matlab简单我们老师自己做的很好用市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

科学计算与仿真如空气之于人，水之于鱼，有时不觉，无时方知

追求真理是唯一目标，学习知识是共同愿望，在以前提下全部做法我都能够接收。

11/76教学计划：共32课时（8机时）1、MATLAB语言基础2、MATLAB应用科学计算与仿真22/76科学计算与仿真推荐参考书33/76科学计算与仿真推荐参考书44/76科学计算与仿真学习特点：1、须多看各种参考书2、认真上机实习3、与自己所学其它课程或研究工作相结合考评方法：考勤10%+平时作业及测验30%+期末考试60%55/7666/76本章目标了解MATLAB基本知识熟悉MATLAB上机环境掌握利用MATLAB进行基本运算方法初步具备将普通数学问题转化成对应计算机模型并进行处理能力77/76主要内容1.1

MATLAB介绍1.2MATLAB工作环境1.3基本运算功效1.4基本数据类型1.5数学函数88/761.1.1科学研究和工程实践中计算问题简单问题：计算器或直接手工推导复杂问题：计算机编程1.1.2计算机编程高级编程语言Microsoft:VisualC++、VisualBasicBorland:Delphi、C++BuilderSun:Java科学计算软件工具MathWorks:MATLAB第1章MATLAB概述第一节MATLAB介绍99/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.3MATLAB发展

1984年，MATLAB第1版(DOS版)

1992年，MATLAB4.0版

1994年，MATLAB4.2版

1997年，MATLAB5.0版

1999年，MATLAB5.3版

，MATLAB6.0版

，MATLAB6.1版

，MATLAB6.5版

，MATLAB7.0版1010/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.4MATLAB主要功效

1．数值计算和符号计算功效

MATLAB以矩阵作为数据操作基本单位，还提供了十分丰富数值计算函数。

MATLAB和著名符号计算语言Maple相结合，使得MATLAB含有符号计算功效。1111/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.4MATLAB主要功效

2．绘图功效

MATLAB提供了两个层次绘图操作：一个是对图形句柄进行低层绘图操作，另一个是建立在低层绘图操作之上高层绘图操作。1212/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.4MATLAB主要功效

3．编程语言MATLAB含有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。

4．MATLAB工具箱

MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选工具箱。

MATLAB工具箱分为两大类：功效性工具箱和学科性工具箱。1313/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.5MATLAB优势与特点

MATLAB含有使用方法简单、灵活、结构性强、延展性好等优点，逐步成为科技计算、视图交互系统和程序中首选语言工具。功效强大数值运算功效强大图形处理能力高级但简单程序环境丰富工具箱与模块集易于扩充

1414/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.5MATLAB优势与特点

科研和工程技术人员首选MATLAB模块化设计和系统级仿真1515/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述1.1.6初识MATLAB

例1-1绘制正弦曲线和余弦曲线。

x=[0:0.5:360]*pi/180;

plot(x,sin(x),x,cos(x));

例1-2求方程3x4+7x3+9x2-23=0全部根。

p=[3,7,9,0,-23];%建立多项式系数向量

x=roots(p);%求根1616/76第一节MATLAB介绍第1章MATLAB概述例1-3求积分

quad('x.*log(1+x)',0,1)

例1-4求解线性方程组。2x-3y+z=4a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];8x+3y+2z=2解b=[4;2;17];45x+y-9z=17M=inv(a)*b

其中M=[x;y;z]

1717/76第二节

MATLAB工作环境MATLAB工作环境主要有：命令窗口（CommandWindow）图形窗口（FigureWindow）文本编辑窗口（FileEditor）1818/761.2.1主窗口在Window桌面上，双击MATLAB图标，就能够进入matlab工作环境：其左上视图为资源目录（LaunchPad），可切换为工作空间（Workspace）。1919/76在Window桌面上，双击MATLAB图标，就能够进入matlab工作环境：其左下视图为历史命令（CommandHistory），可切换为当前目录（CurrentDirectory）。1.2.1主窗口2020/76在Window桌面上，双击MATLAB图标，就能够进入matlab工作环境：右半视窗为命令窗口（CommandWindow）。命令窗口是用户与matlab进行人机对话主要环境。1.2.1主窗口2121/76主窗口

