MATLAB零基礎(chǔ)入門(mén)教程（實(shí)例版）

第1章認(rèn)識(shí)MATLAB系統(tǒng)
1.1　MATLAB R2017a 應(yīng)用特點(diǎn) 1
1.2　MATLAB R2017a 構(gòu)成 1
1.3　MATLAB R2017a 工具箱 2
1.3.1　MATLAB 系列工具箱 2
1.3.2　Simulink 系列工具箱 7
1.4　MATLAB R2017a 操作桌面 10
1.4.1　操作桌面的啟動(dòng) 10
1.4.2　操作桌面的布局 11
1.4.3　命令行窗口的運(yùn)行 11
1.4.4　工作空間的運(yùn)行 12
1.4.5　文件管理器的運(yùn)行 13
1.4.6　路徑搜索器的運(yùn)行 14
1.4.7　圖形窗口的運(yùn)行 14
1.4.8　腳本編輯器的運(yùn)行 16
1.4.9　函數(shù)編輯器的運(yùn)行 16
1.4.10　聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)的運(yùn)行 17

第2章編程語(yǔ)言
2.1　編程語(yǔ)言分類(lèi) 19
2.1.1　動(dòng)態(tài)語(yǔ)言和靜態(tài)語(yǔ)言 19
2.1.2　強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言和弱類(lèi)型語(yǔ)言 19
2.1.3　解釋性語(yǔ)言和編譯性語(yǔ)言 19
2.2　數(shù)據(jù)類(lèi)型 20
2.2.1　整數(shù)類(lèi)型 20
2.2.2　浮點(diǎn)數(shù)類(lèi)型 20
2.2.3　復(fù)數(shù)類(lèi)型 21
2.2.4　無(wú)窮大、無(wú)窮小及不確定類(lèi)型 21
2.2.5　邏輯類(lèi)型 21
2.2.6　字符和字符串類(lèi)型 21
2.2.7　結(jié)構(gòu)體數(shù)組類(lèi)型 21
2.2.8　單元數(shù)組類(lèi)型 21
2.2.9　數(shù)據(jù)類(lèi)型輸出格式控制 22
2.3　標(biāo)量、向量、矩陣和數(shù)組 22
2.4　常量和變量 23
2.4.1　常量 23
2.4.2　變量 23
2.4.3　常變量 23
2.4.4　符號(hào)變量 23
2.5　運(yùn)算符 24
2.5.1　算術(shù)運(yùn)算符 24
2.5.2　關(guān)系運(yùn)算符 24
2.5.3　邏輯運(yùn)算符 25
2.5.4　特殊運(yùn)算符 25

