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MATLAB 语言程序设计基础 深圳大学 科学与工程计算 数值分析 课件

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2024版matlab教程(全)资料ppt课件

2024版matlab教程(全)资料ppt课件

进行通信系统的建模、仿真和分析。
谢谢聆听
B
C
变量与赋值
在MATLAB中，变量不需要事先声明，可以 直接赋值。变量名以字母开头，可以包含字 母、数字和下划线。
常用函数
MATLAB提供了丰富的内置函数，如sin、 cos、tan等三角函数，以及abs、sqrt等数 学函数。用户可以通过help命令查看函数的
D
使用方法。
02 矩阵运算与数组操作
错误处理
阐述try-catch错误处理机制的语法、 执行流程及应用实例。
04
函数定义与调用
函数概述
阐述函数的概念、作用及分类，包括内置函数和 自定义函数。
函数调用
深入剖析函数的调用方法，包括直接调用、间接 调用及参数传递等技巧。
ABCD
函数定义
详细讲解自定义函数的定义方法，包括函数名、 输入参数、输出参数及函数体等要素。
拟合方法
利用已知数据点构造近似函数，如最小二乘法、多项 式拟合、非线性拟合等。
插值与拟合的比较
插值函数经过所有数据点，而拟合函数则追求整体上 的近似。
数值积分与微分
01
数值积分方法
利用数值技术计算定积分的近似 值，如矩形法、梯形法、辛普森 法等。
02
数值微分方法
通过数值技术求解函数的导数或 微分，如差分法、中心差分法、 五点差分法等。
02
01
矩阵运算
加法与减法
对应元素相加或相减，要求矩阵 大小相同
乘法
使用`*`或`mtimes`函数进行矩阵 乘法，要求内维数相同
点乘与点除
使用`.*`、`./`进行对应元素相乘或 相除，要求矩阵大小相同
特征值与特征向量

matlab教程ppt(完整版)

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矩阵的数学运算
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握矩阵的数学运算，如求逆 、求行列式、求特征值等。
在MATLAB中，可以使用inv() 函数来求矩阵的逆，使用det() 函数来求矩阵的行列式，使用 eig()函数来求矩阵的特征值。 例如，A的逆可以表示为 inv(A)，A的行列式可以表示 为det(A)，A的特征值可以表 示为eig(A)。
• 总结词：了解特征值和特征向量的概念及其在矩阵分析中的作用。 • 详细描述：特征值和特征向量是矩阵分析中的重要概念。特征值是满足Ax=λx的标量λ和向量x，特征向量是与特征值对
应的非零向量。特征值和特征向量在许多实际问题中都有应用，如振动分析、控制系统等。
04
MATLAB图像处理
图像的读取与显示
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `x = 5`。
矩阵操作
学习如何创建、访问和操作矩 阵，例如使用方括号 `[]`。
函数编写
学习如何创建自定义函数来执 行特定任务。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不应与 MATLAB保留字冲突。
了解矩阵的数学运算在实际问 题中的应用。
矩阵的数学运算在许多实际问 题中都有应用，如线性方程组 的求解、矩阵的分解、信号处 理等。通过掌握这些运算，可 以更好地理解和解决这些问题 。
矩阵的分解与特征值
• 总结词：了解矩阵的分解方法，如LU分解、QR分解等。
• 详细描述：在MATLAB中，可以使用lu()函数进行LU分解，使用qr()函数进行QR分解。这些分解方法可以将一个复杂的 矩阵分解为几个简单的部分，便于计算和分析。

matlab教程ppt(完整版)