MATLAB主窗口是MATLAB主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，还主要包含菜单栏和工具栏。

1．菜单栏

在MATLAB主窗口菜单栏，共包含File、Edit、View、Web、Window和Help6个菜单项。1.2.1主窗口2222/76(1)File菜单项：File菜单项实现相关文件操作。

(2)Edit菜单项：Edit菜单项用于命令窗口编辑操作。

(3)View菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境显示方式。1.2.1主窗口2323/76(4)Web菜单项：Web菜单项用于设置MATLABWeb操作。

(5)Window菜单项：主窗口菜单栏上Window菜单，只包含一个子菜单Closeall，用于关闭全部打开编辑器窗口，包含M-file、Figure、Model和GUI窗口。

(6)Help菜单项：Help菜单项用于提供帮助信息。1.2.1主窗口2424/762．工具栏

MATLAB6.5主窗口工具栏共提供了10个命令按钮。这些命令按钮都有对应菜单命令，但比菜单命令使用起来更加快捷、方便。1.2.1主窗口2525/76命令窗口

命令窗口是MATLAB主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外全部执行结果。

MATLAB命令窗口中“>>”为命令提醒符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提醒符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入命令，并在命令后面给出计算结果。1.2.2命令窗口（CommandWindow）2626/76普通来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但一个命令行也能够输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号能够省略。比如

p=15,m=35

p=15;m=35

要注意，；区分1.2.2命令窗口（CommandWindow）2727/76假如一个命令行很长，一个物理行之内写不下，能够在第一个物理行之后加上3个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令其它部分。3个小黑点称为续行符，即把下面物理行看作该行逻辑继续。

在MATLAB里，有很多控制键和方向键可用于命令行编辑。1.2.2命令窗口（CommandWindow）2828/76命令行编辑器（1）方向键和控制键能够编辑修改已输入命令：回调上一行命令：回调下一行命令（2）命令窗口分页输出moreoff：不允许分页moreon：允许分页more(n)：指定每页输出行数回车前进一行，空格键显示下一页，q结束当前显示。（3）多行命令（…）假如命令语句超出一行或者太长希望分行输入，则能够使用多行命令继续输入。例：S=1-12+13+4+…9-4-18;1.2.2命令窗口（CommandWindow）2929/76工作空间窗口

工作空间是MATLAB用于存放各种变量和结果内存空间。在该窗口中显示工作空间中全部变量名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保留和删除。1.2.3工作空间窗口3030/761、MATLAB工作空间包含了一组能够在命令窗口中调整（调用）参数who：显示当前工作空间中全部变量一个简单列表 whos：则列出变量大小、数据格式等详细信息clear：去除工作空间中全部变量clear变量名：去除指定变量2、保留和载入workspace（1）savefilenamevariables将变量列表variables所列出变量保留到磁盘文件filename中Variables所表示变量列表中，不能用逗号，各个不一样变量之间只能用空格来分隔。未列出variables时，表示将当前工作空间中全部变量都保持到磁盘文件中。缺省磁盘文件扩展名为“.mat”，能够使用“-”定义不一样存放格式（ASCII、V4等）1.2.3工作空间窗口3131/76当前目录窗口和搜索路径

1．当前目录窗口

当前目录是指MATLAB运行文件时工作目录，只有在当前目录或搜索路径下文件、函数能够被运行或调用。

在当前目录窗口中能够显示或改变当前目录，还能够显示当前目录下文件并提供搜索功效。

将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。比如，将用户目录c:\mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令：

cdc:\mydir1.2.4当前目录窗口和搜索路径3232/762．MATLAB搜索路径

当用户在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关文件。基本搜索过程是：

(1)检验该命令是不是一个变量。

(2)检验该命令是不是一个内部函数。

(3)检验该命令是否当前目录下M文件。

(4)检验该命令是否MATLAB搜索路径中其它目录下M文件。1.2.4当前目录窗口和搜索路径3333/76用户能够将自己工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径方法有：

