(x) y= -3; z1 = exp(y) f= 2+ 4i; z3 = exp(f)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战4：函数 log功能 自然对数，即以e为底数的对数。格式 Y = log(X) % 对参量X中的每一个元素计算自然对数。 % 其中X中的元素可以是复数与负

48、数，但由此可能得到意想不到的结果。 % 若z = x + i*y，则log对复数的计算如下： % log (z) = log (abs (z) + i*atan2(y,x)例: x= 20.0855 z1 = log(x) f= 2+ 4i; z3 = log(f)下面的语句可以得到无理数的近似值：pai = abs(log(-1)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战5：函数 log10功能 常用对数，即以10为底数的对数。格式 Y = log10(X) %计算X中的每一个元素的常用对数， % 若X中出现复数，则可能得到意想不到的结果。例 x= 10; z1 = log10(

49、x) y= -10; z1 = log10(y) f= 2+ 4i; z3 = log10(f)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战6：函数 lcm功能 整数x和y的最小公倍数格式 z = lcm(x，y) %计算整数x和y的最小公倍数 例 x= 10; y=23; z1 = lcm(x,y) x= 10; y=2; z2 = lcm(x,y) x= 10; y=-2; /? z3 = lcm(x,y)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战7：函数 gcd功能 整数x和y的最大公约数格式 z = gcd(x，y) %计算整数x和y的最大公约数 例 x= 10;

50、 y=23; z1 = gcd(x,y) x= 10; y=2; z2 = gcd(x,y) x= 10; y=-2; z3 = gcd(x,y)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战8：函数 real功能 复数的实数部分。格式 Y = real(Z) %返回输入参量Z的每一个分量的实数部分。例 f = 3+8i; z=real(f)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战9：函数 imag功能 复数的虚数部分格式 Y = imag(Z) %返回输入参量Z的每一个分量的虚数部分。例f=9+7i;z= imag(f)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础

51、实战10：函数 conj功能 复数的共轭值格式 ZC = conj(Z) %返回参量Z的每一个分量的共轭复数： %conj(Z) = real(Z) - i*imag(Z) 例f=9+7i;z= conj(f)如果两复数的实部相等, 虚部系数互为相反数, 那么, 这两个复数叫做共轭复数.共轭复数的乘积是一个实数. 提问：什么是复数的共轭值？第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战11：函数 sin功能 正弦函数格式 Y = sin(X) % 计算参量X（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） % 中每一个角度分量的正弦值Y *所有分量的角度单位为弧度值 第二章第二章 MATLAB程序

52、设计基程序设计基础础sin(|x|+|y|)cos(|x+y|)书例1-3 计算下式的结果，其中x=-3.5度，Y=6.7度. x=pi/180*(-3.5);y=pi/180*6.7； z=sin(abs(x)+abs(y)/sqrt(cos(abs(x+y) sin(|x|+|y|)cos(|x+y|)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战12：函数 cos功能 余弦函数格式 Y = cos(X) % 计算参量X（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） % 中每一个角度分量的余弦值Y *所有分量的角度单位为弧度值第二章第二章 MATLAB程序设计基程序设计基础础sin(|x|+

53、|y|)cos(|x+y|)书例1-3 计算下式的结果，其中x=-3.5度，Y=6.7度. x=pi/180*(-3.5);y=pi/180*6.7； z=sin(abs(x)+abs(y)/sqrt(cos(abs(x+y) sin(|x|+|y|)cos(|x+y|)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战13：函数 asin功能 反正弦函数格式 Y = asin(X) % 返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 % 元素的反正弦函数值Y。 % 若X中有的分量处于-1,1之间， % 则Y = asin(X)对应的分量处于-/2,/2， % 若X中有分量在区间-1,1之外， %

