MATLAB软件初步安装数组函数.ppt
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1、Matlab软件初步,主 页,引言Matlab环境数组和函数,第一讲,主要参考书目,MATLAB R2007基础教程刘慧颖编著,北京:清华大学出版社,2008 MATLAB编程基础与典型应用刘会灯,朱飞编著,北京:人民邮电出版社,2008MATLAB与科学计算王沫然编著,北京:电子工业出版社,2003等等,下一页,上一页,主 页,MATLAB 可以做.,1 引言,MATLAB 软件,MATLAB集成环境的组成,MATLAB的主要特点,安装,启动,由美国MathWorks公司开发,MATrix LABoratory,包括MATLAB和Simulink两大部分,返 回,MATLAB 软件,适合多学
2、科、功能强大,下一页,MATLAB 可以做.,微积分:微分、积分、求极限、泰勒展开、级数求和.代数:基本代数运算、求矩阵的Jordan标准形、奇异值分解、特征多项式、代数方程解的化简.数值分析:插值与拟合、数值微分与积分、函数逼近、代数方程和微分方程的数值解和符号解.,下一页,常微分方程:求常微分方程、常微分方程组的符号解.统计计算:均值、方差、概率、参数估计、假设检验、相关性和回归分析、统计绘图、随机数产生器.优化问题的求解:线性规划、非线性规划等问题的求解.动态系统模拟、控制系统的设计与仿真、数字图像、信号处理等等,MATLAB 还可以做.,返 回,友好的工作平台和编程环境 简单易用的程序
3、语言强大的科学计算及数据处理能力出色的图形处理功能应用广泛的模块集合工具箱实用的程序接口和发布平台应用软件开发(包括用户界面).,MATLAB 的优势.,下一页,上一页,主 页,MATLAB集成环境的组成,返 回,图形对象句柄:MATLAB在创建每一个图形对象时,都为该对象分配唯一的一个值,称其为图形对象句柄(Handle)。句柄是图形对象的唯一标识符,不同对象的句柄不可能重复和混淆。,下一页,上一页,主 页,MATLAB的主要特点,1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高 2)图形功能强大 3)功能强大的工具箱 4)易于扩充,返 回,下一页,上一页,主 页,(Windows操作平台)
4、1.将源光盘插入光驱;2.在光盘的根目录下找到MATLAB的安装文件setup.exe;3.鼠标双击该安装文件,按提示逐步完成安装。4.安装完成后,在程序栏里便有了MATLAB选项。,安装,返 回,下一页,上一页,主 页,(1)利用快捷方式,双击快捷图标。,启动,返 回,(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。,(3)使用Windows“开始”菜单,在“开始程序MatlabMATLAB”中单击MATLAB。便会出现MATLAB Command Window(即命令窗口)。,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
5、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。,退出,下一页,上一页,主 页,2.Matlab环境,命令窗口,MATLAB工作区,MATLAB 的程序编辑器,MATLAB帮助系统,MATLAB路径浏览器,命令编辑区,主窗口,工作区,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。File菜单项:File菜单项实现有关文件的操作。Edit菜单项:Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作。View菜单项:View菜单项用于设置MATLAB集成
6、环境的显示方式。,菜单栏,(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和GUI等窗口。(6)Help菜单项:Help菜单项用于提供帮助信息。,命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主要场所.MATLAB语句的一般形式为:变量=表达式 如:键入:X=4.5 并回车,将显示:X=4.5 再键入:Y=sin(X*pi)并回车,将显示:Y=1,命令窗口,主 页,基本算术运算符:+、-、/、,表达式后面跟分号“;”,将不显示结果