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，展示数据和模型结果。
数据处理
应用MATLAB的信号处理和统计 分析函数库，进行数据预处理、
特征提取和模型训练。
机器学习与深度学习
机器学习
介绍MATLAB中的各种机器学习算法，如线性回归、决策 树、支持向量机等，以及如何应用它们进行分类、回归和 聚类。
深度学习
介绍深度学习框架和网络结构，如卷积神经网络（CNN） 、循环神经网络（RNN）等，以及如何使用MATLBiblioteka B进行 训练和部署。感谢观看
THANKS
符号微积分
进行符号微分和积分运算，如极限、导数和 积分。
符号方程求解
使用solve函数求解符号方程。
符号矩阵运算
进行符号矩阵的乘法、转置等运算。
05
MATLAB应用实例
数据分析与可视化
数据分析
使用MATLAB进行数据导入、清 洗、处理和分析，包括描述性统
计、可视化、假设检验等。
可视化
利用MATLAB的图形和可视化工 具，如散点图、柱状图、3D图等
数值求和与求积
演示如何对数值进行求和与求积 操作。
数值计算函数
介绍常用数值计算函数，如sin、 cos、tan等。
方程求解
演示如何求解线性方程和非线性方 程。
03
MATLAB编程基础
控制流
01
02
03
04
顺序结构
按照代码的先后顺序执行，是 最基本的程序结构。
选择结构
通过if语句实现，根据条件判 断执行不同的代码块。
数据分析
数值计算
MATLAB提供了强大的数据分析工具，支 持多种统计分析方法，可以帮助用户进行 数据挖掘和预测分析。
MATLAB可以进行高效的数值计算，支持 多种数值计算方法，包括线性代数、微积 分、微分方程等。

第五讲 Matlab程序设计基础PPT课件

第五讲 Matlab程序设计基础PPT课件
（2）打开已有的 M 文件
菜单操作 ( File Open ) 命令操作 ( edit M 文件名 ) 命令按钮 ( 快捷键 ) 双击 M 文件
8
脚本文件举例
例：编写一个脚本文件将华氏温度转化为摄氏温度 c 5 ( f 32) 9
新建一个 M 文件 f2cs.m，内容如下：
clear; % 清除当前工作空间中的变量 f=input('Please input Fahrenheit temperature:'); c=5*(f-32)/9; fprintf('The centigrade temperature is %g\n',c);
出变量。 两者的简单介绍及区别如表所示。
7
M 文件的建立与打开
M 文件是一个文本文件，可以用任何文本编辑器来建 立和编辑，通常使用 Matlab 自带的 M 文件编辑器。
（1）新建一个 M 文件
菜单操作 ( File New M-File ) 命令操作 ( edit M 文件名 ) 命令按钮 ( 快捷键 )
用 Matlab 语言编写的程序称为 M 文件。
M 文件以 .m 为扩展名。
M 文件是由若干 Matlab 命令组合在一起构成的，它 可以完成某些操作，也可以实现某种算法。事实上，Matlab 提供的内部函数以及各种工具箱，都是利用 Matlab 语言开发 的 M 文件。大家也可以结合自己的工作需要，开发自己的程 序或工具箱。
————MATLAB————
➢MATLAB的函数
sin asin cos acos tan atan cot acot sec asec csc acsc
正弦函数 反正弦函数 余弦函数 反余弦函数 正切函数 反正切函数 余切函数 反余切函数 正割函数 反正割函数 余割函数 反余割函数

《MATLAB的数值计算》课件

《MATLAB的数值计算》课件
误差的传播规律
误差的传播遵循一定的规律，可以通过误差分析 来预测和控制误差的大小和影响。
数值计算的稳定性分析
稳定性的定义
01
如果一个数值方法的解在舍入误差的影响下保持稳定，则称该
方法具有稳定性。
不稳定性的表现
02
不稳定的数值方法可能导致解的振荡、发散或失去物理意义。
稳定性分析的方法
03
稳定性分析可以通过数值实验、数学分析和图形绘制等方法来
GPU加速计算概述
GPU加速计算是一种利用图形处 理器（GPU）进行通用计算的技 术。通过将计算任务分配给GPU 处理，可以显著提高程序的运行 速度。在Matlab中，GPU加速计 算可以利用Matlab的GPU数组和 GPU函数实现。
GPU加速计算的优点
GPU加速计算可以显著提高程序 的运行速度，特别是对于大规模 数据和高维度的计算任务。由于 GPU具有大量的并行处理单元， 可以同时处理多个数据，因此 GPU加速计算在处理大规模数据 时具有很高的效率。
数据分析和机器学习
Matlab提供了大量的数据分析工具和机器学习算法库。
控制系统设计
Matlab具有强大的控制系统设计和分析功能。
信号处理和通信
Matlab在信号处理和通信领域有广泛应用。
02
CATALOGUE
数值计算基础
数值计算的基本概念
数值计算的定义
数值算的应用领域
数值计算是使用数学方法对实际问题 进行近似求解的过程，涉及数学建模 、算法设计、编程实现等方面。
数值计算广泛应用于科学、工程、经 济和社会等领域，是现代科学和技术 发展的重要支撑。
数值计算的特点
数值计算具有高效性、精确性和可重 复性，能够解决许多实际问题，如物 理模拟、金融分析、数据处理等。

