MATLAB基礎應用與數學建模

田棟

  • 出版商: 電子工業
  • 出版日期: 2025-03-01
  • 售價: $534
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 412
  • ISBN: 7121498898
  • ISBN-13: 9787121498893
  • 相關分類: Matlab
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商品描述

本書以MathWorks公司最新推出的MATLAB R2024a軟件為基礎,系統講解了MATLAB基本環境和操作方法及在數學建模中的應用;分章闡述了矩陣計算、數值計算、符號計算、數據可視化、數據分析、M文件編寫、文件讀寫、MATLAB編譯器、應用程序接口等內容;並結合相關的函數或命令,精心編寫了一些數學建模方面的示例,用來詳細說明具體函數和命令的使用方法,並在每章的小結中給出了軟件使用的經驗技巧等供讀者參考,是一本軟件基礎知識與數學建模應用相結合的學習手冊。

目錄大綱

目 錄
第一部分 基礎知識
第1章 Matlab概述
1.1 Matlab簡介
1.1.1 Matlab的發展
1.1.2 Matlab的主要特點
1.2 Matlab的安裝
1.3 Matlab的目錄結構
1.4 Matlab的工作環境
1.4.1 操作界面簡介
1.4.2 運行命令窗口
1.4.3 命令窗口的顯示方式
1.4.4 數值結果的顯示方式
1.4.5 命令窗口的標點符號
1.4.6 輸入變量
1.4.7 處理復數
1.4.8 命令窗口的控制命令
1.4.9 使用歷史窗口
1.4.10 使用實錄命令
1.4.11 當前目錄瀏覽器和路徑管理
1.4.12 設置當前目錄
1.4.13 Matlab的搜索路徑
1.4.14 工作空間瀏覽器和數組編輯器
1.4.15 變量的編輯命令
1.4.16 數組編輯器
1.4.17 存取數據文件
1.5 Matlab的通用命令
1.6 使用Matlab幫助系統
1.6.1 純文本幫助
1.6.2 演示(demo)幫助
1.6.3 幫助導航/瀏覽器
1.6.4幫助文件目錄窗口
1.6.5幫助文件索引窗口
1.6.6幫助文件搜索窗口
1.7 本章小結
第2章 Matlab基礎知識
2.1 數據類型
2.1.1 數值類型
2.1.2 邏輯類型
2.1.3 字符和字符串
2.1.4 函數句柄
2.1.5 結構體類型
2.1.6 單元數組類型
2.2 基本矩陣操作
2.2.1 矩陣的構造
2.2.2 矩陣大小的改變
2.2.3 矩陣下標引用
2.2.4 矩陣信息的獲取
2.2.5 矩陣結構的改變
2.2.6 稀疏矩陣
2.3 運算符和特殊符號
2.3.1 算數運算符
2.3.2 關系運算符
2.3.3 邏輯運算符
2.3.4 運算優先級
2.4 字符串處理函數
2.4.1 字符串的構造
2.4.2 字符串比較函數
2.4.3 字符串查找和替換函數
2.4.4 字符串——數值轉換
2.5 本章小結
第3章 矩陣和數組
3.1 矩陣的創建與組合
3.1.1 創建簡單矩陣
3.1.2 創建特殊矩陣
3.1.3 矩陣的合並
3.2 矩陣的尋訪與賦值
3.2.1 矩陣的標識
3.2.2 矩陣的尋訪
3.2.3 矩陣的賦值
3.3 進行數組運算的常用函數
3.3.1 函數數組運算規則的定義
3.3.2 進行數組運算的常用函數
3.4 查詢矩陣信息
3.4.1 矩陣的形狀信息
3.4.2 矩陣的數據類型
3.4.3 矩陣的數據結構
3.5 數組運算與矩陣運算
3.6 矩陣的重構
3.6.1 矩陣元素的擴展與刪除
3.6.2 矩陣的重構
3.7 稀疏矩陣
3.7.1 稀疏矩陣的存儲方式
3.7.2 稀疏矩陣的創建
3.7.3 稀疏矩陣的運算
3.7.4 稀疏矩陣的交換與重新排序
3.7.5 稀疏矩陣視圖
3.8 多維數組
3.8.1 多維數組的創建
3.8.2 多維數組的尋訪與重構
3.9 多項式的表達式及其操作
3.9.1 多項式的表達式和創建