7、;,;,的作用,跟,或不跟任何符号,将显示表达式的计算结果;当一个表达式没写完就需换行时,应在该行末尾键入之后再回车换行。例如,s=1-1/2+1/3+1/4+sin(3*X+Y)-cos(X).-1/8+1/10+1/20,命令窗口,命令窗口,1)以字母开头,后面可跟字母,数字和下短线;2)字母间不可留空格;3)大小写字母有区别,不超过31个字符。,变量,ans 用于结果的缺省变量名;pi 圆周率 eps 浮点运算的相对精度;inf 无穷大 i或j i=j=-1的开方;NaN 不定量 realmin最小可用正实数;realmax 最大可用正实数 对于变量,MATLAB不需要任何类型的说明或维
8、数语句,当输入一个新变量名时MATLAB自动建立变量并为其分配内存空间。,特殊变量名,命令窗口,返 回,无需进行变量宣告,主 页,工作区:接受MATLAB命令的内存区域,存储着命令编辑区输入的命令和创建的所有变量值。包括Command History和Workspace窗口。,查看工作区变量:who或whos 显示当前工作区中的所有变量clear 清除工作区中的所有变量clear(变量名)清除指定的工作区变量,工作区,保存工作区变量,quit 或 单击右上角的“”按钮,退出工作区,save(文件名)将当前工作区的变量储存在 一个MAT-文件中,load(文件名)调出一个MAT-文件,工作区,返
9、 回,MAT文件:通过C或Fortran语言将数据结果转换成,在MATLAB命令窗口单击“新建”按钮,就可打开MATLAB程序编辑器,在此可建立和编辑M文件。,程序编辑器,下一页,上一页,主 页,M文件:命令文件和函数文件,程序编辑器,下一页,2.命令M文件及其运行,命令M文件:一些命令行的组合。,例如:%文件名ex1.m x=4;y=6;z=2;items=x+y+z cost=x*25+y*22+z*99 average_cost=cost/items,1)在程序编辑窗口输入,以名为ex1.m的M文 件存磁盘,2)在MATLAB命令编辑窗口键入ex1,便会顺序执行该文件中的命令。,下一页,
10、3.函数M文件及其调用,例如:function f=f1(x)f=100*(x(2)-x(1)2)2-(1-x(1)2;,调用格式:x=2 3;f=f1(x),结果为:f=99,注:函数M文件的文件名必须与其函数名相同,下一页,又如:function F,G=f2(x)F=2*x(1)2+2*x(2)2-2*x(1)*x(2)-4*x(1)-6*x(2);G=x(1)+5*x(2)-5 2*x(1)2-x(2);-x(1)-x(2);,调用格式:x1=4 5;F1,G1=f2(x1),结果为:F1=-4 G1=24 27-4-5,无输出参数时,如:function printresults(x
11、)或 function=printresults(x),下一页,上一页,主 页,which test 显示 M 文件 test.m 所在的目录,what 返回当前目录下 M,MAT,MEX 文件的列表,dir 列出当前目录下的所有文件,cd 显示当前的工作目录,type test 在命令窗口下显示 test.m 的内容,delete test 删除 M 文件 test.m,文件管理,返 回,MEX文件:在MATLAB环境下调用外部程序的应用接口,选择“File”菜单下的“Set Path”项,即可打开路径浏览器。,路径浏览器,路径浏览器,能够修改MATLAB的搜索路径并查看任意路径下的所有文件
12、。,下一页,只有将自己存放M文件(程 序)的目录加入到MATLAB搜索范 围内,在命令窗口中键入文件名 后,才能执行。,注意,路径浏览器,下一页,上一页,主 页,加目录到搜索范围的方法,选择“File”菜单下的“Set Path”项,即可打开路径浏览器;单击“Add folder”或“Add with subfolders”按钮,选中要加入的搜索路径,单击“close”;如果你想永远保持当前搜索路径,当在出现一个该问题的对话框时,单击“Yes”按钮,否则单击“No”按钮。,返 回,帮助系统,在MATLAB命令窗口单击工具栏的“?”按钮或键入helpwin,即可进入“帮助窗口”,帮助窗口,下一页
