MATLAB-实训项目讲义课件.ppt
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- MATLAB 项目 讲义 课件
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1、MMATLABATLAB 实训项目讲义 Application of Matlab Languagedocin/sundae_meng 2022-11-26docin/sundae_meng2 菜单栏菜单栏工具栏工具栏文件编辑窗口文件编辑窗口工作空间工作空间历史命令历史命令窗口窗口Start Start 菜单菜单命令窗口命令窗口命令提示符命令提示符1 1 启动与退出启动与退出MATLABMATLAB 2022-11-26docin/sundae_meng3 2 2 命令窗口的使用命令窗口的使用【例例1 1】计算计算(1 1)575+987-345575+987-345;(2 2)456456*
2、852;852;(3 3)123/56123/56;5612356123(4 4)5858;(5 5)2122743 2022-11-26docin/sundae_meng4 3 3 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式n运算符和表达式运算符和表达式运算运算数学表达式数学表达式MATLAB运算符运算符MATLAB表达式表达式加加a+b+a+b减减a-b-a-b乘乘axb*a*b除除ab/或或a/b或或ba幂幂abba 2022-11-26docin/sundae_meng5 4 4 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式nMatlabMatlab常用函数常用函数函数名称功能介绍a
3、bsqrt(x)exp(x)log(x)log10(x)sin(x)cos(x)tan(x)函数名称功能介绍cot(x)asin(x)acos(x)atan(x)acot(x)sec(x)csc(x)baxxeln xlg xsin xcosxtan xcot xarcsin xarccosxarctan xarccot x secxcscx 2022-11-26docin/sundae_meng6 4 4 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式nMatlabMatlab常用函数常用函数函数名称功能介绍abs(x)绝对值round(x)四舍五入为整数fix(x)向零方向取整min最小值m
4、ax最大值mean平均值 函数名称功能介绍sort排序length个数prod总乘积sum总和 2022-11-26docin/sundae_meng7 2.2 2.2 命令窗口命令窗口 (续)(续)【练习练习】计算计算 的值,其中的值,其中x=4.92x=4.92。0.521xe【例例2 2】计算计算 的值。的值。2sin 0.315y【练习练习】计算计算 的值。的值。2cos 0.315y【练习练习】计算计算 的值的值3sin50en【例例3 3】已知向量已知向量x xX=43,72,9,16,23,47,26求其最大值,最小值,平均值,和 各数的乘积,排序,向量维数 2022-11-26
5、docin/sundae_meng8 2.2 2.2 命令窗口命令窗口 (续)(续)2022-11-26docin/sundae_meng9 2.2 2.2 命令窗口命令窗口 (续)(续)n数值显示格式设置数值显示格式设置n缺省显示格式:简洁的短格式(缺省显示格式:简洁的短格式(shortshort)n窗口命令及语法格式:窗口命令及语法格式:format short format short format long 15format long 15位数字显示位数字显示n常见通用命令常见通用命令命令命令含义含义clcclc清除命令窗口的显示内容清除命令窗口的显示内容clearclear清除清除M
6、atlabMatlab工作空间中保存的变量工作空间中保存的变量 2022-11-26docin/sundae_meng10 2.1 2.1 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式n数值的记述数值的记述 其数字的绝对值范围大约是:其数字的绝对值范围大约是:n变量命令规则变量命令规则l变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如myVarmyVar与与myvarmyvar表示两个不同的变量。表示两个不同的变量。l变量名变量名第一个字母必须是第一个字母必须是英文字母英文字母。l变量名可以包含变量名可以包含英文字母、下划线和数字英文字母、下划线和数字。l变量名