54、 则Y= asin(X)对应的分量为复数。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战13：函数 asin例题： x=-1; z1=asin(x) x=-2; /? z2=asin(x)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战14：函数 acos功能 反余弦函数格式 Y = acos(X) %返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 %元素的反余弦函数值Y。 %若X中有的分量处于-1,1之间， %则Y = acos(X)对应的分量处于0,之间， %若X中有分量在区间-1,1之外， %则Y = acos(X)对应的分量为复数。第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基

55、础实战14：函数 acos例题： x=-1; z1=acos(x) x=-2; /? z2=acos(x)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战15：函数 tan功能 正切函数格式 Y = tan(X) %计算参量X %（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） %中每一个角度分量的正切值Y， %所有角度分量的单位为弧度值。 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战15：函数 tan特别地，我们要指出的是，tan(pi/2)和tan(-pi/2)并不是精确的值， 因为matlab中的pi仅仅是精确值近似的表示值而已。例题： tan(pi/2) x=-pi/2+0.01:

56、 0.01:pi/2-0.01; plot(x,tan(x);grid on;第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础实战16：函数 atan功能 反正切函数格式 Y = atan(X) %返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 %元素的反正切函数值Y。 %若X中有的分量为实数，则Y = atan(X)对应 %的分量处于-/2,/2之间。例： atan(0)第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础学生演练实例1 【例】求 的算术运算结果。（2）23)47(212第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础学生演练实例2

57、【例】 求 的算术运算结果。（-0.0045 ）20.3*4sin(10)*e第二章第二章 MATLAB程序设计基程序设计基础础学生演练实例3【例】复数 ， 计算 （0.3349 + 5.5801i）612334 ,12 ,2izi zi ze 1 23z zzz第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础学生演练实例4【例】 求 的算术运算结果。（ 0.5000）12sin(0.3 )15y第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础学生演练实例5【例】 求 的算术运算结果。（ 0.3633）22cos(0.3 )15y第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础学生演练实

58、例n继续补充一些演练实例。（增加难度）课后任务课后任务一、一、熟练熟练使用常用函数使用常用函数（初等）（初等）。二、二、理解理解应用题并转化为数学模型。应用题并转化为数学模型。疑问疑问精度问题精度问题有时候函数结果返回0而不是0.0000。按理，0！=0.0000.类似的问题还有：在matlab中为什么sin(pi) ！= 0？而cos(pi)却等于-1，而不是-1.0000？而format bank Sin(0)=0.00, cos(pi) 等于-1.00？疑问疑问解释一：MATLAB中的数字是默认按照双精度型浮点数存储的，他们的区别可能有两种情况：一、0代表符号值的0，是没有经过舍入的精确

59、值，而0.0000是浮点数，有舍入。由于MATLAB中默认数据类型是浮点型，所以在输入计算时两者是没有差别的。二、在MATLAB的输出结果中同样是浮点数，如果一个矩阵中各元素的数量级相差较大，同时显示出来时有的元素会显示为0.0000，如果你只单独显示这一个数，发现它只是很小，并不是0。疑问疑问解释二：Sin是是build-in函数，看不到源代码。函数，看不到源代码。让让sin(0)=0而让而让sin(pi)！=0，cos(pi)=-1等等完全由完全由mathworks公司函数内部定义。公司函数内部定义。疑问疑问看如下的代码，分析：看如下的代码，分析： x=0; for n=1:82 x=x+

60、0.01 end x=0.82 x=0; for n=1:82 x=x+1 end x=82上机安排：人数上机安排：人数93 2院大班（02021001/2班10-11周金工实习）02021001/2,02011001班+英语精英班周一16：0018：40，实验大楼三层南02011002/3/4班+020110卓越计划班周一19：0021：40，实验大楼三层南 注意： 大班长尽快报精英班和卓越班名单给我; 8-9周每周补一次理论课。上机安排：人数上机安排：人数A=1 2 3 4 A=1,2,3,4 第二章第二章 MATLAB程序设计基础程序设计基础一、一维数组的创建 建立方法二：冒号法 调用格