第十章-MATLAB使用初步.doc

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1、第十章MATLAB使用初步在历届的数学建模竞赛中，参赛者对数学软件的熟练掌握程度对建模的成功与失败起着非常重要的作用.从数据的处理到公式的推导，从模型的建立到模型的求解，没有数学软件的帮助几乎是不可能完成的.从今后的趋势来看，数学软件在建模过程中会占据更为重要的地位.现在数学软件能做的事情已经非常之多，几乎涉及到了所有的数学领域，数的运算、公式推导、方程求解、微积分、线性代数、概率统计、规划求解、函数作图、图论、数论、数值计算、信号处理等等.随着计算技术的不断发展，数学软件的功能会更强大、更智能.当今，综合性的数学软件主要有MATLAB，MAPLE，Ma

2、thematica，MathCAD等，专用数学软件主要有SPSS，LINDO，LINGO，这些在建模竞赛过程中都可能用到.在这里，我们主要介绍MATLAB.§10.1MATLAB简介MATLAB名字是由MATrix和LABoratory两个词的前三个字母组合而成的.它是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件.由于使用编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言如Basic、Fortran和C等那样难于掌握.用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，所以又被称为演算纸式科学

3、算法语言.在这个环境下，对所要求解的问题，用户只需简单地列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来.MATLAB的含义是矩阵实验室，主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵.自问世以来，就以数值计算称雄.MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组(或称阵列)，这使得MATLAB高度“向量化”.经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具.由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的

4、.美国许多大学的实验室都安装有供学习和研究之用.在那里，MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具.MATLAB中包括了被称作工具箱(TOOLBOX)的各类应用问题的求解工具.工具箱实际上是对MATLAB进行扩展应用的一系列MATLAB函数(称为M文件)，它可用来求解各类学科的问题，包括信号处理、图象处理、控制系统辨识、神经网络等.随着MATLAB版本的不断升级，其所含的工具箱的功能也越来越丰富，因此，应用范围也越来越广泛，成为涉及数值分析的各类工程师不可不用的工具.用户界面概述MATLAB的启动与其它Windows程序一样，点击开

5、始－程序，找到MATLAB文件夹，点击它就会看几项——取决于你的安装，但至少有如下几项：1）MATLAB(版本号)；2）Mfileeditor；3）Uninstaller；选择MATLAB(7.1)启动程序，屏幕上显示的MATLAB默认上面如图10.1.1所示，可以看到，屏幕被划分成三个元素，它们是：1）当前目录（CurrentDirectory）；2）历史命令窗口（CommandHistory）；3）命令窗口（CommandWindow）；图10.1.1MATLAB桌面命令窗口与算法基础命令窗口位于MATLAB桌面的右边，命令在双大于号“>>”提示符后面

6、输入>>.这里我们开始输入一些实际的基本命令.如果你想知道一些数字表述式的值，简单的输入就可以了.假设我们想知道433.12乘以15.7的结果，在提示符后面输入433.12*15.7然后按Enter回车，结果如下：>>433.12*15.7ans=6.8000e+003MATLAB方便地输出答案，并命名为ans——这是一个变量（符号），可以用来表示值.如果我们想要使用自己定义的变量名，例如叫变量x，假设我们想要让它等于5乘以6，则输入如下：>>x=5*6x=30一旦变量输入系统，我们就可以在以后引用它，假设我们要计算x乘以3.56的值，并把它赋给y.输入

7、>>y=x*3.56y=106.8000现在，你可能已经注意到在这个例子中，我们在方程每项之间都留有空格，这样提高了我们输出的可读性，看起来更专业些.MATLAB并不要求这些空格，我们也可以输入y=x*3.56或者y=x*3.56；不过后者更清楚更容易.当你的表达式比较复杂时，带上空格就变得非常重要了.提倡这么做！我们总结一下MATLAB输入基本算法.要写两数相乘ab，在MATLAB中我们输入a*b，两数相除，输入为a/b，这种除法被称为右除，MATLAB也允许另一种写法，叫左除.如果我们要计算，我们可以使用反斜杠代替斜杠，表示反过来除，表达式如下：a

8、b，幂以下面的形式输入a^b.最后，相加和相减以普通形式输入即可a+b；a–b.