数模MATLAB及应用课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《数模MATLAB及应用课件.ppt》由用户(ziliao2023)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数模 MATLAB 应用 课件
- 资源描述:
-
1、数学建模讲稿数学建模讲稿Matlab及其应用及其应用第一节第一节 Matlab概述概述 1、Matlab简介 2、Matlab的工作环境 3、Matlab帮助系统 Matlab简介简介1、MATLAB 的起源与发展的起源与发展MATLAB 是是“矩阵实验室矩阵实验室”(MATrix LABoratory)的)的缩写,最初版本是由缩写,最初版本是由 Cleve Moler 博士用博士用 FORTRAN 语言语言开发的矩阵分析软件。开发的矩阵分析软件。80 年代初期,由年代初期,由 Cleve Moler 和和 John Little采用采用 C 语言语言改写了改写了 MATLAB 的内核。成立了
2、的内核。成立了 Mathworks 软件开发公软件开发公司,并于司,并于1984 年将年将 MATLAB 正式推向市场。正式推向市场。1992 年初推出了应用于年初推出了应用于 Windows 操作系统的操作系统的 MATLAB 4.x 版本。版本。1997 年推出年推出 5.1 版本。版本。1998 年推出年推出 5.2 版本。版本。1999 年推出年推出 MATLAB 5.3 版本,版本,MATLAB 5.3对应于对应于 Release 11。2000 年又推出了更为简便易学的年又推出了更为简便易学的 MATLAB 6.0 版本,版本,MATLAB 6.0 对应于对应于 Release 1
3、2。Matlab简介简介2、MATLAB 的主要特点的主要特点MATLAB 的基本单位为矩阵的基本单位为矩阵.MATLAB 语言以解释方式工作语言以解释方式工作.具有非常友好的人机界面。具有非常友好的人机界面。具有强大的作图和数据可视化功能具有强大的作图和数据可视化功能.具有极强的可扩展性。具有极强的可扩展性。3、MATLAB 的基本组成的基本组成MATLAB 主程序、主程序、Simulink 动态系统仿真和动态系统仿真和 MATLAB 工具箱(工具箱(Toolbox)三大部分组成。)三大部分组成。主程序包括了主程序包括了 MATLAB 语言、工作环境、句柄图形、语言、工作环境、句柄图形、数学
4、函数库和应用程序接口五部分数学函数库和应用程序接口五部分.MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云.Matlab 的安装的安装MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab工作环境界面工作环境界面1.MATLAB 的启动的启动 桌面快捷方式启动桌面快捷方式启动 开始菜单方式启动开始菜单方式启动2.MATLAB和退出和退出 Matlab菜单命令菜单命令/关闭按钮关闭按钮 在在Matlab命令窗口输入命令窗口输入exit或或quitMATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab工作环境界面工作环境界面 历史命令历史
5、命令 启动平台启动平台 命令命令 窗口窗口 标题栏标题栏 菜单栏菜单栏 常用工具栏常用工具栏 工作空间工作空间 当前路径当前路径MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云1、MATLAB 菜单项菜单项File(文件)菜单文件)菜单 Edit(编辑)菜单编辑)菜单 View(视图)菜单视图)菜单Window(窗口)菜单窗口)菜单Web(连网信息)连网信息)Help(帮助)菜单帮助)菜单 Matlab工作环境界面工作环境界面MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab工作环境界面工作环境界面2、MATLAB工具栏工具栏 例例 1-1 绘制函数绘
6、制函数 y=2sin(1+x)的图像,并计算当的图像,并计算当 x=0.5 时时的函数值。的函数值。Matlab工作环境界面工作环境界面Matlab工作环境界面工作环境界面3、MATLAB 通用命令通用命令Matlab帮助系统帮助系统1、Matlab联机帮助联机帮助#工具条中的工具条中的?按钮;按钮;#help菜单栏中前菜单栏中前2 项中的任何一项;项中的任何一项;#在命令窗口中执行在命令窗口中执行 helpdesk或或doc。MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab帮助系统帮助系统3、Matlab常用的窗口帮助命令常用的窗口帮助命令MATLAB 重庆邮电大