7、变量名不能包含空格、标点不能包含空格、标点。l变量名最多可包含变量名最多可包含6363个个字符。字符。3083081.7 101.7 10 2022-11-26docin/sundae_meng11 2.1 2.1 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式nMatlabMatlab预定义的变量预定义的变量变量名变量名意义意义ans最近的计算结果的变量名最近的计算结果的变量名epsMATLAB定义的正的极小值定义的正的极小值=2.2204e-16pi圆周率圆周率inf值,无限大值,无限大i或或j虚数单元,虚数单元,sqrt(-1)NaN非数,非数,0/0、/说明说明n每当每当MATLABMA
8、TLAB启动完成,这些变量就被产生。启动完成,这些变量就被产生。nMATLABMATLAB中,被中,被0 0除不会引起程序中断,给出报警的同时用除不会引起程序中断,给出报警的同时用infinf或或NaNNaN给出结果。给出结果。n用户只能临时覆盖这些预定义变量的值,用户只能临时覆盖这些预定义变量的值,ClearClear或重启或重启MATLABMATLAB可恢可恢复其值。复其值。2022-11-26docin/sundae_meng12 2.2 Matlab运算运算n 极限运算极限运算n 导数运算导数运算n 积分运算积分运算n 解方程解方程n 矩阵运算矩阵运算 2022-11-26docin/
9、sundae_meng13 2.2 Matlab运算运算n 极限运算极限运算Matlab利用limit函数计算函数的极限。表示方法为:limit(f,x,a)表示求函数f(x)当x趋近于常数a的极限。1.limit(f,a)表示当x趋近于常数a时,f(x)的极限。2.limit(f,x,a,right)和limit(f,x,a,left)分别表示 函数f(x)当x趋近于a时的右极限和左极限。2022-11-26docin/sundae_meng14 2.2 Matlab运算运算n 极限运算极限运算syms x%将x定义为符号变量limit(x2*sin(1/x),x,0)例1 求 201lim
10、sinxxx练习求 04lim1xxx 2022-11-26docin/sundae_meng15 2.2 Matlab运算运算limit(x2-1)/(2*x2+x-1),x,inf)syms x;f=1/x3;limit(f,x,0,left)limit(f,x,0,right)limit(f,x,0)例3 求 221lim21xxxx例4 求 当 时的左极限,右极限 和极限。31()f xx0 x 极限练习n(1)n(2)n(3)n(4)2022-11-26docin/sundae_meng16 0lim cot2xxx3lim3nnnnlim(221)nnnn 111lim()1xxx
11、e 2022-11-26docin/sundae_meng17 2.2 Matlab运算运算n 导数运算导数运算Matlab利用diff函数计算函数的导数。表示方法为:diff(f,x)表示对函数f(x)关于x求导。1.diff(f)表示函数f(x)对默认变量求一阶导数。2.diff(f,x,n)表示函数f(x)对变量x求n阶导数。differential 2022-11-26docin/sundae_meng18 2.2 Matlab运算运算n 导数运算导数运算syms xdiff(cos(x2+2*x),x,1)diff(x3+cos(2*x)+log(x2),x,2)例1 求 的导数。2
12、cos(2)yxx例2 求 的二阶及三阶导数。32cos2lnyxxxdiff(x3+cos(2*x)+log(x2),x,3)导数练习n(1)n(2)n(3)n(4)2022-11-26docin/sundae_meng19 1(1)(1)yxxsin lnyxxxsinxyex511yx 2022-11-26docin/sundae_meng20 2.2 Matlab运算运算n 积分运算积分运算Matlab利用int函数计算函数的积分。注:定积分上下限中的a,b既可以是一个具体的数,也可以是一个无穷的符号(inf)。integral不定积分的表示方法为:int(f,x)表示求函数f(x)关
13、于x的不定积分。定积分的表示方法为:int(f,x,a,b)表示求函数f(x)关于x从a到b的定积分。2022-11-26docin/sundae_meng21 2.2 Matlab运算运算n 积分运算积分运算syms xint(6x+3*sin(x)+sqrt(x),x)int(sin(x)+cos(x),x,0,pi/4)例1 求 (63sin)xxx dx例2 求40sin cosxxdxint(1/(x2+4*x+9),x,-inf,inf)例3 求2149dxxx积分练习n(1)n(2)n(3)n(4)n(5)2022-11-26docin/sundae_meng22 arcsin
