MATLAB R2024a完全自學(xué)一本通

第1部分
第1章　MATLAB概述 1
1.1 MATLAB簡(jiǎn)介 2
1.1.1 MathWorks及其產(chǎn)品概述 2
1.1.2 MATLAB的主要特點(diǎn) 2
1.1.3 MATLAB系統(tǒng)的組成 3
1.1.4 MATLAB應(yīng)用程序簡(jiǎn)介 3
1.2 目錄結(jié)構(gòu) 4
1.3 工作環(huán)境 4
1.3.1 選項(xiàng)卡/組 5
1.3.2 命令行窗口 7
1.3.3 工作區(qū)窗口 7
1.4 通用命令 8
1.5 文件管理 9
1.5.1 當(dāng)前文件夾窗口 9
1.5.2 搜索路徑及其設(shè)置 9
1.6 幫助系統(tǒng) 11
1.6.1 純文本幫助 11
1.6.2 幫助導(dǎo)航瀏覽器 12
1.7 示例展示 13
1.8 本章小結(jié) 14
第2章　基礎(chǔ)知識(shí) 15
2.1 數(shù)據(jù)類型 16
2.1.1 數(shù)值型 16
2.1.2 邏輯型 20
2.1.3 字符型 22
2.1.4 函數(shù)句柄 24
2.1.5 結(jié)構(gòu)體 25
2.1.6 數(shù)組類型 28
2.1.7 元胞數(shù)組 29
2.1.8 map容器 32
2.2 矩陣的基本操作 36
2.2.1 矩陣和數(shù)組的概念及其區(qū)別 36
2.2.2 矩陣的構(gòu)造 37
2.2.3 矩陣大小及結(jié)構(gòu)的改變 41
2.2.4 矩陣下標(biāo)引用 42
2.2.5 矩陣信息的獲取 45
2.2.6 矩陣的保存和加載 49
2.3 運(yùn)算符 55
2.3.1 算術(shù)運(yùn)算符 55
2.3.2 關(guān)系運(yùn)算符 56
2.3.3 邏輯運(yùn)算符 57
2.3.4 運(yùn)算優(yōu)先級(jí) 58
2.4 字符串處理函數(shù) 59
2.4.1 字符串或字符串?dāng)?shù)組的構(gòu)造 59
2.4.2 字符串比較 60
2.4.3 字符串查找和替換 61
2.4.4 字符串和數(shù)值的轉(zhuǎn)換 62
2.5 本章小結(jié) 62
第3章　數(shù)組與矩陣 63
3.1 數(shù)組運(yùn)算 64
3.1.1 數(shù)組的創(chuàng)建和操作 64
3.1.2 數(shù)組的常見運(yùn)算 67
3.2 矩陣操作 71
3.2.1 創(chuàng)建矩陣 71
3.2.2 改變矩陣大小 76
3.2.3 重構(gòu)矩陣 78
3.3 矩陣元素的運(yùn)算 78
3.3.1 矩陣的加減法運(yùn)算 79
3.3.2 矩陣的乘法運(yùn)算 80
3.3.3 矩陣的除法運(yùn)算 81
3.3.4 矩陣的冪運(yùn)算 81
3.3.5 矩陣元素的查找 82
3.3.6 矩陣元素的排序 83
3.3.7 矩陣元素的求和 83
3.3.8 矩陣元素的求積 84
3.3.9 矩陣元素的差分 85
3.4 矩陣運(yùn)算 86
3.4.1 矩陣分析 86
3.4.2 矩陣分解 91
3.4.3 特征值和特征向量 97
3.5 稀疏矩陣 98
3.5.1 稀疏矩陣的存儲(chǔ)方式 99
3.5.2 稀疏矩陣的生成 99
3.5.3 稀疏矩陣的運(yùn)算 104
3.6 本章小結(jié) 104
第4章　程序設(shè)計(jì) 105
4.1 M文件編輯器 106
4.2 變量 109
4.2.1 變量的命名 109
4.2.2 變量的類型 109
4.2.3 特殊變量 110
4.2.4 關(guān)鍵字 110
4.3 控制流 111
4.3.1 順序結(jié)構(gòu) 111
4.3.2 if-else-end分支結(jié)構(gòu) 112
4.3.3 switch-case結(jié)構(gòu) 113
4.3.4 try-catch結(jié)構(gòu) 115
4.3.5 for循環(huán)結(jié)構(gòu) 116
4.3.6 while循環(huán)結(jié)構(gòu) 118
4.4 常用指令 119
4.4.1 return指令 119
4.4.2 input指令和keyboard指令 119
4.4.3 pause指令 120
4.4.4 continue指令 120
4.4.5 break指令 120
4.4.6 error指令和warning指令 121
4.5 腳本和函數(shù) 121
4.5.1 腳本 121
4.5.2 函數(shù) 122
4.5.3 M文件的一般結(jié)構(gòu) 124
4.5.4 匿名函數(shù)、子函數(shù)、私有函數(shù)與私有目錄 126
4.5.5 重載函數(shù) 128
4.5.6 eval函數(shù)和feval函數(shù) 128
4.5.7 內(nèi)聯(lián)函數(shù) 130
4.5.8 向量化和預(yù)分配 133
4.5.9 函數(shù)的函數(shù) 133