7、学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab帮助系统帮助系统help 命令命令直接输入直接输入 help,MATLAB 将列出所有的帮助主题,每将列出所有的帮助主题,每个帮助主题对应于个帮助主题对应于 MATLAB搜索路径中的一个目录;搜索路径中的一个目录;help 后加帮助主题,可获得指定帮助主题的帮助信息;后加帮助主题,可获得指定帮助主题的帮助信息;help 后加函数名;后加函数名;help 后加命令名,将得到指定命令的用法;后加命令名,将得到指定命令的用法;MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab帮助系统帮助系统demo 命令基本矩阵演示窗口基
8、本矩阵演示窗口MATLAB 演示窗口演示窗口MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab帮助系统帮助系统helpwin 命令用于打开 MATLAB 的帮助文件窗MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云Matlab帮助系统帮助系统lookfor 命令允许用户通过完整的或部分关键命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容字来搜索要查找的内容who 和和 whos 的作用是列出在的作用是列出在 MATLAB 工作工作内存中驻留的变量名内存中驻留的变量名exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在命令用来查找或检查变量和函数的存在性性
9、MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云第二节第二节 Matlab 编程基础编程基础v1 变量v2 数组,向量与矩阵的创建和访问v3 部分特殊变量和常数v4 部分常用运算符v5 Matlab的程序设计v6 m文件的创建,保存v7 基本数学函数和基本绘图函数v8 编程举例MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云2.1 变量变量变量无需定义即可使用。变量无需定义即可使用。变量名的大小写是敏感的。变量的第一个字符必须为英文字母,而且不超过31个字符。变量名可以包含下连字符、数字,但不能为空格符、标点。MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理
10、学院 沈世云2.2 数组,向量与矩阵的创建和访问数组,向量与矩阵的创建和访问在Matlab中,这三个概念在创建和显示创建和显示的时候没有任何区别。向量的创建 要创建一个向量,在命令窗口下输入:t=0:1:10屏幕显示:t=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10注意:向量的第一个元素的下标是向量的第一个元素的下标是1,而不是,而不是0。T=0:1:10产生了010步长为1的共11个数,保存在t(1),t(2),t(11)中。MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云v矩阵的创建 例如:创建一个33的矩阵,输入:a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 屏幕输出a=1 2
11、 3 4 5 6 7 8 9MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云v访问矩阵的某一个元素:访问矩阵的某一个元素:a(3,2)ans=8访问矩阵某行访问矩阵某行(列)的所有元素:列)的所有元素:a(3,:)a(:,2)注意:这两个符号分别是注意:这两个符号分别是1*3行向量和行向量和3*1列向量列向量 MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云2.3 部分特殊变量和常数部分特殊变量和常数vans 最近生成的无名结果最近生成的无名结果veps 浮点数的相对误差vpi 3.14145926v i 虚数单位虚数单位v j 虚数单位虚数单位vInf 无穷大
