MATLAB 6.5在科學計算中的應用

目 錄
第1章 使用前的說明及安裝 1
1.1 MATLAB簡介 1
1.1.1 MATLAB的初步知識 1
1.1.2 MATLAB的優(yōu)點 2
1.1.3 MATLAB的缺點 3
1.1.4 MATLAB的歷史 4
1.2 MATLAB 6.5 的新特點 5
1.3 獲取MATLAB 6.5最新信息的途徑 6
1.4 MATLAB 6.5 的安裝 7
第2章 MATLAB 6.5的用戶界面 11
2.1 MATLAB 6.5用戶界面概述 11
2.1.1 啟動MATLAB 6.5 11
2.1.2 MATLAB主菜單 12
2.1.3 MATLAB主工具欄 13
2.1.4 命令窗口(Command Window) 13
2.1.5 命令歷史窗口(Command History) 15
2.1.6 發(fā)行說明書窗口(Launch Pad) 16
2.1.7 工作間管理窗口(Workspace) 17
2.1.8 當前路徑窗口(Current Directory) 17
2.1.9 編譯窗口(The Edit/Debug Window) 18
2.1.10 圖形窗口(Figure Window) 19
2.2 MATLAB的路徑搜索 19
2.2.1 MATLAB的當前目錄 19
2.2.2 MATLAB的路徑搜索 20
2.2.3 在搜索路徑中查看文件 21
2.3 MATLAB幫助系統(tǒng)的使用 23
2.3.1 聯(lián)機幫助系統(tǒng) 23
2.3.2 命令窗口查詢幫助 28
2.2.3 MATLAB常用操作命令 29
第3章 MATLAB 6.5的基本使用方法 30
3.1 MATLAB的數(shù)據(jù)類型 30
3.1.1 常量和變量 30
3.1.2 字符串 33
3.2 向量及其運算 35
3.2.1 向量的生成 35
3.2.2 向量的基本運算 37
3.3 矩陣及其運算 40
3.3.1 矩陣的生成 40
3.3.2 特殊矩陣的生成 40
3.3.3 矩陣的基本數(shù)值運算 49
3.3.4 矩陣的特征參數(shù)運算 54
3.3.5 矩陣的分解運算 64
3.4 數(shù)組及其運算 71
3.4.1 數(shù)組的基本數(shù)值運算 71
3.4.2 數(shù)組的關(guān)系運算 73
3.4.3 數(shù)組的邏輯運算 75
3.5 特殊的矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 75
3.5.1 稀疏型矩陣 75
3.5.2 單元型變量 89
3.5.3 結(jié)構(gòu)型變量 93
3.5.4 類與對象 99
第4章 字符串的操作 104
4.1 字符數(shù)組 104
4.1.1 字符數(shù)組的基本概念 104
4.1.2 字符串與ASCII碼的相互轉(zhuǎn)換 105
4.1.3 多維字符數(shù)組的創(chuàng)建 106
4.1.4 字符串中的單元數(shù)組 107
4.1.5 字符數(shù)組與單元數(shù)組之間的轉(zhuǎn)換 107
4.2 字符串的運算 108
4.2.1 判斷字符串是否相等 108
4.2.2 通過字符的運算比較字符 110
4.2.3 字符串中字符的分類 110
4.2.4 查找與替換 111
4.2.5 字符串與數(shù)值的轉(zhuǎn)換 113
4.2.6 數(shù)組與字符串的轉(zhuǎn)換 117第5章 圖形處理功能 118
5.1 二維曲線繪圖的基本操作 118
5.1.1 基本2D繪圖命令 118
5.1.2 特殊坐標系下的二維圖形 131
5.2 三維圖形的基本操作 135
5.2.1 三維線圖指令plot3 135
5.2.2 三維網(wǎng)線圖和曲面圖 136
5.3 圖形的簡單控制 154
5.3.1 多次疊放和雙坐標 155
5.3.2 圖形標識 159
5.3.3 多子圖 167
5.4 圖形窗口的編輯功能 171
5.4.1 圖形窗口的工具欄 171
5.4.2 圖形窗口的菜單 176
第6章 符號運算 184
6.1 符號變量的生成和使用 184
6.1.1 字符型數(shù)據(jù)變量的生成 184
6.1.2 符號型數(shù)據(jù)變量的生成 185
6.2 符號函數(shù)和符號方程的生成 187
6.2.1 符號函數(shù)(表達式)的生成 188
6.2.2 符號方程的生成 188
6.3 符號表達式和符號函數(shù)的運算 189
6.3.1 符號表達式的操作 189
6.3.2 符號函數(shù)的求反和復合 191
6.3.3 符號函數(shù)的置換和應用 193
6.4 符號數(shù)的精度控制和任意精度計算 195