14、xdx3sec xdx2sinxx dx241xedxx20sin(2)xex dx 2022-11-26docin/sundae_meng23 2.2 Matlab运算运算n 求解代数方程求解代数方程1.Matlab利用solve函数求解代数方程。表示方法为:solve(eq,x)注:在输入方程时,方程要带上单引号 。表示方法为:solve(eq1,eq2,eq3,x)2.Matlab利用solve函数求解代数方程组。2022-11-26docin/sundae_meng24 2.2 Matlab运算运算syms xsolve(x2+2*x-1=0,x)syms x,y,zsolve(2*x
15、-y+3*z=3,3*x+y-5*z=0,4*x-y+z=3,x,y,z)例1 求解方程 2210 xx 例2 求解方程组23335043xyzxyzxyz方程练习n(1)n(2)2022-11-26docin/sundae_meng25 322560 xxx2314254236xyzxyzxz 2022-11-26docin/sundae_meng26 2.2 Matlab运算运算n 求解微分方程求解微分方程1.Matlab利用dsolve函数求解微分方程。表示方法为:dsolve(eq,x)注1:在微分方程中,用大写字母D表示一次 微分,D2,D3分别表示二次、三次微分运 算,如符号D2y
16、表示 。22d ydx注2:在输入方程时,方程和变量x要带上 单引号 。2022-11-26docin/sundae_meng27 2.2 Matlab运算运算syms x ydsolve(Dy-1/x*y=x2,x)dsolve(D2y+2*Dy-3*y=9*x,x)例1 求解微分方程 21yyxx例2 求解微分方程239yyyx224290,(0)0,(0)15d ydyyyydxdx例3 求解微分方程 y=dsolve(D2y+4*Dy+29*y=0,y(0)=0,Dy(0)=15,x)微分方程练习n(1)n(2)n(3)n(4)2022-11-26docin/sundae_meng28
17、 323xyyye232sinxyyex00020,2,0,1xxxyyyyyy xdyyedx 2022-11-26docin/sundae_meng29 2.2 Matlab运算运算矩阵运算矩阵运算n 矩阵运算矩阵运算1.矩阵的定义111212122212nnmmmnaaaaaaaaa定义:由mn个元素组成的具有m行n列的数表称为m行n列的矩阵(Matrix)。行向量行向量12naaa12naaa列向量列向量 2022-11-26docin/sundae_meng30 2.2 Matlab运算运算矩阵运算矩阵运算n第一种方法:使用方括号第一种方法:使用方括号“”操作符操作符使用规则使用规则
18、n数组元素必须在数组元素必须在“”内键入;内键入;n行与行之间须用分号行与行之间须用分号“;”间隔;间隔;n行内元素用空格或逗号行内元素用空格或逗号“,”间隔。间隔。【例例】创建矩阵创建矩阵 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9【例例】创建向量创建向量 b=1 3 pi 5 2022-11-26docin/sundae_meng31 2.2 Matlab运算运算矩阵运算矩阵运算n第二种方法:使用冒号第二种方法:使用冒号“:”操作符操作符基本语法格式:基本语法格式:x=Start:Increment:EndnStart表示向量表示向量x的第一个元素;的第一个元素;n向量向量x的最后一个元素不能
19、大于的最后一个元素不能大于End;n若若Increment=1,则可简写为:则可简写为:x=Start:End。【例例】键入并执行键入并执行c=1:2:10 c=1:2:10 c=1 3 5 7 9【例例】创建以创建以110顺序排列整数为元素的行向量顺序排列整数为元素的行向量b。b=1:10 b=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2022-11-26docin/sundae_meng32 2.2 Matlab运算运算矩阵运算矩阵运算n第三种方法:利用函数第三种方法:利用函数linspace函数函数linspace的基本语法的基本语法x=linspace(x1,x2,n)n 该函数生成一
20、个由该函数生成一个由n个元素组成的行向量;个元素组成的行向量;n x1为其第一个元素;为其第一个元素;x2为其最后一个元素;为其最后一个元素;n x1、x2之间元素的之间元素的间隔间隔=(x2-x1)/(n-1)。n 如果忽略参数如果忽略参数n,则系统默认生成,则系统默认生成100个个元素元素的行向量。的行向量。【例例】键入并执行键入并执行x=linspace(1,2,5)x=1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000 2022-11-26docin/sundae_meng33 2.2 Matlab运算运算矩阵运算矩阵运算n MATLAB数组运算符列表数组运算符列表运
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