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数学建模的MATLAB课件市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、开开始始&*$学院学软件应结束结束数用10/10/1第1页Matlab基础及其应用目录第六章 Matlab空间作图第二章 Matlab语言基础 第三章 Matlab数值运算 第四章 Matlab符号运算 第五章 Matlab平面作图第一章 Matlab软件介绍10/10/2第2页附录二 工具箱函数汇总第八章 Matlab优化工具箱 第九章 Matlab统计工具箱 第十章 Matlab综合程序设计 附录一 工具箱英汉对照第七章 Matlab仿真集成环境Matlab基础及其应用目录10/10/3第3页第一章Matlab 介绍1.3 MatlabMatlab集成环境集成环境1.1 MatlabMat
2、lab概述概述1.2 MatlabMatlab运行环境与安装运行环境与安装1.4 MatlabMatlab帮助系统帮助系统10/10/4第4页1.1 Matlab 概述Matlab名称是由MATrix和LABoratory两个词前三个字母组合而成。它是MatlabMatlab企业于1982年推出一套高性能数值计算和可视化数学软件,被誉为“巨人肩上工具”。因为使用Matlab编程运算与人进行科学计算思绪和表示方式完全一致,所以用Matlab编写程序就如同在演算纸上排列出公式与求解问题.所以,Matlab又被称为演算纸式科学算法语言。经过十几年完善和扩充,Matlab现已发展成为线性代数课程标准工
3、具。因为它不需定义数组维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域问题时,显得大为简捷、高效、方便,这是其它高级语言所不能比拟。u1.1.1 Matlab1.1.1 Matlab简况简况10/10/5第5页1984年,Matlab第1版(DOS版)1992年,Matlab4.0版1994年,Matlab4.2版1997年,Matlab5.0版1999年,Matlab5.3版,Matlab6.0版年,Matlab6.1版20,Matlab6.5版20,Matlab7.0版1.1.2 Matlab1.1.2 Matlab发展历史发展历史10/1
4、0/6第6页(1)Matlab数值计算和符号计算功效 Matlab以矩阵作为数据操作基本单位,还提供了十分丰富数值计算函数。Matlab和著名符号计算语言Maple相结合,使得Matlab含有符号计算功效。(2)Matlab绘图功效 Matlab提供了两个层次绘图操作:一个是对图形句柄进行低层绘图操作,另一个是建立在低层绘图操作之上高层绘图操作。(3)Matlab编程语言Matlab含有程序结构控制、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。1.1.3 Matlab1.1.3 Matlab主要功效主要功效10/10/7第7页1.1.3 Matlab1.1.
5、3 Matlab主要功效主要功效(4)Matlab(4)Matlab工具箱工具箱MatlabMatlab中包含了被称作工具箱(中包含了被称作工具箱(TOOLBOXTOOLBOX)各类应用问题求解工)各类应用问题求解工具。它可用来求解各类学科问题,包含信号处理、图象处理、控具。它可用来求解各类学科问题,包含信号处理、图象处理、控制系统辨识、神经网络等。伴随制系统辨识、神经网络等。伴随MatlabMatlab版本不停升级,其所含工版本不停升级,其所含工具箱功效也越来越丰富。具箱功效也越来越丰富。(5)Matlab(5)Matlab中包含了图形界面编辑中包含了图形界面编辑GUIGUI,这可让使用者也
6、能够象,这可让使用者也能够象VBVB、VC VC、VJVJ、DELPHI DELPHI等那样进行普通可视化程序编辑。在命等那样进行普通可视化程序编辑。在命令窗口(令窗口(matlab command windowmatlab command window)键入)键入simulinksimulink,就出现,就出现(SIMULINK)(SIMULINK)窗口。以往十分困难系统仿真问题,用窗口。以往十分困难系统仿真问题,用SIMULINKSIMULINK只只需拖动鼠标即可轻而易举地处理问题,这也是最近受到重视原因需拖动鼠标即可轻而易举地处理问题,这也是最近受到重视原因所在。所在。10/10/8第8