3.9.2 多項式運算函數
3.10 本章小結
第4章 Matlab基本編程
4.1 腳本和函數
4.1.1 函數
4.1.2 腳本
4.1.3 子函數與私有目錄
4.1.4 P碼文件
4.2 Matlab中的變量和語句
4.2.1 變量類型
4.2.2 M文件的流控制語句
4.3 程序的調試(Debug)
4.3.1 直接調試法
4.3.2 工具調試法
4.4 函數的設計和實現
4.4.1 建立數學模型
4.4.2 編寫代碼
4.4.3 運行程序
4.5 本章小結
第5章 數據可視化
5.1 圖形繪制示例
5.2 二維圖形繪制
5.2.1 plot函數
5.2.2 線型、標記和顏色
5.2.3 圖形坐標軸設置
5.2.4 多個圖形迭繪及多個圖形窗口
5.2.5 子圖繪制
5.2.6 交互式繪圖和屏幕刷新
5.2.7 plotyy函數繪制雙坐標軸
5.2.8 easy繪圖命令
5.3 三維圖形繪制
5.3.1 曲線圖繪制
5.3.2 網格圖繪制
5.3.3 曲面圖的繪制
5.3.4 繪制等值線圖
5.4 四維圖形可視化
5.4.1 slice切片命令
5.4.2 其他slice函數
5.4.3 等值面圖繪制
5.5 復數變量圖形繪制
5.6 特殊圖形繪制
5.6.1 area區域繪圖
5.6.2 pie餅圖繪制
5.6.3 直方圖和梯形圖
5.6.4 矢量分佈圖繪制
5.6.5 誤差線圖形繪制
5.6.6 離散數據繪制
5.6.7 偽色彩圖繪制
5.6.8 極坐標圖形繪制
5.7 圖形的打印輸出
5.8 本章小結
第6章 數據分析
6.1 數據插值
6.1.1 一維插值
6.1.2 二維插值
6.1.3 樣條插值
6.2 曲線擬合
6.3 圖形界面曲線擬合
6.3.1 曲線擬合示例
6.3.2 擬合殘差圖形繪制
6.3.3 數據預測
6.4 傅里葉分析
6.4.1 離散傅里葉變換
6.4.2 傅里葉變換相關的常用函數
6.4.3 傅里葉級數
6.4.4 使用FFT進行插值
6.5 優化問題
6.5.1 非線性無約束優化
6.5.2 約束條件下的非線性優化
6.5.3 最小最大值的優化問題
6.5.4 線性規劃求解
6.6 常微分方程
6.6.1 常微分方程介紹
6.6.2 常微分方程求解
6.6.3 加權常微分方程
6.6.4 延遲微分方程
6.6.5 常微分方程的邊界問題
6.7 函數的零點問題
6.7.1 一元函數的零點
6.7.2 多元函數的零點
6.8 數值積分
6.8.1 一元函數的數值積分
6.8.2 多重數值積分
6.9 概率論和數理統計
6.9.1 概率分佈
6.9.2 數據分佈分析
6.9.3 假設檢驗
6.10 本章小結
第7章 符號計算
7.1 符號對象和符號表達式
7.1.1 符號對象的創建命令
7.1.2 符號對象的創建示例
7.1.3 符號計算中的運算符和函數
7.1.4 符號對象的類別識別命令
7.1.5 符號表達式中的變量確定
7.1.6 符號精度計算
7.2 符號表達式操作
7.3 符號表達式的替換
7.4 符號函數的操作
7.4.1 反函數操作
7.4.2 復合函數操作
7.5 符號微積分
7.5.1 級數求和
7.5.2 符號極限
7.5.3 符號微分
7.5.4 符號積分
7.6 符號積分變換
7.6.1 傅里葉變換及其反變換
7.6.2 拉普拉斯變換及其反變換
7.6.3 Z變換及其反變換
7.7 符號代數方程求解
7.8 符號微分方程求解
7.9 利用Maple進行符號計算
7.9.1 Maple函數的使用
7.9.2 Maple經典函數的調用
7.9.3 Maple庫函數的幫助
7.10 符號分析可視化
7.10.1 funtool分析界面
7.10.2 taylortool分析界面
7.11 本章小結
第8章 Simulink模擬系統
8.1 Simulink基礎知識
8.1.1 Simulink的啟動
8.1.2 Simulink創建模擬示例
8.1.3 模塊庫瀏覽器
8.1.4 Simulink模型窗口
8.1.5 模型窗口的菜單欄
8.2 Simulink模型操作
8.2.1 Simulink模型的原理
