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数学软件
MATLAB 程序设计与应用
第1章 MATLAB系统环境
1.1 MATLAB概貌 1.2 MATLAB环境的准备 1.3 MATLAB操作界面 1.4 MATLAB帮助系统
自上世纪80年代以来，出现了科学计算语言，亦称数学软件。 MATLAB
Mathematica Mathcad Maple LINDO LINGO
1.1 MATLAB概貌 p3
MATLAB 是 MATrix LABoratory（矩阵实验室） 的缩写。
1984年由 Math Works 公司推出，现已成为国际公认的优秀的工程应用开发环境，是影响最大，流行最广的科学计算语言。
1.1.1 MATLAB的发展
版本编号 MATLAB 1.0 MATALB 2 MATLAB 3 MATLAB 3.5 MATLAB 4 MATLAB 4.2c MATLAB 5.0 MATLAB 5.1 MATLAB 5.1.1 MATLAB 5.2 MATLAB 5.2.1 MATLAB 5.3 MATLAB 5.3.1 MATLAB 6.0 MATLAB 6.1 R7 R8 R9 R9.1 R10 R10.1 R11 R11.1 R12 R12.1 建造编号 发布时间 1984 1986 1987 1990 1992 1994 1996 1997 1997 1998 1998 1999 1999 2000 2001 版本编号 MATLAB 6.5.1 MATLAB 6.5.2 MATLAB 7.0 MATLAB 7.0.1 MATLAB 7.0.4 MATLAB 7.1 MATLAB 7.2 MATLAB 7.3 MATLAB 7.4 MATLAB 7.5 MATLAB 7.6 MATLAB 7.7 MATLAB 7.8 MATLAB 7.9 MATLAB 7.10 建造编号 R13SP1 R13SP2 R14 R14SP1 R14SP2 R14SP3 R2006a R2006b R2007a R2007b R2008a R2008b R2009a R2009b R2010a 发布时间 2003 2003 2004 2004 2005 2005 2006 2006 2007 2007.10 2008.3 2008.10 2009.3 2009.10 2010.3 MATLAB 6.5 R13 2002 MATLAB 7.11 R2010b 2010.10 1. 从MATLAB 4.2c开始，每个版本增加了一个建造编号；
2. 例如MATLAB7.6的建造编号是R2008a。说明MATLAB7.6与MATLAB2008a是等同的； 3. 对于建造编号，正规化以后，每年出两个版本。一般来说。a是测试版，b是正式版。a是前半年出，b是后半年出。
教材采用MATLAB7.0（R14，2004）
实验室采用MATLAB 7.8（R2009a，2009.3，汉化）
1.1.2 MATLAB的主要功能 p4
? 数值计算和符号计算功能 ? 绘图功能 ? 语言体系
? MATLAB工具箱
(1) 数值计算和符号计算功能
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。
MATLAB先后和著名的符号计算语言Maple与MuPAD（从MATLAB 2008b开始使用MuPAD）相结合，使得MATLAB具有符号计算功能。
(2) 绘图功能
可以绘制二维和三维图形。
MATLAB提供了两个层次的绘图操作： ? 对图形句柄进行的低层绘图操作；
? 建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。 (3) 语言体系
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。
MATLAB是解释性语言，不能脱离MATLAB环境而独立运行。 (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。 基本部分
构成MATLAB的核心内容，也是使用和构造工具箱的基础。 功能性工具箱
主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。 学科性工具箱
Control System Toolbox 控制系统工具箱 Signal Processing Toolbox 信号处理工具箱 Neural Network Toolbox 神经网络工具箱 Optimization Toolbox 最优化工具箱 Financial Toolbox 金融工具箱 Statistics Toolbox 统计学工具箱
开始→工具箱
MATLAB具备很强的开放性
除内部函数外，所有MATLAB基本文件和各工具箱文件都是可读、可改的源文件，用户可通过对源文件的修改或加入自己编写的文件去构成新的专用工具箱。
1.1.3 MATLAB功能演示 p5
例1.1 绘曲线图
绘制函数y=2-|x|和y=sin x的曲线。 在命令窗口逐条输入以下命令： x=-2*pi:pi/180:2*pi; plot(x,2.^(-abs(x)),':',x,sin(x)); 例1.2 求方程的根
求方程2x5-3x3+71x2-9x+13=0的全部根。 p=[2,0,-3,71,-9,13]; x=roots(p) 例1.3 解线性方程组
?2x?3y?z?2??8x?2y?3z?4?45x?3y?9z?23?
法1：调用求逆矩阵函数inv a=[2,3,-1;8,2,3;45,3,9]; %系数矩阵 b=[2;4;23]; %常数项列向量 x=inv(a)*b 法2：左除运算
a=[2,3,-1;8,2,3;45,3,9]; %系数矩阵 b=[2;4;23]; %常数项列向量 x=a\\b 法3：符号计算
syms x y z [x,y,z]=solve(2*x+3*y-z-2,8*x+2*y+3*z-4,45*x+3*y+9*z-23) 例1.4 求积分
?10xln(1?x)dx
法1：调用quad quad('x.*log(1+x)',0,1) 法2：符号计算 syms x int(x*log(1+x),0,1) 1.2 MATLAB环境的准备 p7
1.2.1 MATLAB的安装
安装MATLAB系统，需运行系统自带的安装程序setup.exe，可以按照安装提示依次操作。
1.2.2 MATLAB的启动与退出 p8
启动有3种常见方法：
(1) 使用Windows“开始”菜单。
(2) 运行MATLAB（文件夹）系统启动程序matlab.exe。 (3) 利用（桌面）快捷方式。
退出也有3种常见方法：
(1) 在主窗口File菜单中选择Exit MATLAB。 (2) 在命令窗口中键入Exit或Quit命令。 (3) 单击主窗口右上角的关闭按钮。
1.3 MATLAB操作界面 p9
1.3.1 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。
? MATLAB的菜单栏 包括6个菜单项: File 实现有关文件的操作 Edit 用于命令窗口的编辑操作 Debug 用于程序调试 Desktop 用于设置MATLAB集成环境的显示方式（桌面） Window 用于关闭所有打开的编辑器窗口或选择活动窗口 Help 用于提供帮助信息。 ? MATLAB的工具栏
提供了一些命令按钮和一个当前路径列表框。这些命令按钮有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快捷、方便。
1.3.2 命令窗口(Command Window)
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。 >> 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回车后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计
MATLAB程序设计与应用(第二版)