《MATLAB数值计算》PPT课件

《MATLAB数值计算》PPT课件

ans =
-5.18325528043789
2.17062070347062
-0.83694739215044
0.84958196911772
注意：在上面的程序中，数字格式都设为长(long)型，若改
为短(short)型，结果会有差别，
根据需要可执行 MATLAB 窗口的 Fle | Preferences命令进
第3章 MATLAB数值计算
20.01.2021
精选课件ppt
1
第3章 MATLAB数值计算
3.1 多项式 3.2 插值和拟合 3.3 数值微积分 3.4 线性方程组的数值解 3.5 稀疏矩阵 3.6 常微分方程的数值解
精选课件ppt
2
3.1 多项式
3.1.1 多项式的表达和创建
表示成向量的形式，系数按降序排列 例如
精选课件ppt
11
3.2 插值和拟合
3.2.1 多项式插值和拟合 ➢插值
已知 节点
构造函数
使得
精选课件ppt
12
➢拟合
拟合就是要找出一个曲线方程式（多项式拟合就是设 法找一个多项式），使得它与观测数据最为接近，这时 不要求拟合多项式通过全部已知的观测节点。
1．多项式插值函数(interp1)
yi = interp1(x,y,xi,method) 对应于插值函数
31
精选课件ppt
6
【例 3.4】 利用 polyval找出多项式 在[-1,4]间均匀分布的 5个离散点的值。 >> x=linspace(-1,4,5) % 在[-1,4]区间产生5个离散点
>> p=[1 4 7 -8]; >> v=polyval(p,x) x=

matlab ppt课件

算法控制台
使用GUI来控制其他应用程序或软件的功能，例如打开文件、保存数据、调整参数等。
应用程序控制面板
07
matlab在信号处理中的应用
信号的定义与分类
信号是传递或携带信息的物理量，可以是离散的或连续的，单通道或多通道的。
信号处理的含义
信号处理是对信号进行变换、分析和解释的过程，以适应不同的应用需求。
matlab ppt课件
matlab简介matlab基础知识matlab矩阵运算matlab数据分析matlab科学计算matlab图形界面设计matlab在信号处理中的应用
contents
目录
01
matlab简介
MATLAB诞生于美国，作为方便易用的科学计算工具，它被引入到数值计算领域。
1980年代初期
02
matlab基础知识
01
在MATLAB中，用户可以通过命令行输入命令，进行计算、绘图等操作。
命令行交互
02
用户可以通过编写脚本文件，保存一组相关的命令，以供多次使用。
脚本文件
03
用户可以编写函数文件，实现特定功能的代码块，并在命令行或脚本文件中调用。
函数文件
单元数组
单元数组是一种灵活的数据类型，可以包用于设置组件的激活状态，例如使按钮可点击或不可点击。
通过编写回调函数，可以定义当用户与组件交互时要执行的操作。
uimenu
uiactive
uicontrol
1
2
3
使用GUI接收数据，通过图形呈现数据信息，例如绘制曲线图或散点图。
数据可视化
通过GUI接收用户输入的参数，调用算法进行处理，并将结果显示在GUI上。
03
matlab矩阵运算

matlab教程ppt(完整版)