12、,如n/0 MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云2.4 部分常用运算符部分常用运算符2.4.1 算术运算符算术运算符v 加加v 减减v*乘乘(包括标量乘,矩阵乘,标量与矩阵乘包括标量乘,矩阵乘,标量与矩阵乘)v/除除(包括标量除,矩阵除标量,数组除标量包括标量除,矩阵除标量,数组除标量)v 矩阵求幂(矩阵必须为方阵)矩阵求幂(矩阵必须为方阵)v.*数组相乘数组相乘v./数组相除数组相除v.数组求幂数组求幂注意:注意:.*(./)表示两个同维数组中的对应元素做乘(除)表示两个同维数组中的对应元素做乘(除).表示对数组的每个元素求幂表示对数组的每个元素求幂MATLAB
13、重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云2.4.2 关系运算符关系运算符v 小于小于v 大于大于v=大于等于大于等于v=等于等于v=不等于不等于运算法则:若关系式成立,结果为运算法则:若关系式成立,结果为1;若关系式不成立,结果为若关系式不成立,结果为0。MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云2.4.3 逻辑运算符逻辑运算符v&与与|或或 非非运算法则:运算法则:若逻辑真,结果为若逻辑真,结果为1,若逻辑假,结果为若逻辑假,结果为0。2.4.4 其他常见符号其他常见符号v=变量赋值变量赋值v%注
14、释符注释符v 共轭转置符共轭转置符v:冒号运算符冒号运算符v n:s:m 产生产生nm,步长为步长为s的序列,的序列,s可以为可以为 正或负或者小数,默认值为正或负或者小数,默认值为1。MATLAB 重庆邮电大学重庆邮电大学 数理学院数理学院 沈世云sin 正弦函数正弦函数 asin 反正弦函数反正弦函数 cos 余弦函数余弦函数 acos 反余弦函数反余弦函数 tan 正切函数正切函数 atan 反正切函数反正切函数 cot 余切函数余切函数 acot 反余切函数反余切函数 sec 正割函数正割函数 asec 反正割函数反正割函数 csc 余割函数余割函数 acsc 反余割函数反余割函数 s
15、inh 双曲正弦函数双曲正弦函数 asinh 反双曲正弦函数反双曲正弦函数 cosh 双曲余弦函数双曲余弦函数 acosh 反双曲余弦函数反双曲余弦函数 tanh 双曲正切函数双曲正切函数 atanh 反双曲正切函数反双曲正切函数 sech 双曲正割函数双曲正割函数 asech 反双曲正割函数反双曲正割函数 csch 双曲余割函数双曲余割函数 acsch 反双曲余割函数反双曲余割函数 coth 双曲余切函数双曲余切函数 acoth 反双曲余切函数反双曲余切函数 三角函数与双曲函数三角函数与双曲函数abs(x)绝对值绝对值sqrt(x)开平方开平方conj(z)共轭复数共轭复数round(x)四
16、舍五入四舍五入floor(x)舍去正小数舍去正小数rat(x)化为分数表示化为分数表示gcd(x,y)最大公因数最大公因数exp(x)自然指数自然指数log(x)e为底的对数为底的对数Log10(x)10为底的对数为底的对数angle(z)复数复数z的相角的相角real(z)复数复数z的实部的实部imag(z)复数复数z的虚部的虚部fix(x)舍去小数取整舍去小数取整ceil(x)加入正小数取整加入正小数取整sign(x)符号函数符号函数rem(x,y)求求x除以除以y的余数的余数lcm(x,y)最小公倍数最小公倍数pow2(x)以以2为底的指数为底的指数log2(x)以以2为底的对数为底的对
17、数who 列出在列出在MATLAB工作空间中已有的变量工作空间中已有的变量whos 列出驻留变量的同时列出驻留变量的同时,还给出维数及性质还给出维数及性质clear 删除内存中的变量(数据)删除内存中的变量(数据)clc 删除命令窗口的内容(已使用过的命令)删除命令窗口的内容(已使用过的命令)home 光标移到命令窗口的左上角光标移到命令窗口的左上角clf 删除图形窗口的内容删除图形窗口的内容 调出刚才使用过的命令调出刚才使用过的命令quit 退出退出MATLAB11/15MATLAB 常用函数介绍常用函数介绍MATLAB命令窗口的部分通用命令命令窗口的部分通用命令二.matlab应用初步 1
18、 1 用用MatlabMatlab进行多项式运算与方程求根进行多项式运算与方程求根 2 2 用用MatlabMatlab进行求导运算进行求导运算 3 3 用用MatlabMatlab进行求极限进行求极限1 Matlab多项式运算与方程求根多项式运算与方程求根1.1 Matlab多项式运算q 在在 Matlab 中中,n 次多项式是用一个长度为次多项式是用一个长度为 n+1的向量来表示,缺的向量来表示,缺少的幂次项系数为少的幂次项系数为 0。例如:。例如:0111)(axaxaxaxpnnnn在在 Matlab中中表示为相应的向量:表示为相应的向量:,011aaaannq 例:例:3223 xx