(1)用path命令设置搜索路径。比如，将用户目录c:\mydir加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令：

path(path,’c:\mydir’)1.2.4当前目录窗口和搜索路径3434/76(2)用对话框设置搜索路径

在MATLABFile菜单中选SetPath命令或在命令窗口执行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。经过AddFolder或AddwithSubfolder命令按钮将指定路径添加到搜索路径列表中。

在修改完搜索路径后，则需要保留搜索路径。1.2.4当前目录窗口和搜索路径3535/76命令历史统计窗口

在默认设置下，历史统计窗口中会自动保留自安装起全部用过命令历史统计，而且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，经过双击命令可进行历史命令再运行。假如要去除这些历史统计，能够选择Edit菜单中ClearCommandHistory命令。1.2.5命令历史统计窗口3636/76开启平台窗口和Start按钮

MATLAB6.5开启平台窗口能够帮助用户方便地打开和调用MATLAB各种程序、函数和帮助文件。

MATLAB6.5主窗口左下角还有一个Start按钮，单击该按钮会弹出一个菜单，选择其中命令能够执行MATLAB产品各种工具，而且能够查阅MATLAB包含各种资源。

1.2.6开启平台窗口和Start按钮3737/761.2.7MATLAB帮助系统帮助窗口

进入帮助窗口能够经过以下3种方法：

(1)单击MATLAB主窗口工具栏中Help按钮。

(2)在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。

(3)选择Help菜单中“MATLABHelp”选项。3838/76帮助命令

MATLAB帮助命令包含help、lookfor以及含糊查询。

1．help命令

在MATLAB6.5命令窗口中直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含全部项目，即搜索路径中全部目录名称。一样，能够经过help加函数名来显示该函数帮助说明。1.2.7MATLAB帮助系统3939/762．lookfor命令

help命令只搜索出那些关键字完全匹配结果，lookfor命令对搜索范围内M文件进行关键字搜索，条件比较宽松。

lookfor命令只对M文件第一行进行关键字搜索。若在lookfor命令加上-all选项，则可对M文件进行全文搜索。1.2.7MATLAB帮助系统4040/763．含糊查询

MATLAB6.0以上版本提供了一个类似含糊查询命令查询方法，用户只需要输入命令前几个字母，然后按Tab键，系统就会列出全部以这几个字母开头命令。1.2.7MATLAB帮助系统4141/76演示系统

在帮助窗口中选择演示系统(Demos)选项卡，然后在其中选择对应演示模块，或者在命令窗口输入Demos，或者选择主窗口Help菜单中Demos子菜单，打开演示系统。1.2.7MATLAB帮助系统4242/76远程帮助系统

在MathWorks企业主页()上能够找到很多有用信息，国内一些网站也有丰富信息资源。1.2.7MATLAB帮助系统4343/76MATLAB基本运算可分为三类：算术运算关系运算逻辑运算第三节基本运算功效4444/761.3.1算术运算4545/76使用变量来进行更复杂问题求解>>a=15+20-50+3*9a=12>>b=30b=30>>c=a*bc= 360>>d=a^3-b*cd= -90724646/76逗号或分号区分>>x=2,y=3 %逗号隔开，屏幕有回显x=2y=3>>m=2;n=3; %分号隔开，无回显>>m %在提醒符后直接输入变量名可查看变量值m=24747/76基本算术运算符运算符号运算符号加+减-乘*数组相乘.*左除\数组左除.\右除/数组右除./幂次方^数组幂次方.^4848/76例1-1求解算术表示式值>>4949/76例1-1求解算术表示式值>>(12+2*(7-4))/3^3ans=0.66675050/76format命令数值显示格式MATLAB命令含义范例formatshort短格式（5位定点数）3.1416formatshorte短格式科学格式3.1416e+000formatlong长格式15位定点数3.14159265358979formatlonge长格式科学格式3.141592653589793e+000formatrat有理格式355/113formathex十六进制格式400921fb54442d18formatbank 银行格式2位十进制