第3章計(jì)算基礎(chǔ)
3.1　向量操作與運(yùn)算 27
3.1.1　構(gòu)建向量 27
3.1.2　向量卷積運(yùn)算 29
3.1.3　向量叉積運(yùn)算 29
3.1.4　向量點(diǎn)積運(yùn)算 30
3.1.5　向量范數(shù)運(yùn)算 30
3.1.6　向量張量積運(yùn)算 31
3.2　矩陣操作與運(yùn)算 32
3.2.1　矩陣的構(gòu)建 32
3.2.2　矩陣的合并 40
3.2.3　矩陣的刪除 43
3.2.4　矩陣信息的讀取 44
3.2.5　矩陣結(jié)構(gòu)的改變 47
3.2.6　矩陣的秩 51
3.2.7　矩陣的跡 51
3.2.8　矩陣的逆 52
3.2.9　矩陣的行列式 52
3.2.10　矩陣的絕對(duì)值 53
3.2.11　矩陣的特征值和特征向量 54
3.2.12　矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣 56
3.2.13　矩陣的正交矩陣 57
3.2.14　矩陣的化零矩陣 57
3.2.15　矩陣的空間夾角 58
3.2.16　矩陣的范數(shù) 59
3.2.17　矩陣的基本數(shù)值計(jì)算 61
3.2.18　稀疏矩陣 65
3.3　矩陣元素的操作與運(yùn)算 72
3.3.1　矩陣元素的引用 72
3.3.2　矩陣元素的查找 74
3.3.3　矩陣元素的排序 75
3.3.4　矩陣元素的求和 76
3.3.5　矩陣元素的求積 77
3.3.6　矩陣元素的差分 78
3.3.7　矩陣元素的基本數(shù)值計(jì)算 79
3.4　集合操作與運(yùn)算 81
3.4.1　集合交運(yùn)算 81
3.4.2　集合并運(yùn)算 82
3.4.3　集合差運(yùn)算 83
3.4.4　集合異或運(yùn)算 83
3.5　復(fù)數(shù)操作與運(yùn)算 84
3.5.1　構(gòu)建復(fù)數(shù) 84
3.5.2　計(jì)算復(fù)數(shù)實(shí)部 88
3.5.3　計(jì)算復(fù)數(shù)虛部 88
3.5.4　計(jì)算復(fù)數(shù)模值 89
3.5.5　計(jì)算復(fù)數(shù)幅角 89
3.5.6　計(jì)算共軛復(fù)數(shù) 90
3.6　多項(xiàng)式操作與運(yùn)算 91
3.6.1　多項(xiàng)式表示 91
3.6.2　多項(xiàng)式求值 91
3.6.3　多項(xiàng)式乘除運(yùn)算 92
3.7　字符串操作與運(yùn)算 92
3.7.1　字符串的構(gòu)造 93
3.7.2　字符串的比較 95
3.7.3　字符串的查找 96
3.7.4　字符串的替換 98
3.7.5　字符串的截取 99
3.7.6　字符串的連接 100
3.7.7　字符串的轉(zhuǎn)換 101
3.7.8　字符串的檢測(cè) 102
3.7.9　字符串的輸入輸出 103
3.8　基本數(shù)學(xué)運(yùn)算 107
3.8.1　三角函數(shù) 107
3.8.2　反三角函數(shù) 112
3.8.3　雙曲函數(shù) 115
3.8.4　反雙曲函數(shù) 119
3.8.5　指數(shù)函數(shù) 120
3.8.6　冪函數(shù) 122
3.8.7　對(duì)數(shù)函數(shù) 124
3.9　特殊數(shù)學(xué)運(yùn)算 125
3.9.1　符號(hào)函數(shù) 125
3.9.2　截取函數(shù) 126
3.9.3　取模取余函數(shù) 127
3.9.4　數(shù)論函數(shù) 128

第4章 程序設(shè)計(jì)
4.1　程序設(shè)計(jì)原則 133
4.2　M文件 133
4.2.1　M文件的類(lèi)型 133
4.2.2　M文件的結(jié)構(gòu) 134
4.3　函數(shù)類(lèi)型 135
4.3.1　主函數(shù) 135
4.3.2　局部函數(shù) 136
4.3.3　私有函數(shù) 137
4.3.4　嵌套函數(shù) 138
4.3.5　匿名函數(shù) 139
4.4　函數(shù)句柄 140
4.4.1　函數(shù)句柄的特點(diǎn) 140
4.4.2　函數(shù)句柄的使用 140
4.5　流程控制 144
4.5.1　分支控制結(jié)構(gòu) 144
4.5.2　循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 146
4.5.3　轉(zhuǎn)移控制結(jié)構(gòu) 149

第5章 圖形處理
5.1　基本概念 151
5.1.1　坐標(biāo)系 151
5.1.2　圖形窗口 153
5.2　圖形繪制 156
5.2.1　繪制二維圖形 156
5.2.2　繪制三維圖形 161
5.2.3　繪制特殊二維圖形 165
5.2.4　繪制特殊三維圖形 170
5.2.5　繪制四維圖形 172
5.2.6　繪制其他坐標(biāo)系圖形 173
5.3　圖形控制 180
5.3.1　控制轉(zhuǎn)義字符 180
5.3.2　設(shè)置點(diǎn)線(xiàn)屬性 181
5.3.3　設(shè)置圖形標(biāo)題 182
5.3.4　設(shè)置坐標(biāo)軸 183
5.3.5　設(shè)置注釋標(biāo)簽 186
5.3.6　控制動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)點(diǎn) 190
5.3.7　設(shè)置圖例 191
5.3.8　控制圖形保持 191
5.3.9　劃分子圖區(qū)域 192
5.3.10　控制圖形色彩 197
5.3.11　控制視角 203
5.3.12　控制光照 206