7、页1.1.4 Matlab1.1.4 Matlab操作示例操作示例例例1-1 1-1 在同一坐标系中绘出正弦曲线在同一坐标系中绘出正弦曲线y=sinxy=sinx和余弦曲线和余弦曲线y=cosxy=cosx在在0,2*Pi0,2*Pi上图形上图形.x=0:1/180:2*pi;%x=0:1/180:2*pi;%输入自变量输入自变量x x行矩阵行矩阵 f1=sin(x);%f1=sin(x);%输出因变量输出因变量f1f1行矩阵行矩阵 f2=cos(x);%f2=cos(x);%输出因变量输出因变量f2f2行矩阵行矩阵 plot(x,f1),x,f2);%plot(x,f1),x,f2);%调用
8、绘图命令一次画出两条曲线调用绘图命令一次画出两条曲线.例例1-2 1-2 求方程求方程 3x 3x4 4+7x+7x3 3+9x+9x2 2-23=0-23=0全部根全部根:p=3,7,9,0,-23;%p=3,7,9,0,-23;%建立多项式系数向量建立多项式系数向量 x=roots(p)%x=roots(p)%调用求根命令求出方程根调用求根命令求出方程根.10/10/9第9页例例1-3 1-3 求求f=xlog(1+x)f=xlog(1+x)在在0.10.1上定积分上定积分S S解解 S=quad(x.*log(1+x),0,1)S=quad(x.*log(1+x),0,1)例例1-4 1
9、-4 求解线性方程组求解线性方程组:Ax=b:Ax=b。其中其中 A=2,-3,1;A=2,-3,1;8,3,2;8,3,2;45,1,-9;45,1,-9;b=4;2;17;b=4;2;17;解解 x=inv(A)*b x=inv(A)*b注意注意:线性方程组解也可写成线性方程组解也可写成x=abx=ab1.1.4 Matlab1.1.4 Matlab操作示例操作示例10/10/10第10页 1.2 Matlab1.2 Matlab运行环境与安装运行环境与安装 硬件环境:硬件环境:(1)CPU (1)CPU 飞跃飞跃以上以上(2)(2)内存内存 256M 256M以上以上(3)(3)硬盘硬盘
10、 40G 40G以上以上(4)CD-ROM(4)CD-ROM 驱动器和鼠标。驱动器和鼠标。软件环境:软件环境:(1)Windows 98/NT/(1)Windows 98/NT/或或Windows XPWindows XP(2)(2)其它软件依据需要选取其它软件依据需要选取1.2.1 Matlab运行环境运行环境10/10/11第11页1.2.2 Matlab安装安装安装安装Matlab 6.5系统,需运行系统自带安装程序系统,需运行系统自带安装程序setup.exe,普通只要普通只要用鼠标双击安装图标,就会开启安装程序用鼠标双击安装图标,就会开启安装程序,你只需按照安装提醒正你只需按照安装提
11、醒正确输入(或粘贴)安装序列号后点击确认键,并按提醒修改安确输入(或粘贴)安装序列号后点击确认键,并按提醒修改安装路径(或默认安装到装路径(或默认安装到C盘)就能完成安装。盘)就能完成安装。安装完成后,在开始安装完成后,在开始-程序程序-Matlab.exe菜单中菜单中,双击双击Matlab图标图标,即即可运行程序。可运行程序。10/10/12第12页1 1MatlabMatlab系统开启系统开启与普通与普通WindowsWindows程序一样,开启程序一样,开启MatlabMatlab系统有系统有3 3种常见方法:种常见方法:(1)(1)使用使用Windows“Windows“开始开始”菜单
12、菜单,找到找到Matlab.exeMatlab.exe图标图标,然后双击。然后双击。(2)(2)运行运行MatlabMatlab系统开启程序系统开启程序matlab.exematlab.exe。(3)(3)利用桌面快捷方式。利用桌面快捷方式。1.3.1 1.3.1 开启与退出开启与退出MatlabMatlab集成环境集成环境10/10/13第13页首次开启首次开启MatlabMatlab时,展现在屏幕上界面为时,展现在屏幕上界面为MatlabMatlab默认界面默认界面.默认界面中主要有六个窗口默认界面中主要有六个窗口,其分布以下列图所表示。其分布以下列图所表示。1.3.1 1.3.1 开启与