6.4.1 針對浮點運算的數(shù)值算法 195
6.4.2 針對精確運算的符號算法 195
6.4.3 任意精確的符號算法 196
6.5 符號對象與其他數(shù)據(jù)對象間的轉(zhuǎn)換 197
6.5.1 符號和數(shù)值的轉(zhuǎn)換 197
6.5.2 字符表達式和符號變量的轉(zhuǎn)換 198
6.6 符號矩陣的生成和運算 198
6.6.1 符號矩陣的生成 199
6.6.2 符號矩陣及符號數(shù)組的運算 201
6.7 符號微積分 207
6.7.1 符號極限 207
6.7.2 符號微分和求導 208
6.7.3 符號積分 210
6.8 符號積分變換 211
6.8.1 Fourier變換及其逆變換 211
6.8.2 Laplace變換及其逆變換 212
6.8.3 Z變換及其反變換 214
6.9 符號代數(shù)方程的求解 215
6.9.1 符號線性方程組的求解 215
6.9.2 符號非線性方程組的求解 216
6.9.3 一般符號代數(shù)方程組的求解 217
6.10 符號微分方程的求解 219
6.11 符號函數(shù)的作圖 220
6.11.1 符號函數(shù)的二維圖 220
6.11.2 符號函數(shù)的三維圖 226
6.12 圖示化符號函數(shù)計算器 234
6.12.1 單變量符號函數(shù)計算器 234
6.12.2 泰勒級數(shù)逼近計算器 237
6.13 利用Maple的深層符號計算資源 238
6.13.1 maple命令的調(diào)用 238
6.13.2 mfun命令的使用 240
6.13.3 Maple庫函數(shù)在線幫助的檢索樹 241
第7章 MATLAB 6.5程序設(shè)計 244
7.1 M文件入門 244
7.1.1 M文件的特點 244
7.1.2 命令式M文件 245
7.1.3 函數(shù)式M文件 247
7.2 MATLAB程序控制 250
7.2.1 順序結(jié)構(gòu) 251
7.2.2 選擇語句 251
7.2.3 分支語句 254
7.2.4 for循環(huán)語句 256
7.2.5 while循環(huán)語句 258
7.2.6 控制程序流的其他常用指令 259
7.3 M文件舉例 262
7.3.1 求解大規(guī)模無約束非線性規(guī)劃問題 263
7.3.2 編制屋面找形程序 275
第8章 MATLAB與大學數(shù)學 288
8.1 MATLAB與高等數(shù)學 288
8.1.1 二重和多重積分 288
8.1.2 級數(shù) 291
8.2 MATLAB與線性代數(shù) 294
8.2.1 矩陣的結(jié)構(gòu)操作 295
8.2.2 多項式的運算 302
8.3 概率統(tǒng)計 309
8.3.1 隨機數(shù)的產(chǎn)生 309
8.3.2 統(tǒng)計量的數(shù)字特征 313
8.3.3 統(tǒng)計作圖 328
8.3.4 參數(shù)估計 338
8.3.5 假設(shè)檢驗 345
第9章 MATLAB 6.5在計算方法中的應用 349
9.1 擬合和插值 349
9.1.1 曲線擬合 349
9.1.2 曲線插值 353
9.2 數(shù)值微積分 365
9.2.1 數(shù)值微分 365
9.2.2 一元函數(shù)數(shù)值積分 368
9.2.3 二元及三元函數(shù)的數(shù)值積分 380
9.3 方程組的數(shù)值求解 386
9.3.1 線性方程組的解法 386
9.3.2 非線性方程組的解法 395
9.4 常微分方程和偏微分方程的求解 399
9.4.1 常微分方程的數(shù)值求解 399
9.4.2 偏微分方程的數(shù)值求解 412
第10章 優(yōu)化問題 431
10.1 線性規(guī)劃問題 431
10.2 二次規(guī)劃問題 433
10.3 非線性規(guī)劃問題 435
10.3.1 有約束的一元函數(shù)最小值 435
10.3.2 無約束多元函數(shù)最小值 436
10.3.3 有約束的多元函數(shù)最小值 438
10.3.4 二次規(guī)劃問題 441
10.4 “半無限”有約束的多元函數(shù)最優(yōu)解 443
10.5 極小化極大(Minmax)問題 448
10.6 多目標規(guī)劃問題 451
10.7 最小二乘優(yōu)化問題 454
10.7.1 有約束線性最小二乘法 454
10.7.2 非線性數(shù)據(jù)(曲線)擬合 456
10.7.3 非線性最小二乘法 458
10.7.4 非負線性最小二乘法 459