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MATLAB科学计算软件入门教程第一章：MATLAB基础知识MATLAB是一种专业的科学计算软件，具有强大的数学计算和数据分析能力。
在使用MATLAB进行科学计算前，我们需要先了解一些基本知识。
1.1 MATLAB界面打开MATLAB后，我们会看到一个主界面。
主界面中有命令窗口、当前文件夹窗口、工作空间窗口和编辑器窗口等基本功能区域。
1.2 MATLAB变量和数据类型MATLAB中的变量可以用来存储各种类型的数据，如数字、字符串、矩阵等。
常见的数据类型包括：double（双精度浮点数）、char（字符）、logical（逻辑值）等。
1.3 MATLAB基本操作在MATLAB中，可以使用基本的数学运算符进行加、减、乘、除等计算操作。
另外，还可以通过内置函数实现更复杂的数学运算。
例如，sin函数可以计算正弦值，sum函数可以计算矩阵元素的和等。
第二章：MATLAB矩阵和向量操作2.1 创建矩阵和向量在MATLAB中，可以使用方括号来创建矩阵和向量。
例如，使用[1，2；3，4]可以创建一个2x2的矩阵。
2.2 矩阵和向量的加减乘除运算MATLAB提供了丰富的矩阵和向量运算函数，可以进行加法、减法、乘法、除法等运算操作。
例如，可以使用矩阵相乘函数*来计算矩阵的乘法。
2.3 矩阵和向量的索引和切片在MATLAB中，可以使用索引和切片操作来获取矩阵和向量中的特定元素或子集。
例如，使用矩阵名加上行和列的索引可以获取矩阵中指定位置的元素。
第三章：MATLAB数据可视化3.1 绘制二维图形MATLAB提供了丰富的绘图函数，可以绘制二维曲线、散点图、柱状图、等高线图等。
例如，可以使用plot函数来绘制二维曲线。
3.2 绘制三维图形MATLAB还可以绘制三维图形，如三维曲线、三维散点图、三维曲面等。
例如，可以使用plot3函数来绘制三维曲线。
3.3 图像处理与显示MATLAB提供了图像处理和显示的函数，可以加载、编辑和保存图像。
MATLAB培训教程一、引言MATLAB（矩阵实验室）是一种高性能的数值计算和科学计算软件，广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理和通信、图像处理、信号检测、财务建模和分析等领域。
MATLAB具有强大的矩阵运算能力、丰富的工具箱和简单易学的编程语言，是科研和工程领域不可或缺的工具。
本教程旨在帮助初学者快速掌握MATLAB的基本使用方法，为后续深入研究打下基础。
二、MATLAB安装与启动1.安装MATLAB从MATLAB官方网站适合您操作系统的MATLAB安装包。
双击安装包，按照提示完成安装。
安装过程中，您可以根据需要选择安装路径、组件和工具箱。
2.启动MATLAB安装完成后，双击桌面上的MATLAB图标或从开始菜单中找到MATLAB并启动。
启动后，您将看到一个包含命令窗口、工作空间、命令历史和当前文件夹等区域的界面。
三、MATLAB基本操作1.命令窗口>>a=3;>>b=4;>>c=a+b;执行后，变量c的值为7。
2.工作空间工作空间用于存储当前MATLAB会话中的所有变量。
您可以在工作空间中查看、编辑和删除变量。
在工作空间窗口中，右键变量名，选择“Open”以查看变量内容。
3.命令历史命令历史记录了您在命令窗口中输入的所有命令。
您可以通过命令历史窗口查看、编辑和重新执行之前的命令。
4.当前文件夹当前文件夹是MATLAB的工作目录，用于存储和访问MATLAB文件。
您可以通过当前文件夹窗口浏览文件系统，打开、创建和保存MATLAB文件。
四、MATLAB编程基础1.变量与数据类型MATLAB中的变量无需声明类型，系统会根据赋值自动确定。
MATLAB支持多种数据类型，如整数、浮点数、字符、字符串、逻辑等。
2.数组与矩阵MATLAB中的数组分为一维数组和多维数组。
多维数组即为矩阵。
在MATLAB中，矩阵的创建和运算非常简单。
例如，创建一个3x3的单位矩阵：>>A=eye(3);3.流程控制语句MATLAB支持常见的流程控制语句，如if-else、for、while 等。
MATLAB的基本使用教程MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于科学、工程和技术领域。
它提供了丰富的功能和工具，能够快速、有效地处理和分析各种数学问题。
本文将介绍MATLAB的基本使用方法，帮助初学者快速入门。
一、MATLAB的安装与启动1、下载和安装MATLAB软件：在MathWorks官方网站上下载适合自己操作系统的MATLAB软件，并根据安装提示进行安装。
安装完成后，会生成一个MATLAB的启动图标。
2、启动MATLAB：双击MATLAB的启动图标，或者在命令行中输入"matlab"命令，即可启动MATLAB。
二、MATLAB的基本操作1、工作环境：MATLAB提供了一个强大的集成开发环境（IDE），可以在其中编写和运行代码。
在MATLAB的界面中，包括主窗口、命令窗口、变量窗口、编辑器等。
2、命令窗口：在命令窗口中可以输入和执行MATLAB命令。
可以直接在命令窗口中输入简单的计算，例如输入"2+3"并按下回车键，即可输出计算结果。
3、脚本文件：MATLAB可以编写和运行脚本文件，将一系列命令组织起来，并按顺序执行。
在编辑器中编写MATLAB代码，并将文件保存为.m扩展名的脚本文件。
然后在命令窗口中输入脚本文件的文件名（不带扩展名），按下回车键即可执行脚本文件中的代码。
4、变量和赋值：在MATLAB中，可以创建和操作各种类型的变量。
例如，可以使用"="符号将一个值赋给一个变量，例如"A=5"。
在后续的计算和分析中，可以使用这个变量，例如输入"B=A+3"，结果B 将被赋值为8。
5、矩阵和向量：MATLAB中的基本数据结构是矩阵和向量。
可以使用方括号[]来创建矩阵和向量，并使用逗号或空格来分隔不同的元素。
例如，"[1,2,3]"表示一个包含3个元素的行向量。