13、退出开启与退出MatlabMatlab集成环境集成环境默认设置下主要窗口布局10/10/14第14页 从默认界面中可切换出左边两个主要窗口以下列图所表示。从默认界面中可切换出左边两个主要窗口以下列图所表示。1.3.1 1.3.1 开启与退出开启与退出MatlabMatlab集成环境集成环境10/10/15第15页 Matlab 6.5Matlab 6.5集成环境包含集成环境包含MatlabMatlab主窗口、命令窗口主窗口、命令窗口(Command(Command Window)Window)、工作空间窗口、工作空间窗口(Workspace)(Workspace)、命令历史窗口、命令历史窗口(
14、Command(Command History)History)、当前目录窗口、当前目录窗口(Current Directory)(Current Directory)和开启平台窗口和开启平台窗口(Launch Pad)(Launch Pad)。1.3.1 开启与退出开启与退出Matlab集成环境集成环境工作空间命令历史命令窗口10/10/16第16页命令窗口命令窗口(Command Window)工作空间工作空间 (Workspace)命令历史命令历史(Command History)当前目录当前目录(Current Directory)主窗口10/10/17第17页 2MatlabMatl
15、ab系统退出系统退出要退出要退出MatlabMatlab系统,也有系统,也有3 3种常见方法:种常见方法:(1)(1)在在MatlabMatlab主窗口主窗口FileFile菜单中选择菜单中选择Exit MatlabExit Matlab命令。命令。(2)(2)在在MatlabMatlab命令窗口输入命令窗口输入ExitExit或或QuitQuit命令。命令。(3)(3)单击单击MatlabMatlab主窗口主窗口“关闭关闭”按钮。按钮。1.3.1 1.3.1 开启与退出开启与退出MatlabMatlab集成环境集成环境10/10/18第18页MatlabMatlab主窗口是主窗口是Matla
16、bMatlab主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外,还主要包含菜单栏和工具栏。口外,还主要包含菜单栏和工具栏。1 1菜单栏菜单栏在在Matlab 6.5Matlab 6.5主窗口菜单栏,共包含主窗口菜单栏,共包含FileFile、EditEdit、ViewView、WebWeb、WindowWindow和和Help 6Help 6个菜单项。个菜单项。(1)File(1)File菜单项:菜单项:FileFile菜单项实现相关文件操作。菜单项实现相关文件操作。(2)Edit(2)Edit菜单项:菜单项:EditEdit菜单项用于命令窗口编辑操作。菜单项用于命
17、令窗口编辑操作。(3)View(3)View菜单项:菜单项:ViewView菜单项用于设置菜单项用于设置MatlabMatlab集成环境显示方式。集成环境显示方式。(4)Web(4)Web菜单项:菜单项:WebWeb菜单项用于设置菜单项用于设置MatlabWebMatlabWeb操作。操作。(5)Window(5)Window菜单项:主窗口菜单栏上菜单项:主窗口菜单栏上WindowWindow菜单,只包含一个子菜单,只包含一个子菜单菜单Close allClose all,用于关闭全部打开编辑器窗口,包含,用于关闭全部打开编辑器窗口,包含M-fileM-file、FigureFigure、Mo
18、delModel和和GUIGUI窗口。窗口。(6)Help(6)Help菜单项:菜单项:HelpHelp菜单项用于提供帮助信息。菜单项用于提供帮助信息。1.3.2 主窗口及子窗口主窗口及子窗口10/10/19第19页2 2工具栏工具栏Matlab 6.5Matlab 6.5主窗口工具栏共提供了主窗口工具栏共提供了1010个命令按钮。这些命令按钮个命令按钮。这些命令按钮都有对应菜单命令,但比菜单命令使用起来更加快捷、方便。都有对应菜单命令,但比菜单命令使用起来更加快捷、方便。命令窗口是命令窗口是MatlabMatlab主要交互窗口,用于输入命令并显示除图形以主要交互窗口,用于输入命令并显示除图形
19、以外全部执行结果。外全部执行结果。Matlab Matlab命令窗口中命令窗口中“”为命令提醒符,表示为命令提醒符,表示MatlabMatlab正在处于正在处于准备状态。在命令提醒符后键入命令并按下回车键后,准备状态。在命令提醒符后键入命令并按下回车键后,MatlabMatlab就就会解释执行所输入命令,并在命令后面给出计算结果。会解释执行所输入命令,并在命令后面给出计算结果。1.3.2 主窗口及子窗口主窗口及子窗口10/10/20第20页在通常编程中,一个行只输入一条独立命令,命令行以回车结束。在通常编程中,一个行只输入一条独立命令,命令行以回车结束。但一行也能够输入若干条命令,但各命令之间