第6章數(shù)據(jù)插值
6.1　插值問(wèn)題的提出 210
6.2　插值運(yùn)算 211
6.2.1　一元插值 212
6.2.2　二元插值 215
6.2.3　三元插值 216
6.3　拉格朗日插值算法 218
6.3.1　一次多項(xiàng)式插值構(gòu)造 218
6.3.2　二次多項(xiàng)式插值構(gòu)造 220
6.3.3　n次多項(xiàng)式插值構(gòu)造 222
6.3.4　拉格朗日插值的算法實(shí)現(xiàn) 224
6.3.5　拉格朗日插值的振蕩現(xiàn)象 225
6.4　牛頓插值算法 227
6.4.1　差商 227
6.4.2　牛頓插值構(gòu)造 228
6.4.3　牛頓插值算法的實(shí)現(xiàn) 229
6.5　分段插值算法 231
6.6　樣條插值算法 233

第7章曲線(xiàn)擬合
7.1　擬合問(wèn)題的提出 235
7.2　線(xiàn)性最小二乘擬合 236
7.3　多項(xiàng)式擬合 240
7.4　擬合曲線(xiàn)的線(xiàn)性變換 243

第8章函數(shù)逼近
8.1　逼近問(wèn)題的提出 246
8.2　傅里葉逼近 247
8.2.1　三角函數(shù)系和三角級(jí)數(shù) 247
8.2.2　傅里葉級(jí)數(shù) 248
8.2.3　傅里葉逼近算法的實(shí)現(xiàn) 249

第9章統(tǒng)計(jì)分析
9.1　概率分布 251
9.1.1　概率密度函數(shù) 252
9.1.2　累積分布函數(shù) 254
9.1.3　逆累積分布函數(shù) 255
9.1.4　均值和方差 256
9.1.5　隨機(jī)數(shù) 257
9.2　參數(shù)估計(jì) 259
9.2.1　點(diǎn)估計(jì) 259
9.2.2　區(qū)間估計(jì) 259
9.2.3　參數(shù)估計(jì)方法 259
9.3　假設(shè)檢驗(yàn) 261
9.3.1　單總體假設(shè)檢驗(yàn) 261
9.3.2　多總體假設(shè)檢驗(yàn) 262
9.4　描述性統(tǒng)計(jì) 264
9.4.1　位置度量 265
9.4.2　散布度量 267
9.4.3　百分位數(shù) 270
9.4.4　峰度和偏度 270
9.5　統(tǒng)計(jì)繪圖 272
9.5.1　盒圖 272
9.5.2　誤差條圖 273
9.5.3　正態(tài)分布概率圖 274
9.5.4　分位數(shù)圖 275
9.5.5　回歸殘差圖 275
9.5.6　參考線(xiàn) 277
9.5.7　威布爾分布概率圖 277

第10章微分運(yùn)算
10.1　函數(shù)的符號(hào)求導(dǎo)計(jì)算 279
10.1.1　一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的符號(hào)計(jì)算 279
10.1.2　多元函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)的符號(hào)計(jì)算 282
10.2　函數(shù)的數(shù)值求導(dǎo)計(jì)算 286
10.2.1　差商求導(dǎo) 286
10.2.2　中心差商求導(dǎo) 287
10.2.3　三點(diǎn)公式求導(dǎo) 289
10.2.4　理查森外推法求導(dǎo) 291
10.2.5　拉格朗日多項(xiàng)式高階求導(dǎo) 297
10.2.6　泰勒展開(kāi)式高階求導(dǎo) 301