6、矩阵运算：MATLAB提供了丰富的矩阵运算符和函数，可以对矩阵进行各种运算。
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例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。
x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求方程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。
p=[3,7,9,0,-23]; %建立多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性方程组。
a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运行环境与安装1.2.1 MATLAB的运行环境硬件环境：(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和鼠标软件环境：(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(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。
1.1 MATLAB使用入门1.1.1 MATLAB 简介MALAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能数值计算的可视化软件，它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体，构成一个使用方便、界面友好的用户环境。
在这种环境下，用户只需要简单地列出数学表达式，结果便以数值或图形的方式显示在计算机屏幕上，用户也可以将结果保存在文件中。
MALAB的名称源自Matrix Laboratory，是一门计算语言。
MALAB将计算与可视化集成到一个灵活的计算机环境中，并提供了大量的内置函数，可以在广泛的工程问题中直接调用这些函数获得数值解。
MALAB有许多工具箱，这些工具箱成为一些领域的实用工具。
MALAB具如下特点：1）易学习性MALAB语言不要求用户有较高深的数学和程序语言知识，不需要用户深刻了解算法及编程技巧。
用户只需输入求解问题的数学表达式，就能得到计算结果。
MALAB既是一种编程环境，又是一种程序设计语言。
这种语言同高级程序语言(如C、Fortran)一样，有其特定的语法规则，但它的规则更接近于数学表示，因而使用起来更为方便。
MALAB的语句功能更为强大，一条语句就可以完成一个复杂的任务，如inv(A)可以得到矩阵A的逆矩阵，这相当于几十条C语言语句的功能。
2）实用方便性MALAB包含了被称作Toolbox(工具箱)的各类问题求解工具，它实际上是对MALAB进行扩展应用的一系列MALAB函数（称作M文件）。
利用工具箱可以解特定学科的问题，如线性规划、信号处理、小波分析等。
3）易扩展性MALAB允许用户建立指定功能的M文件，从而可以产生特定功能的工具箱。
用户不仅可以使用MALAB提供的函数及基本工具箱函数，而且可以方便地编写出专用函数，因此大大扩展了MALAB的应用范围。
4）先进的可视化工具MALAB提供了强大的、交互式的二维和三维绘图功能，可使用户创建富有表现力的彩色图形。
可视化工具包括曲面渲染、线框图、光源动画等。
1.1.2 MATLAB使用入门1 启动与退出在Windows平台启动MATLAB（以7.0版为例）可以选择“开始→程序→MATLAB7.0→MATLAB7.0”命令或双击在安装时在操作系统桌面创建的快捷方式。
启动后会出现如图1.1.1所示的桌面，桌面上包含一些MATLAB工具。
MA TLAB是一种指令式语言，用户可以通过界面、指令改变初始化设置。
表1.1.1列出了一些MA TLAB桌面工具。
退出MATLAB 只需单击“关闭”按钮，也可以在命令窗键入quit或exit。
图1.1.1 MA TLAB桌面表1.1.1 MA TLAB7.0桌面工具2 MATLAB常用命令和技巧1）一些通用命令使用MATLAB之前，最好先了解一些通用命令。
这里只给出最常用的几个命令，见表1.1.2。
表1.1.2 通用命令表2）一些常用操作技巧在MA TLAB的使用过程中经常会用到一些输入技巧，可以在输入命令的过程中起到事半功倍的效果。
表1.1.3列出了一些常用技巧。
表1.1.3 键盘按键功能表3）标点在MA TLAB语言中一些标点符号也被赋以特殊的意义，或代表一定的运算，见表1.1.4。
表1.1.4 MATLAB语言的标点例1 1）计算 2.1sin()31a e=+的值； 2）求135258005b ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦的逆矩阵。
解：只需在MA TLAB 命令提示符“>>”下输入 >>a=sqrt(2)*sin(pi/3)/(1+exp(2.1)) a=0.1336>> b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]b=1 3 52 5 80 0 5>> c=inv(b)c =-5.0000 3.0000 0.20002.0000 -1.0000 -0.40000 0 0.2000图1.1.2显示了该题的操作过程。
说明：本书后面所有例子中形如“>> b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]”，只写成“b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]”，即略去“>>”；输出结果写成形如“a=0.1336”的形式。
图1.1.2 MA TLAB运算示例3 MATLAB的帮助系统在命令窗口输入help命令，是获得帮助最快捷的方法。
help的用法如下：help 列出主要的帮助主题。