20、必须以逗号分隔,但一行也能够输入若干条命令,但各命令之间必须以逗号分隔,相互独立命令也可用分号分隔。比如相互独立命令也可用分号分隔。比如 p=15,m=35,n=20 p=15,m=35,n=20 p=15;m=35;n=20 p=15;m=35;n=20在编程中在编程中,逗号表示换列逗号表示换列,相当于一个空格相当于一个空格;分号表示换行分号表示换行,分号与分号与回车作用都是换行回车作用都是换行.假如一个命令行很长,一个物理行之内写不下,能够在第一个物假如一个命令行很长,一个物理行之内写不下,能够在第一个物理行之后加上理行之后加上3 3个小黑点个小黑点“”并按下回车键,然后接着下一个物并按下
21、回车键,然后接着下一个物理行继续写命令其它部分。理行继续写命令其它部分。3 3个小黑点称为续行符,即把后面物个小黑点称为续行符,即把后面物理行看作该行逻辑继续。理行看作该行逻辑继续。在在MatlabMatlab里,有很多控制键和方向键可用于命令行编辑。里,有很多控制键和方向键可用于命令行编辑。1.3.3 Matlab编程输入法编程输入法10/10/21第21页工作空间是工作空间是MatlabMatlab用于存放各种变量和结果内存空间。在该窗口用于存放各种变量和结果内存空间。在该窗口中显示工作空间中全部变量名称、大小、字节数和变量类型说明,中显示工作空间中全部变量名称、大小、字节数和变量类型说明
22、,可对变量进行观察、编辑、保留和删除。可对变量进行观察、编辑、保留和删除。假如想要把工作空间中变量及其数据存成文件假如想要把工作空间中变量及其数据存成文件,只需键入命令只需键入命令:Save Save filename.mat variblenamefilename.mat variblename不写变量名将会把工作空间中全部数据保留到你所给文件内不写变量名将会把工作空间中全部数据保留到你所给文件内.1.3.4 工作空间窗口工作空间窗口10/10/22第22页1当前目录窗口当前目录窗口 当前目录是指当前目录是指MatlabMatlab运行文件时工作目录,只有在当前运行文件时工作目录,只有在当前
23、目录或搜索路径下文件、函数能够被运行或调用。目录或搜索路径下文件、函数能够被运行或调用。在当前目录窗口中能够显示或改变当前目录,还能够显在当前目录窗口中能够显示或改变当前目录,还能够显示当前目录下文件并提供搜索功效。示当前目录下文件并提供搜索功效。将用户目录设置成当前目录也可使用将用户目录设置成当前目录也可使用cdcd命令。比如,将命令。比如,将用户目录用户目录c:mydirc:mydir设置为当前目录,可在命令窗口输入命令:设置为当前目录,可在命令窗口输入命令:cd c:mydir cd c:mydir1.3.5 当前目录窗口和搜索路径当前目录窗口和搜索路径10/10/23第23页 2 2M
24、atlabMatlab搜索路径搜索路径当用户在当用户在MatlabMatlab命令窗口输入一条命令后,命令窗口输入一条命令后,MatlabMatlab按照一定次序按照一定次序寻找相关文件。基本搜索过程是:寻找相关文件。基本搜索过程是:(1)(1)检验该命令是不是一个变量。检验该命令是不是一个变量。(2)(2)检验该命令是不是一个内部函数。检验该命令是不是一个内部函数。(3)(3)检验该命令是否当前目录下检验该命令是否当前目录下M M文件。文件。(4)(4)检验该命令是否检验该命令是否MatlabMatlab搜索路径中其它目录下搜索路径中其它目录下M M文件。文件。1.3.5 当前目录窗口和搜索
25、路径当前目录窗口和搜索路径10/10/24第24页用户能够将自己工作目录列入用户能够将自己工作目录列入MatlabMatlab搜索路径,从而将用户目录搜索路径,从而将用户目录纳入纳入MatlabMatlab系统统一管理。设置搜索路径方法有:系统统一管理。设置搜索路径方法有:(1)(1)用用pathpath命令设置搜索路径。比如,将用户目录命令设置搜索路径。比如,将用户目录c:mydirc:mydir加加到搜索路径下,可在命令窗口输入命令:到搜索路径下,可在命令窗口输入命令:path(path,c:mydir)path(path,c:mydir)(2)(2)用对话框设置搜索路径用对话框设置搜索路
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