13、,帮助系统,返 回,lookfor name:用来寻找未知的指令。找到所需的指令后,即可用 help 进一步找出其用法。,下一页,上一页,主 页,3.数组和函数,矩阵的创建,数组的运算,矩阵的运算,数学函 数,下一页,上一页,主 页,x=linspace(0,pi,11)%11个从0到pi 的等间隔数.,1)数组的简单构造:,数组常采用“:”和函数“linspace”两种输入方式,如 x=1:5(从1到5公差为1的等差数组)x=0:0.1:1(从0到1,公差为0.1),数组的运算,下一页,上一页,主 页,x(1:5)表示x的第1到第5个元素构成 的数组.,x(3)表示x的第3个元素,2)数组的
14、操作,数组的运算,下一页,上一页,主 页,设 a=a1 a2 a3,b=b1 b2 b3,c=标量,标量加法 a+c=a1+c a2+c a3+c;标量乘法 a*c=a1*c a2*c a3*c;,数组加法 a+b=a1+b1 a2+b2 a3+b3;数组乘法 a.*b=a1*b1 a2*b2 a3*b3;,数组右除 a./b=a1/b1 a2/b2 a3/b3;数组左除 a.b=b1/a1 b2/a2 b3/a3;,数组的运算,下一页,上一页,主 页,max(v)求最大值 min(v)求最小值 sum(v)求和 mean(v)求平均值 sort(v)按升序排列 median(v)求中位数,数
15、组的运算,数组求幂 a.c=a1c a2c a3c;c.a=ca1 ca2 ca3;a.b=a1b1 a2b2 a3b3;,返 回,下一页,上一页,主 页,输出:A=1 2 3 4 5 6 或键入:A=1 2 3 4 5 6,1)矩阵的直接定义,键入:A=1 2 3;4 5 6,矩阵的创建,2)利用M文件建立矩阵,对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为它专门建立一个M文件。下面通过一个简单例子来说明如何利用M文件创建矩阵。例 利用M文件建立MYMAT矩阵。(1)启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器,并输入待建矩阵:(2)把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件名为mymatrix.m)。(3)在M
16、ATLAB命令窗口中输入mymatrix,即运行该M文件,就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵,可供以后使用。,mymatrixmatrix1=2 3 4 5 6 7,matrix1=2 3 4;5 6 7;,在程序编辑器中输入、保存,在命令窗口输入、显示,3)特殊矩阵常用的产生通用特殊矩阵的函数有:zeros(m,n):产生m行n列全0矩阵(零矩阵)。ones:产生全1矩阵(幺矩阵)。eye:产生单位矩阵。rand:产生01间均匀分布的随机矩阵。randn:产生均值为0,方差为1的标准正态分布随机矩阵。diag(v),triu,tril,magic(n),,矩阵的创建,下一页,上一页,主 页
17、,例如,键入:A=1 2 3;4 5 6;7 8 9;A(3,:)%A的第三行 输出:ans=7 8 9,从一个矩阵中取出若干行(列)构成新矩阵称为剪裁,“:”是非常重要的剪裁工具。,4)矩阵的剪裁,矩阵的创建,下一页,上一页,主 页,键入:B=A(2:3,:)%A的2,3行 输出:B=4 5 6 7 8 9 键入:A(:,1)%A的第一列 输出:ans=1 4 7,矩阵的创建,下一页,上一页,主 页,键入:A=1 2 3;4 5 6;7 8 9;C=A(1:2,1 3)%A的第1,2行,或C=A(1:2,1:2:3)%第1,3列 输出:C=1 3 4 6 还有A(1:3,3:-1:1),A(
18、1:2:3,3:-1:1),矩阵的创建,下一页,上一页,主 页,如,键入:D=C,zeros(2,1)输出:D=1 3 0 4 6 0,将几个矩阵接在一起称为拼接,左右拼接行数要相同,上下拼接列数要相同。,5)矩阵的拼接,矩阵的创建,下一页,上一页,主 页,键入:E=D;eye(2),ones(2,1)输出:E=1 3 0 4 6 0 1 0 1 0 1 1,矩阵的创建,返 回,下一页,上一页,主 页,+矩阵加法;-矩阵减法;*矩阵乘法;矩阵转置;矩阵乘幂;矩阵左除;/矩阵右除。,XA=B的解是A右除B,即X=B/A。,例如,设A是可逆矩阵,AX=B的解是A左除B,即 X=AB;,矩阵的运算,
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- MATLAB 软件 初步 安装 数组 函数
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