4.5.10 P碼文件 134
4.6 變量的檢測(cè)與傳遞 136
4.6.1 輸入/輸出變量檢測(cè)指令 136
4.6.2 “可變數(shù)量”輸入/輸出變量 136
4.6.3 跨空間變量傳遞和賦值 138
4.7 程序調(diào)試 140
4.7.1 程序調(diào)試的基本概念 140
4.7.2 直接調(diào)試法 141
4.7.3 使用調(diào)試函數(shù)進(jìn)行調(diào)試 141
4.7.4 工具調(diào)試法 145
4.7.5 程序的性能優(yōu)化技術(shù) 145
4.8 本章小結(jié) 147
第5章　數(shù)據(jù)可視化 148
5.1 圖形繪制 149
5.1.1 離散數(shù)據(jù)及離散函數(shù) 149
5.1.2 連續(xù)函數(shù) 150
5.1.3 圖形繪制示例 150
5.1.4 圖形繪制的基本步驟 152
5.2 二維圖形繪制 152
5.2.1 plot指令 153
5.2.2 柵格 157
5.2.3 文字說(shuō)明 157
5.2.4 線型、標(biāo)記和顏色 160
5.2.5 坐標(biāo)軸設(shè)置 162
5.2.6 圖形疊繪 163
5.2.7 子圖繪制 164
5.2.8 交互式繪圖 165
5.2.9 雙坐標(biāo)軸繪制 166
5.2.10 fplot繪圖指令 167
5.2.11 ezplot繪圖指令 168
5.2.12 特殊坐標(biāo)軸繪圖 169
5.2.13 二維特殊圖形函數(shù) 171
5.3 三維圖形繪制 175
5.3.1 三維曲線圖繪制 175
5.3.2 三維網(wǎng)格圖繪制 176
5.3.3 三維曲面圖繪制 177
5.3.4 光照模型 178
5.3.5 繪制等值線圖 179
5.4 四維圖形可視化 180
5.4.1 用顏色描述第四維 180
5.4.2 其他函數(shù) 181
5.5 本章小結(jié) 182
第2部分
第6章　數(shù)值計(jì)算 183
6.1 多項(xiàng)式及其函數(shù) 184
6.1.1 多項(xiàng)式的表達(dá)式和創(chuàng)建 184
6.1.2 多項(xiàng)式求根 185
6.1.3 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算 186
6.1.4 多項(xiàng)式的導(dǎo)數(shù)、積分與估值 188
6.1.5 多項(xiàng)式運(yùn)算函數(shù)及操作指令 189
6.1.6 有理多項(xiàng)式 190
6.2 數(shù)據(jù)插值 191
6.2.1 一維插值 192
6.2.2 二維插值 194
6.3 函數(shù)的極限 195
6.3.1 極限的概念 196
6.3.2 求極限的函數(shù) 196
6.4 函數(shù)數(shù)值積分 197
6.4.1 數(shù)值積分問題的數(shù)學(xué)表述 197
6.4.2 一元函數(shù)的數(shù)值積分 198
6.4.3 多重?cái)?shù)值積分 199
6.5 本章小結(jié) 200
第7章　符號(hào)計(jì)算 201
7.1 符號(hào)計(jì)算概述 202
7.2 符號(hào)對(duì)象和符號(hào)表達(dá)式 202
7.2.1 對(duì)象創(chuàng)建命令 202
7.2.2 對(duì)象創(chuàng)建示例 203
7.2.3 運(yùn)算符和基本函數(shù) 205
7.2.4 對(duì)象類別識(shí)別函數(shù) 208
7.2.5 表達(dá)式中的變量確定 210
7.2.6 符號(hào)計(jì)算的精度 211
7.3 符號(hào)表達(dá)式的基本操作 212
7.3.1 符號(hào)表達(dá)式的顯示 212
7.3.2 符號(hào)表達(dá)式的合并 212
7.3.3 符號(hào)表達(dá)式的展開 213
7.3.4 符號(hào)表達(dá)式的嵌套 214
7.3.5 符號(hào)表達(dá)式的分解 214
7.3.6 符號(hào)表達(dá)式的化簡(jiǎn) 215
7.4 符號(hào)表達(dá)式的替換 215
7.4.1 subs替換函數(shù) 216
7.4.2 subexpr替換函數(shù) 216
7.5 符號(hào)函數(shù)的操作 217
7.5.1 復(fù)合函數(shù)操作 217
7.5.2 反函數(shù)操作 218
7.6 微積分 218
7.6.1 極限 219
7.6.2 微分 220
7.6.3 積分 221
7.6.4 級(jí)數(shù)求和 221
7.6.5 泰勒級(jí)數(shù) 222
7.7 積分變換 223
7.7.1 傅里葉變換 223
7.7.2 拉普拉斯變換 224
7.7.3 Z變換 224
7.8 方程求解 226
7.8.1 代數(shù)方程求解 226
7.8.2 微分方程求解 228