控制流语句
使用条件语句（如if-else）和 循环语句（如for）来控制程序 流程。
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `a = 5`。
矩阵运算
使用矩阵进行数学运算，如加 法、减法、乘法和除法等。
函数编写
创建自定义函数来执行特定任 务。
02
MATLAB编程语言基础
变量与数据类型
变量命名规则
数据类型转换
编辑器是一个文本编辑器 ，用于编写和编辑 MATLAB脚本和函数。
工具箱窗口提供了一系列 用于特定任务的工具和功 能，如数据可视化、信号 处理等。
工作空间窗口显示当前工 作区中的变量，可以查看 和修改变量的值。
MATLAB基本操作
数据类型
MATLAB支持多种数据类型， 如数值型、字符型和逻辑型等 。
04
MATLAB数值计算
数值计算基础
01
02
03
数值类型
介绍MATLAB中的数值类 型，包括双精度、单精度 、复数等。
变量赋值
讲解如何给变量赋值，包 括标量、向量和矩阵。
运算符
介绍基本的算术运算符、 关系运算符和逻辑运算符 及其优先级。
数值计算函数
数学函数
列举常用的数学函数，如 三角函数、指数函数、对 数函数等。
矩阵的函数运算
总结词：MATLAB提供了许多内置函 数，可以对矩阵进行各种复杂的运算
。
详细描述
矩阵求逆：使用 `inv` 函数求矩阵的 逆。
特征值和特征向量：使用 `eig` 函数 计算矩阵的特征值和特征向量。
行列式值：使用 `det` 函数计算矩阵 的行列式值。
矩阵分解：使用 `factor` 和 `expm` 等函数对矩阵进行分解和计算指数。

《MATLAB基础》课件

它由美国MathWorks公司开发，广泛 应用于工程、科学、金融等领域。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。

matlab教程ppt(完整版)

矩阵乘法：两个矩阵相乘 需要满足特定的条件，例 如E=A*B。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
matlab教程PPT(完整版)
汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。
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其他数据类型
uint8，常用于图像表示和处理，8位 int8(), int16(), int32(),uint16(), uint32()

2016/12/285Biblioteka 符号型变量数据类型
符号型，sym(A), 常用于公式推导

变量声明

采用变精度函数求值
【例2-1】求出 p 的 300 位有效数字
44
2.4.3 inline 函数和匿名函数

inline 函数，可以免去文件

MATLAB 7.0
2016/12/28
45
2.5 二维图形绘制
2.5.1 二维图形绘制基本语句
构造向量:
2016/12/28
46
2016/12/28
47
2016/12/28
48
【例2-22】
2016/12/28
2016/12/28
6
MATLAB 支持的其他数据结构



基本数值变量类型：双精度复数矩阵 字符串型数据：用单引号括起来 多维数组：是矩阵的直接扩展，多个下标 单元数组：将不同类型数据集成到一个变 量名下面，用{}表示 结构体：A.b， 引用也用 A.b，不是A->b 类与对象：可以定义重载函数
2016/12/28
20
解析结果的化简与变换

其他常用化简函数
【例2-6】
2016/12/28
21

变量替换

转换成 LaTeX 表示
2016/12/28
22
【例2-7】
求其 Taylor 幂级数展开
2016/12/28
23
基本数论运算
2016/12/28
24
【例2-8】 对下面的数据进行取整运算 -0.2765,0.5772,1.4597,2.1091,1.191,-1.6187
2016/12/28
25
【例2-9】3x3 Hilbert 矩阵，试用 rat() 函数变换
【例2-10】1856120，1483720，最大公约数、 最小公倍数，质因数分解
【例2-11】1-1000间质数
2016/12/28
26
2.3 MATLAB 语言流程控制

循环结构

for 结构

while 结构
MATLAB 语言程序设计基础
2016/12/28
1

MATLAB 语言的简洁高效性 MATLAB 语言的科学运算功能 MATLAB 语言的绘图功能 MATLAB 庞大的工具箱与模块集 MATLAB 强大的动态系统仿真功能
MATLAB 语言是当前国际上自动控制领域的首选 计算机语言，也是很多理工科专业最适合的计算机数 学语言。
60
2016/12/28
61
2016/12/28
2
主要内容



MATLAB 程序设计语言基础 基本数学运算 MATLAB语言流程控制 MATLAB 函数的编写 二维图形绘制 三维图形绘制
3
2016/12/28
2.1 MATLAB 程序设计语言基础

MATLAB 语言的变量名规则
由一个字母引导，后面可以为其他字符 区分大小写 Abc ABc 有效 MYvar12, MY_Var12 和 MyVar12_ 错误的变量名 12MyVar, _MyVar12
2016/12/28
33
2016/12/28
34
和 C 语言的区别



当开关表达式的值等于某表达式，执行该 语句后结束该结构，不用 break 同时满足若干个条件之一，则用单元形式 otherwise 语句，不是 default 程序的执行结果和各个case顺序无关 case 语句中条件不能重复，否则列在后面的 条件将不能执行