第11章積分運(yùn)算
11.1　定積分的符號(hào)計(jì)算 303
11.1.1　符號(hào)計(jì)算定積分 303
11.1.2　符號(hào)計(jì)算變限積分 305
11.2　定積分的數(shù)值計(jì)算 307
11.2.1　矩形數(shù)值積分方法 307
11.2.2　梯形數(shù)值積分方法 309
11.2.3　辛普森數(shù)值積分方法 314
11.3　反常積分的計(jì)算 317
11.3.1　無(wú)窮區(qū)間反常積分的符號(hào)計(jì)算 317
11.3.2　無(wú)窮區(qū)間反常積分的數(shù)值計(jì)算 318
11.3.3　無(wú)界函數(shù)反常積分的符號(hào)計(jì)算 321
11.3.4　無(wú)界函數(shù)反常積分的數(shù)值計(jì)算 322
11.4　重積分的計(jì)算 323
11.4.1　二重積分的符號(hào)計(jì)算 323
11.4.2　二重積分的數(shù)值計(jì)算 325
11.4.3　三重積分的符號(hào)計(jì)算 330
11.4.4　三重積分的數(shù)值計(jì)算 331

第12章代數(shù)方程
12.1 代數(shù)方程的概念 333
12.2　代數(shù)方程( 組) 求解的系統(tǒng)命令 334
12.3　非線(xiàn)性代數(shù)方程( 組) 求解方法 339
12.3.1　作圖法 339
12.3.2　搜索法 340
12.3.3　分割法 341
12.3.4　不動(dòng)點(diǎn)迭代法 345
12.3.5　加速迭代法 346
12.3.6　切線(xiàn)法 348
12.3.7　割線(xiàn)法 349
12.3.8　拋物線(xiàn)法 351
12.3.9　牛頓法 354
12.4　線(xiàn)性代數(shù)方程( 組) 求解方法 358
12.4.1　有解判定條件 358
12.4.2　直接求逆法 360
12.4.3　簡(jiǎn)單回代法 361
12.4.4　LU分解法 363
12.4.5　QR分解法 376
12.4.6　雅克比迭代法 378
12.4.7　高斯-賽德?tīng)柕?380
12.4.8　超松弛迭代法 382

第13章微分方程
13.1　微分方程( 組) 的符號(hào)求解 385
13.1.1　微分方程（組）的通解和特解 385
13.1.2　微分方程( 組) 通解的符號(hào)計(jì)算 386
13.1.3　微分方程( 組) 特解的符號(hào)計(jì)算 388
13.2　微分方程( 組) 的數(shù)值求解 390
13.2.1　微分方程離散化 390
13.2.2　歐拉方法 390
13.2.3　龍格-庫(kù)塔方法 393

第14章文件操作
14.1　基本I/O操作 409
14.1.1　打開(kāi)文件 409
14.1.2　關(guān)閉文件 410
14.1.3　寫(xiě)入文件 410
14.1.4　讀取文件 412
14.1.5　文件指針 416
14.2　格式文件操作 419
14.2.1　Live Script/Script文件操作 419
14.2.2　MAT文件操作 423
14.2.3　Excel文件操作 428
14.2.4　Images文件操作 431
14.2.5　Audio文件操作 435
14.2.6　Video文件操作 437
14.2.7　XML文檔操作 441

第15章應(yīng)用算例
15.1　數(shù)據(jù)可視化 443
15.1.1　地形地貌繪制 443
15.1.2　吉文斯旋轉(zhuǎn)變換 445
15.1.3　貝塞爾曲線(xiàn) 446
15.1.4　泰勒展開(kāi)鄰域近似 448
15.2　基本運(yùn)算 450
15.2.1　剛體平面運(yùn)動(dòng) 450
15.2.2　投籃拋體運(yùn)動(dòng) 452
15.2.3　簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 454
15.3　插值與擬合 456
15.3.1　給藥方案 456
15.3.2　X射線(xiàn)照射細(xì)菌 459
15.4　求導(dǎo)與積分 460
15.4.1　氣體分子速率分布 460
15.4.2　雷達(dá)觀測(cè)導(dǎo)彈 461
15.5　線(xiàn)性方程( 組) 464
15.5.1　植物繁殖 464
15.5.2　鋼板溫度分布 466
15.6　非線(xiàn)性方程( 組) 469
15.6.1　小滑塊脫離半圓球 469
15.6.2　路燈照明 471
15.7　微分方程( 組) 475
15.7.1　磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用 475
15.7.2　海上緝私 478
15.8　概率統(tǒng)計(jì)——吸煙影響血壓 481
15.8.1　吸煙影響血壓 481
15.8.2　電子概率分布 484

參考文獻(xiàn) 487