help 帮助主题列出指定主题下的函数。
help 函数名对指定函数的功能、调用格式及相关函数给出说明。
例>> helpHELP topicsmatlab\general - General purpose commands.matlab\ops - Operators and special characters.matlab\lang - Programming language constructs.matlab\elmat - Elementary matrices and matrix manipulation.matlab\elfun - Elementary math functions.matlab\specfun - Specialized math functions.>>help waveletWavelet ToolboxVersion 3.0 (R14) 05-May-2004Wavelet Toolbox GUI (Graphical User Interface).wavemenu - Start Wavelet Toolbox graphical user interface tools.Wavelets: General.biorfilt - Biorthogonal wavelet filter set.centfrq - Wavelet center frequency.>> help sinSIN Sine.SIN(X) is the sine of the elements of X.See also asin, sind.Overloaded functions or methods (ones with the same name in other directories)help sym/sin.mReference page in Help browserdoc sin当希望查找具有某种功能的函数但不知道该函数准确名称时，help就无能为力了，这时可利用lookfor命令进行查询。
例>> lookfor odeISDEPLOYED tests if the code is running in deployed mode or MATLAB modePCODE Create pre-parsed pseudo-code file (P-file).SA VEAS Save Figure or model to desired output format.BVP4C Solve boundary value problems for ODEs by collocation.DECIC Compute consistent initial conditions for ODE15I.ODE113 Solve non-stiff differential equations, variable order method.ODE15I Solve fully implicit differential equations, variable order method. ODE15S Solve stiff differential equations and DAEs, variable order method. ODE23 Solve non-stiff differential equations, low order method.4 MA TLAB的演示系统除了帮助系统外，MA TLAB还提供了演示系统，该系统是读者学习MATLAB的好工具，如图1.1.3。
在演示系统中提供了大量MA TLAB应用示例，这些示例具有很强的代表性，是学好MATLAB的好帮手。
图1.1.3 MA TLAB演示系统1.2 MATLAB的语言程序设计简介MATLAB的语言程序设计由赋值、数值运算、关系运算、逻辑运算和程序流程控制语句等部分构成。
本节重点介绍程序流程控制语句。
1 关系运算与逻辑运算在程序设计中经常涉及逻辑判断和模糊推理，而在逻辑判断和模糊推理中，都需要对一类是非问题作“真假”的回答。
为此，MA TLAB提供了关系与逻辑运算的相关函数。
运算的输出值将判断为真者以1表示，而判断为否者以0表示。
表1.2.1列出了一些关系运算和逻辑运算指令。
表1.2.1 关系运算符及逻辑运算符例1 a=[-1 2 4;5 4 -8];b=a>0b = 0 1 11 1 0x=1:2:9;y=3:7;z=x<=yz = 1 1 1 0 0w=(x>4)&(y<6)w = 0 0 1 0 0E=x+(x>4)|(y<6)E =1 1 1 1 12 关系与逻辑运算函数除了上面介绍的关系与逻辑运算符外，MA TLAB还提供了一些关系与逻辑运算函数。
表1.2.2列出了一些逻辑关系运算函数。
表1.2.2 逻辑关系运算函数例2 a=[1 inf NaN];isinf(a)ans = 0 1 0isletter(a)ans = 0 0 03 程序的控制语句MATLAB中除了按正常顺序执行程序中的命令和函数以外，还提供了一些控制程序流程的语句，这些语句包括for、while、if、switch、try、continue、break、return等。
这些语句实现程序的循环结构、选择结构、多分支选择结构和程序流程控制功能。
下面介绍for、while、if、switch语句的用法，其它语句读者可通过help查阅其功能和格式。
循环结构在实际问题中会遇到许多有规律地重复运算，因此在程序设计中需要将某些语句重复执行。
一组被重复执行的语句成为循环体，每循环一次，都必须做出是否继续重复的决定，这个决定所依据的条件成为循环的终止条件。
MA TLAB提供了两种循环方式：for--end循环和while--end循环。
for--end循环语句的格式for循环变量=初值：增量：终值％初值开始，终值结束语句％循环体中的执行语句end ％循环结束while--end循环语句的格式while条件%当条件成立时执行下面的语句，否则跳过语句end例3简单的for循环例子。