7.9 符號(hào)分析可視化 229
7.9.1 funtool分析界面 230
7.9.2 Taylor Tool分析界面 233
7.10 本章小結(jié) 234
第8章　概率統(tǒng)計(jì) 235
8.1 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) 236
8.1.1 二項(xiàng)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 236
8.1.2 正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 236
8.1.3 常見分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 237
8.1.4 控制隨機(jī)數(shù)生成器 238
8.2 概率密度計(jì)算 238
8.2.1 通用函數(shù)概率密度值 238
8.2.2 專用函數(shù)概率密度值 240
8.3 累積概率分布 241
8.3.1 通用函數(shù)累積概率值 241
8.3.2 專用函數(shù)累積概率值 243
8.4 統(tǒng)計(jì)特征 243
8.4.1 平均值、中值 243
8.4.2 數(shù)據(jù)比較 244
8.4.3 期望 245
8.4.4 方差和標(biāo)準(zhǔn)差 245
8.4.5 協(xié)方差與相關(guān)系數(shù) 246
8.5 統(tǒng)計(jì)作圖 247
8.5.1 正整數(shù)頻率表 247
8.5.2 累積分布函數(shù)圖形 248
8.5.3 最小二乘擬合直線 248
8.5.4 繪制正態(tài)分布概率圖形 249
8.5.5 樣本數(shù)據(jù)的盒圖 250
8.5.6 參考線繪制 251
8.5.7 樣本概率圖形 252
8.5.8 正態(tài)擬合直方圖 253
8.6 本章小結(jié) 254
第9章　數(shù)學(xué)建?；A(chǔ) 255
9.1 曲線擬合函數(shù) 256
9.1.1 多項(xiàng)式擬合 256
9.1.2 加權(quán)最小方差擬合原理及示例 257
9.1.3 非線性曲線擬合 259
9.2 參數(shù)估計(jì)函數(shù) 260
9.2.1 常見分布的參數(shù)估計(jì) 261
9.2.2 點(diǎn)估計(jì) 262
9.2.3 區(qū)間估計(jì) 264
9.3 參數(shù)傳遞 265
9.3.1 輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的數(shù)目 265
9.3.2 可變數(shù)目的參數(shù)傳遞 266
9.3.3 返回被修改的輸入?yún)?shù) 267
9.3.4 全局變量 268
9.4 本章小結(jié) 269
第10章　智能算法 270
10.1 粒子群算法實(shí)現(xiàn) 271
10.1.1 基本原理 271
10.1.2 程序設(shè)計(jì) 272
10.1.3 經(jīng)典應(yīng)用 279
10.2 遺傳算法實(shí)現(xiàn) 283
10.2.1 基本原理 284
10.2.2 程序設(shè)計(jì) 286
10.2.3 經(jīng)典應(yīng)用 292
10.3 蟻群算法概述 298
10.3.1 基本原理 298
10.3.2 程序設(shè)計(jì) 299
10.3.3 經(jīng)典應(yīng)用 301
10.4 本章小結(jié) 308
第11章　偏微分方程 309
11.1 偏微分方程工具箱 310
11.1.1 偏微分方程常見類型 310
11.1.2 偏微分方程的求解過程 315
11.2 求解偏微分方程 317
11.2.1 求解橢圓方程 317
11.2.2 求解拋物線方程 321
11.2.3 求解雙曲線方程 325
11.2.4 求解特征值方程 329
11.3 本章小結(jié) 333
第3部分
第12章　優(yōu)化工具 334
12.1 優(yōu)化常用函數(shù)及最優(yōu)化問題 335
12.1.1 優(yōu)化常用函數(shù) 335
12.1.2 最優(yōu)化問題 337
12.2 線性規(guī)劃 339
12.2.1 線性規(guī)劃函數(shù) 340
12.2.2 線性規(guī)劃的應(yīng)用 341
12.3 無(wú)約束非線性規(guī)劃 349
12.3.1 基本數(shù)學(xué)原理介紹 349
12.3.2 無(wú)約束非線性規(guī)劃函數(shù) 350
12.3.3 無(wú)約束非線性規(guī)劃的應(yīng)用 353
12.4 二次規(guī)劃 354
12.4.1 二次規(guī)劃函數(shù)quadprog 354
12.4.2 二次規(guī)劃的應(yīng)用 356
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