第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB概述
1.1.2 MATLAB的主要功能 1．数值计算
MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值计算函数。 2．绘图功能
可以绘制二维、三维图形，还可以绘制特殊图形（与统计有关的图，例如：区域图、直方图、饼图、柱状图等）。 3．编程语言
MATLAB具有程序结构控制、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的工具箱。 MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。 1.1.3MATLAB语言的特点
? 语言简洁紧凑，使用方便灵活，易学易用。
例如：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]一条语句实现了对3x3矩阵的输入。
? 语句功能强大，一条语句相当于其它语言的一个子程序，例如fft。
? 语句简单，内涵丰富。同一个函数有不同的输入变量和输出变量，分别代表不同的含义。
? Matlab既具有结构化的控制语句（if、for、while）又支持面向对象的程序设计。
? 方便的绘图功能。
? 包含功能强劲的工具箱。 ? 易于扩展。 1.1.4 初识MATLAB x=roots(p) %求根 例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。 例1-3 求积分 x=[0:0.5:360]*pi/180; quad('x.*log(1+x)',0,1) plot(x,sin(x),x,cos(x)); 例1-4 求解线性方程组。
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a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9]; 例1-2 求方程 3x+7x +9x-23=0的
b=[4;2;17]; 全部根。
x=inv(a)*b p=[3,7,9,0,-23]; %建立多项式
系数向量
1.2 MATLAB的运行环境与安装 1.2.1 MATLAB的运行环境 (4) CD-ROM驱动器和鼠标 硬件环境： 软件环境： (1) CPU (1) Windows 98/NT/2000 或Windows
XP (2) 内存
(3) 硬盘 (2) 其他软件根据需要选用 1.2.2 MATLAB的安装
运行系统的安装程序setup.exe，可以按照安装提示依次操作。 1.3 MATLAB集成环境
1.3.1 启动与退出MATLAB集成环境
1．MATLAB系统的启动
与一般的Windows程序一样，启动MATLAB系统有3种常见方法： (1)使用Windows“开始”菜单。
(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。 (3) 利用快捷方式。
当MATLAB安装完毕并首次启动时，展现在屏幕上的界面为MATLAB的默认界面，如上图所示。
2．MATLAB系统的退出
要退出MATLAB系统，也有3种常见方法：
(1) 在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令。 (2) 在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令。 (3) 单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮
1.3.2 主窗口
MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，还主要包括菜单栏和工具栏。 1．菜单栏
在MATLAB 6.5主窗口的菜单栏，共包含File、Edit、View、Web、Window和Help 6个菜单项。
(1) File菜单项：File菜单项实现有关文件的操作。
(2) Edit菜单项：Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作。
(3) View菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境的显示方式。 (4) Web菜单项：Web菜单项用于设置MATLAB的Web操作。
(5) Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单，只包含一个子菜单Close all，用于关闭所有打开的编辑器窗口，包括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。 1.3.3 命令窗口
命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。
MATLAB命令窗口中的“>>”为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。
一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如 xx=5,yy=3 xx=5;yy=3
多行命令（…）--续行符
如果命令语句超过一行或者太长希望分行输入，则可以使用多行命令继续输入。
S=1-12+13+4+… 9-4-18;
3个小黑点称为续行符，即把下面的物理行看作该行的续行。 1.3.4 工作空间窗口
工作空间是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。 1.3.5 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运行文件时的工作目录，只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。
在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如，将用户目录c:\\mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令： cd c:\\mydir 2．MATLAB的搜索路径
在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：
(1) 检查该命令是不是一个变量。
(2) 检查该命令是不是一个内部函数。
(3) 检查该命令是否当前目录下的M文件。
(4) 检查该命令是否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。 1.3.6 命令历史记录窗口
在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History命令。 1.3.7 启动平台窗口和Start按钮
MATLAB 6.5的启动平台窗口可以帮助用户方便地打开和调用MATLAB的各种程序、函数和帮助文件。
MATLAB 6.5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，选择其中的命令可以执行MATLAB产品的各种工具，并且可以查阅MATLAB包含的各种资源。
1.4 MATLAB帮助系统
1.4.1 帮助窗口
进入帮助窗口可以通过以下3种方法：
(1) 单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮。 (2) 在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。 (3) 选择Help菜单中的“MATLAB Help”选项。 1.4.2 帮助命令
MATLAB帮助命令包括help、lookfor以及模糊查询。 1．help命令
（1）直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目； （2）help加函数名来显示该函数的帮助说明。 2．lookfor命令
help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果，lookfor命令对搜索范围内的M文件进行关键字搜索，条件比较宽松。
lookfor命令只对M文件的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。 3．模糊查询
MATLAB 6.0以上的版本提供了一种类似模糊查询的命令查询方法，用户只需要输入命令的前几个字母，然后按Tab键，系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。
1.4.3 演示系统
在帮助窗口中选择演示系统(Demos)选项卡，然后在其中选择相应的演示模块，或者在命令窗口输入Demos，或者选择主窗口Help菜单中的Demos子菜单，打开演示系统。
第2章 Matlab及其应用
2.1、MATLAB的基本矩阵运算 2.1.1 简单矩阵输入 1、命令行简单键盘输入 用于很少数据输入
矩阵的方向：, ; NaN Inf 2、文件形式输入
文本文件：从文本文件中读入数据 mat文件：matlab自有的数据格式 2.1.2 语句生成矩阵
1、线性等间距格式矩阵
（1）X=起始值：增加值：结束值 （2）linspace命令 a=linspace(1,10,5); （3）logspace命令 b=logspace(0,2,10) 2、矩阵连接 c=[a b];
生成矩阵的函数zeros ones eye randn 2.1.3 矩阵运算
1、矩阵的运算符 ＋：加法
ab－：減法 a/b? (除法) ; a\\b? (左除法)ba*：乘法；点乘：.*
對矩陣: Ax?b/：右除；右除：./
\\：左除；左除：.\\ x?A?1b?Inv(A)*b; x?A\\b^：乘方
2、矩阵的转置等运算 ’ 共轭转置； .’ 转置 inv：矩阵求逆 det：求行列式值
eig：求特征值与特征向量
运算规则：从左到右；先乘除后加减；乘方运算符最高
（1）两矩阵加减，前提是维数相同，进行加减运算时，对应的元素进行加减； （2）矩阵与标量加减，用矩阵中的每个元素都与标量进行加减运算；
（3）两矩阵相乘，前提是前一矩阵的列等于后一矩阵的行，与数学约定一样； （4）矩阵与标量相乘，用矩阵中的每个元素都与标量进行相乘； （5）矩阵中的元素对元素的相乘： .* 矩阵中的元素对元素的相除： ./ .\\ z=x.^y x,y均为向量：z(i)=x(i) ^y(i) x为向量,y为标量：z(i)=x(i) ^y x为标量,y为向量：z(i)=x^y(i) 2.1.4 矩阵的超越函数 函数名 abs sqrt real 含义 绝对值或者复数模 平方根 实部 函数名 sign rem sin cos tan asin acos atan 含义 符号函数 留数 正弦 余弦 正切 反正弦 反余弦 反正切 imag 虚部 conj 复数共轭 round 4舍5入到整数 fix 舍入到最接近0的整数 floor 舍入到最接近-∞的整数 ceil 舍入到最接近∞的整数 atan2 第四象限反正切 函数名 sinh 含义 双曲正弦
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