MATLAB 的保留常量

eps, i, j, pi, NaN, Inf, i=sqrt(-1) lastwarn, lasterr
4
2016/12/28
数值型数据结构

双精度数值变量

IEEE标准，64位 (8字节)，11指数位，53数值位 和一个符号位 double() 函数的转换


矩阵右除：XA = B，求 X MATLAB求解：X=B/A 最小二乘解

2016/12/28
16

矩阵翻转
左右翻转 上下翻转 旋转 90o 如何旋转180o？


矩阵乘方


A 为方阵，求 MATLAB 实现：
17
2016/12/28

点运算

矩阵对应元素的直接运算
7

2016/12/28
MATLAB 的基本语句结构

直接赋值语句
【例2-2】表示矩阵
2016/12/28
8
【例2-3】 试输入复数矩阵
需要避免的语句
2016/12/28
9

函数调用语句

冒号表达式
2016/12/28
10
【例2-4】 用不同的步距生成 (0,p) 间向量
2016/12/28
35
2016/12/28
2.3.4 试探结构

全新结构
2016/12/28
36
2.4 MATLAB 函数的编写
函数是 MATLAB 编程的主流方法 除了函数外，还可以采用 M-script 文件 M-script 适合于小规模 【例2-16】若最大值不为 10000，需修改程序

对 m 和 10000 值的设置，不适合于M-script
2016/12/28
27
【例2-12】用循环求解
【例2-13】用循环求解 求最小的 m
2016/12/28
28
【例2-14】求
2016/12/28
29
转移结构
2016/12/28
30
2016/12/28
31
【例2-15】用循环求解 求最大的 m
2016/12/28
32
2.3.3 开关结构
11
子矩阵提取

基本语句格式 【例2-5】子矩阵提取

提取 A 矩阵全部奇数行，所有列
提取 A 矩阵 3,2,1 行、2,3,4 列构成子矩阵 将 A 矩阵左右翻转


2016/12/28
12
2.2 基本数学运算
2.2.1 代数运算 2.2.2 逻辑运算 2.2.3 比较运算 2.2.4 解析结果的化简与变换 2.2.5 基本数论运算

例如
2016/12/28
18
矩阵的逻辑运算

逻辑变量：
当前版本有逻辑变量 对 double 变量来说，非 0 表示逻辑 1


逻辑运算（相应元素间的运算）
与运算 或运算 非运算 异或运算

2016/12/28
19
矩阵的比较运算


各种允许的比较关系 >, >=, <, <=, ==,~=, find(), all(), any() 实例
57
2016/12/28
【例2-27】参数方程
2016/12/28
58
2.6.2 三维曲面绘制

一般曲面绘制

其他函数， surfl( ), surfc( ) 等高线绘制 contour( ), contours( )
59
2016/12/28
【例2-28】Butterworth 滤波器
2016/12/28
49
【例2-23】
2016/12/28
50
图形元素属性获取与修改
2016/12/28
51
2.5.2 其他二维图形绘制语句
2016/12/28
52
【例2-24】绘制极坐标曲线
周期确定，可以采用试凑方法
2016/12/28
53
【例2-25】用不同曲线绘制函数表示正弦曲线
2016/12/28
54
•检测输入和返回变量的个数
edit myhilb
2016/12/28
40
2016/12/28
41
2016/12/28
42
【例2-19】函数的递归调用：阶乘
2016/12/28
43
2.4.2 可变输入输出个数
【例2-21】 可以计算两个多项式的积 用 varargin 实现任意多个多项式的积
2016/12/28

2016/12/28
13
矩阵的代数运算

矩阵表示

矩阵转置

数学表示

MATLAB 求解
14
2016/12/28

矩阵加减法

注意其一为标量的情形 数学表示

矩阵乘法

MATLAB 表示 注意相容性

2016/12/28
15

矩阵除法
矩阵左除：AX = B，求 X MATLAB 求解：X=A\B 最小二乘解
2016/12/28
37
2.4.1 MATLAB 语言的函数的基本结构
• nargin， nargout, varargin, varargout
2016/12/28
38
【例2-17】前面的要求，m, 10000
•无需修改程序
2016/12/28
39
【例2-18】