8.2.2 模塊的操作
8.2.3 信號線的操作
8.3 Simulink信號
8.3.1 常見的信號
8.3.2 復數信號
8.3.3 虛擬信號和信號總線
8.3.4 創建信號組
8.3.5 自定義信號源
8.4 常用的Sink模塊
8.5 Simulink模擬系統的設置
8.5.1 解算器(Solver)的設置
8.5.2 模擬數據的輸入輸出設置
8.5.3 模擬診斷設置
8.6 線性連續系統建模
8.6.1 使用積分模塊
8.6.2 使用積分器求解微分方程
8.6.3 傳遞函數進行模擬
8.6.4 狀態空間方法進行系統模擬
8.7 非線性連續系統建模
8.7.1 非線性模擬系統建模簡介
8.7.2 任意非線性函數的模擬
8.8 封裝子系統創建和受控執行
8.8.1 使用模塊組合子系統
8.8.2 通過子系統模塊創建子系統
8.8.3 封裝子系統
8.8.4 使能控制子系統
8.8.5 觸發控制子系統
8.9 離散時間系統和混合系統
8.10 命令方式運行Simulink
8.11 本章小結
第9章 句柄圖形
9.1 句柄圖形體系
9.1.1 圖形對象
9.1.2 句柄對象
9.1.3 對象屬性
9.1.4 圖形對象句柄創建示例
9.2 圖形對象創建
9.2.1 創建圖形對象
9.2.2 訪問圖形對象句柄
9.2.3 使用句柄操作圖形對象
9.3 圖形對象設置
9.3.1 用set命令設置屬性
9.3.2 圖形的默認屬性
9.3.3 句柄圖形的通用屬性
9.4 高級繪圖對象
9.4.1 Nextplot屬性
9.4.2 Newplot命令
9.4.3 高級繪圖命令
9.5 坐標軸對象
9.5.1 坐標軸的幾何屬性
9.5.2 坐標軸的刻度屬性
9.5.3 坐標軸的照相機屬性
9.5.4 坐標軸的尺度、方向屬性
9.6 本章小結
第10章 文件讀取I/O
10.1 工作空間數據讀取
10.2 數據文件的導入和導出
10.3 底層文件讀取I/O
10.4 文件名稱處理
10.5 處理二進制文件
10.5.1 讀取M文件
10.5.2 讀取文本文件
10.5.3 寫入文本文件
10.6 處理文本文件
10.6.1 使用csvread讀取文本文件
10.6.2 使用dlmread讀入數據
10.6.3 使用textread讀入文件
10.6.4 使用textscan讀入數據
10.6.5 使用csvwrite輸出文本數據
10.6.6 使用dlmwrite輸出數據
10.7 圖像文件讀入和輸出
10.7.1 圖像文件讀入
10.7.2 圖像文件輸出
10.8 本章小結
第11章 Matlab的編譯器
11.1 編譯器概述
11.2 編譯器的安裝和配置
11.2.1 安裝前提
11.2.2 編譯器的安裝
11.2.3 配置編譯器
11.3 編譯過程
11.3.1 安裝MCR
11.3.2 MCR編譯過程
11.4 編譯命令
11.5 編譯生成獨立運行程序
11.5.1 編譯M文件
11.5.2 M文件和C文件的混合編譯
11.5.3 編譯圖形繪制M文件
11.6 調用M文件中的函數接口
11.7 編譯生成共享庫函數
11.8 本章小結
第12章 應用程序接口
12.1 C語言MEX文件
12.1.1 MEX文件的數據
12.1.2 C-MEX文件的調用
12.1.3 創建MEX文件
12.2 FORTRAN語言的MEX文件
12.2.1 FORTRAN-MEX函數的調用
12.2.2 MEX函數
12.3 MAT文件
12.3.1 MAT函數
12.3.2 C語言創建MAT文件
12.3.3 FORTRAN語言創建MAT文件
12.4 Matlab的引擎技術
12.4.1 Matlab引擎技術介紹
12.4.2 創建使用引擎技術程序
12.5 Java語言接口
12.5.1 Matlab中的Java接口
12.5.2 Java接口程序應用
12.6 本章小結
第二部分 綜合應用
第13章 數學建模綜合應用一
第14章 數學建模綜合應用二
第15章 數學建模綜合應用三
第16章 數學建模綜合應用四
附錄:Matlab 常用命令集