19、 3 ,0 ,1,2注:系数中的零不能省!注:系数中的零不能省!q 多项式四则运算多项式四则运算 多项式加减运算:多项式加减运算:Matlab没有提供专门进行多项式加减运算的函数,没有提供专门进行多项式加减运算的函数,事实上,多项式的加减就是其所对应的系数向量的加减运算。事实上,多项式的加减就是其所对应的系数向量的加减运算。例:例:32231xxp 3 ,0 ,1,2 对于次数相同的多项式,可以直接对其系数向量进行加减运算;对于次数相同的多项式,可以直接对其系数向量进行加减运算;如果两个多项式次数不同,则应该把低次多项式中系数不足的高次如果两个多项式次数不同,则应该把低次多项式中系数不足的高次
20、项用项用0补足,然后进行加减运算。补足,然后进行加减运算。122xp4222321xxxpp 1 ,2 4 ,2 ,1,2q 多项式四则运算(续)多项式乘法运算:多项式乘法运算:k=conv(p,q)例:计算多项式例:计算多项式 和和 的乘积的乘积3223 xx12 xp=2,-1,0,3;q=2,1;k=conv(p,q)多项式除法运算:多项式除法运算:k,r=deconv(p,q)其中其中 k 返回的是多项式返回的是多项式 p 除以除以 q 的商,的商,r 是余式。是余式。k,r=deconv(p,q)p=conv(q,k)+r1.2 多项式的导数:多项式的导数:polyderk=poly
21、der(p):多项式多项式 p 的导数;的导数;k=polyder(p,q):p*q 的导数;的导数;k,d=polyder(p,q):p/q 的导数,的导数,k是分子,是分子,d是分母。是分母。k1=polyder(2,-1,0,3)k2=polyder(2,-1,0,3,2,1)k3,d=polyder(2,-1,0,3,2,1)例:已知例:已知 ,求求32)(23xxxp12)(xxq)/(,)(,qpqpp1.3 多项式求值p=2,-1,0,3;x=2;polyval(p,x)x=-1,2;-2,1;polyval(p,x)例:已知例:已知 ,分别取,分别取 x=2和一个和一个2 2矩
22、阵,矩阵,求求 p(x)在在 x 处的值处的值32)(23xxxp 代数多项式求值:代数多项式求值:y=polyval(p,x):计算多项式计算多项式 p 在在 x 点的值点的值注:若注:若 x x 是向量或矩阵,则采用数组运算(点运算)!是向量或矩阵,则采用数组运算(点运算)!q 多项式求值(续)p=2,-1,0,3;x=-1,2;-2,1;polyval(p,x)polyvalm(p,x)例:已知例:已知 ,则,则32)(23xxxp 矩阵多项式求值:矩阵多项式求值:Y=polyvalm(p,X):以方阵:以方阵X为自变量,为自变量,计算多项式的值,采用矩阵运算。计算多项式的值,采用矩阵运
23、算。polyvalm(p,A)=2*A*A*A-A*A+3*eye(size(A);polyval(P,A)=2*A.*A.*A-A.*A+3*ones(size(A)1.4 多项式求根多项式求根p=2,-1,0,3;x=roots(p)x=roots(p):若:若p是是n次多项式,则输出次多项式,则输出x为包为包含含p=0的的n个根的个根的n维向量。维向量。例:已知例:已知 ,求,求p(x)的零点。的零点。32)(23xxxp2.用用Matlab进行求导运算进行求导运算在在Matlab 中,求函数的导数或偏导数的格式为:中,求函数的导数或偏导数的格式为:difff表示表示f对对x求一阶导数求
24、一阶导数表示表示f对对x求求n阶导数阶导数,difff x n 3cosln2f xxx例例1:求函数:求函数 的导数的导数解解Syms xy=x3+cos(x)+log(2);z=diff(y)cosxyex例例2:求函数:求函数 的二阶及三阶导的二阶及三阶导数数解解 2*exp()*sin()2*exp()*cos()ansxxxx例例3:求函数:求函数 的二阶及三阶导的二阶及三阶导数数lnxyxxans=xx*(log(x)+1)*log(x)+xx/xSyms xy=exp(-x)*cos(x)Z=diff(y,3)Syms xy=xx*log(x)Z=diff(y,3)n=0:1:6
25、3;S=sum(2.n)S=1.8447e+019例例2.计算计算sin x 在在 处的值处的值3,4,6,8 clear x=pi./8,6,4,3;y=sin(x)y=0.3827 0.5000 0.7071 0.8660例例1.计算级数计算级数:S=1+2+22+23+263=6302nn8/15例例3.衰减振荡曲线函数衰减振荡曲线函数:y=e-0.5x sin 5x图形图形.x=0:0.1:4*pi;y=exp(-0.5*x);y1=y.*sin(5*x);plot(x,y1,x,y,-r,x,-y,-r)3.3 用用Matlab进行画图进行画图1.1.常见初等函数的图形常见初等函数的
展开阅读全文