3.145151/761.3.2关系运算运算符号运算符号大于>小于<等于==不等于~=大于等于>=小于等于<=5252/76关系运算结果类型为逻辑量(0,1)

>>x=2;>>x>3ans=0>>x<=2ans=15353/761.3.3

逻辑运算逻辑运算符用于将关系表示式或逻辑量连接起来，组成较复杂逻辑表示式。逻辑表示式值也是逻辑量。运算符号运算符号与&或|非~异或xor5454/76MATLAB数据类型数值逻辑字符串第四节基本数据类型5555/761.4.1数值类型分类方法一：双精度型

（系统默认类型）单精度型带符号整数无符号整数分类方法二标量数组矩阵

分类方法三实数复数>>z1=1+2iz1=1.0000+2.0000i>>z2=3+4jz2=3.0000+4.0000i5656/761.4.2字符串类型字符串：包含在一对单引号中字符集合>>s='hello,MATLAB' %定义字符串变量ss=hello,MATLAB5757/761.4.3变量和表示式变量命名规则：变量名由字母、数字和下划线组成；变量名必须以字母打头；变量名中英文字母大小写是有区分；变量名最大长度是有要求不一样版本系统要求不一样：19个字符、31或63个字符等可调用namelengthmax函数得到系统要求长度5858/76MATLAB系统特殊变量和常数特殊变量意义

ans运算结果假如用户未定义变量名，系统用于计算结果存放默认变量名

pi圆周率π（=3.1415926...）

inf或Inf无穷大∞值，如1/0

eps计算机最小数浮点运算相对精度2^(-52)realmax最大正浮点数，2^(1024)-1realmin最小正浮点数，2^(-1022)NaN或nan不定量，如0/0或inf/inf

i或ji=j=-1^1/2虚数单位nargIn函数输入参数个数nagout函数输出参数个数lasterr存放最新错误信息lastwarn存放最新警告信息5959/76变量使用>>clear %删除工作区中全部定义过变量>>whos %查看当前工作区内变量信息，无显示表示没有定义变量>>xy=1;yx=2; %对变量赋值>>xy %查看变量xy当前数值xy=1>>whos

NameSizeBytesClassxy1x18doublearrayyx1x18doublearrayGrandtotalis2elementsusing16bytes>>clearxyyx %删除变量xy及yx>>whos >>xy %这时变量xy已经不存在了???Undefinedfunctionorvariable'xy'.6060/76类型函数含义三角函数sin(x)正弦值asin(x)反正弦值cos(x)余弦值acos(x)反余弦值tan(x)正切指数函数exp(x)指数运算log(x)自然对数sqrt(x)求平方根第五节数学函数6161/76类型函数含义复数函数abs(x)求绝对值imag(x)取出复数虚部real(x)取出复数实部conj(x)复数共轭数论函数round(x)四舍五入mod(x,y)求余数lcm(x,y)整数x和y最小公倍数gcd(x,y)整数x和y最大条约数第五节数学函数6262/76使用函数须注意以下几点函数一定要出现在等式右边函数对其自变量个数和格式都有一定要求函数允许嵌套6363/76例1-2计算下式结果，其中a=5.67,

b=7.811>>6464/76例1-2计算下式结果，其中a=5.67,

b=7.811>>a=5.67;b=7.811;>>exp(a+b)/log10(a+b)ans=6.3351e+0056565/76扩展阅读1.5MATLAB背景1.5.1MATLAB历史1.5.2MATLAB组成1.5.3MATLAB特点1.5.4其它几个相关数学软件1.6工具箱6666/76上机指导1.7MATLAB安装和使用1.7.1安装MATLAB系统1.7.2使用MATLAB系统1.8MATLAB帮助功效6767/76应用举例计算星球之间万有引力。>>G=6.67E-11; %引力恒量>>sun=1.987E30; %太阳质量1