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第1章 MATLAB入门概述1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1 什么是MATLAB1

1.1.2 MATLAB的发展史2

1.1.3 MATLAB语言特点4

1.1.4 MATLAB的优势5

1.1.5 MATLAB R2013a的新特性6

1.2 MATLAB R2013a的安装与激活7

1.3 MATLAB联机帮助13

1.4 变量与常量15

1.4.1 变量15

1.4.2 常量17

1.5 MATLAB编程基础17

1.5.1 表达式和运算符17

1.5.2 复数17

1.5.3 注释与标点18

1.5.4 字符串19

1.5.5 向量21

1.6 矩阵23

1.6.1 矩阵的创建23

1.6.2 矩阵的基本运算28

1.7 数据的输入与输出31

1.8 程序结构32

1.8.1 顺序结构语句32

1.8.2 分支语句33

1.8.3 循环结构语句38

1.9 M文件41

1.9.1 M文件结构42

1.9.2 脚本文件44

1.10 综合实例45

第2章 MATLAB矩阵分析47

2.1 矩阵的特殊计算47

2.1.1 矩阵的行列式47

2.1.2 矩阵的逆和伪逆48

2.1.3 矩阵的秩49

2.1.4 矩阵的迹49

2.1.5 标准正交基50

2.1.6 化零矩阵50

2.1.7 矩阵范数51

2.1.8 矩阵条件数52

2.1.9 特征值与特征向量54

2.1.10 Jordan标准型58

2.2 矩阵分解59

2.2.1 Cholesky分解59

2.2.2 LU分解60

2.2.3 QR分解62

2.2.4 Schur分解62

2.2.5 SVD分解63

2.2.6 Hessenberg分解64

2.3 线性方程组求解65

2.3.1 线性方程组基础65

2.3.2 用除法求解线性方程组66

2.3.3 逆（伪逆）求解线性方程组67

2.3.4 行阶梯形求解线性方程组67

2.3.5 矩阵分解法求解线性方程组68

第3章 MATLAB绘图与界面72

3.1 数据可视化72

3.1.1 离散情况72

3.1.2 连续情况73

3.2 二维绘图74

3.2.1 常用二维绘图74

3.2.2 函数绘图78

3.2.3 特殊二维绘图81

3.3 三维绘图83

3.3.1 常用三维绘图83

3.3.2 特殊三维绘图90

3.4 图形对象92

3.4.1 创建图形对象92

3.4.2 设置对象的属性93

3.4.3 获取对象属性94

3.4.4 对象的基本操作97

3.5 用户接口对象99

3.5.1 uicontrol对象99

3.5.2 uimenu对象100

3.5.3 uicontextmenu对象101

3.5.4 uitoolbar对象102

3.5.5 uibuttongroup对象105

3.5.6 uipanel对象105

3.5.7 uitable对象107

3.6 常用界面107

3.6.1 输入界面107

3.6.2 消息界面108

3.6.3 帮助界面109

3.6.4 警告界面109

3.6.5 错误界面109

3.6.6 问题界面110

3.6.7 列表界面111

3.6.8 进度条界面111

3.6.9 文件打开界面112

3.6.10 文件保存界面113

3.6.11 路径选择界面114

3.6.12 颜色设置界面115

3.6.13 字体设置界面115

3.7 GUIDE设计工具116

3.7.1 GUIDE界面启动117

3.7.2 对象编辑器119

3.7.3 对象位置调整编辑器119

3.7.4 菜单编辑器120

3.7.5 Tab顺序编辑器122

3.7.6 工具编辑器122

3.7.7 M-file编辑器122

3.7.8 属性编辑器124

3.7.9 对象浏览器124

3.8 GUI应用实例125

第4章 Simulink仿真技术134

4.1 Simulink概述134

4.1.1 Simulink的功能134

4.1.2 Simulink的特点134

4.1.3 Simulink的启动135

4.2 一个简单的仿真系统137

4.3 常用的模块库142

4.3.1 常用模块142

4.3.2 连续模块143

4.3.3 非连续模块145

4.3.4 离散模块146

4.3.5 逻辑与位操作模块147

4.3.6 查找表模块149

4.3.7 数学模块150

4.3.8 模型检测模块153

4.3.9 模型扩充模块155

4.3.10 端口与子系统模块155

4.3.11 信号属性模块158

4.3.12 信号路线模块160

4.3.13 接收器模块162

4.3.14 输入源模块163

4.3.15 用户自定义函数模块165

4.4 Simulink系统建模167

4.4.1 线性系统建模167

4.4.2 二阶微分方程169

4.4.3 状态方程172

4.4.4 非线性建模173

4.5 子系统176

4.5.1 子系统介绍177

4.5.2 子系统实例177

4.5.3 子系统封装182

4.6 S函数186

4.6.1 S函数概述186

4.6.2 S函数工作原理186

4.6.3 S函数的模板186

4.6.4 S函数实例分析189

第5章 MATLAB数据的插值与拟合197

5.1 MATLAB自带函数实现插值197

5.1.1 一维插值197

5.1.2 二维插值203

5.1.3 三维插值207

5.1.4 n维插值208

5.1.5 样条插值209

5.2 MATLAB自定义函数实现插值210

5.2.1 拉格朗日插值210

5.2.2 牛顿插值211

5.3 曲线拟合213

5.3.1 多项式拟合213

5.3.2 指数函数拟合216

5.3.3 最小二乘拟合216

5.3.4 线性最小二乘曲线拟合218

5.3.5 非线性最小二乘曲线拟合219

5.3.6 加权最小方差拟合223

5.4 曲线拟合图形界面226

5.4.1 曲线拟合226

5.4.2 拟合残差图227

5.4.3 数据预测230

第6章 MATLAB函数分析232

6.1 函数零极点232

6.1.1 一元函数的零点232

6.1.2 多元函数的零点234

6.1.3 函数的极点236

6.2 函数的极限237

6.2.1 极限的定义238

6.2.2 极限函数238

6.3 数理统计240

6.3.1 最大（小）值240

6.3.2 平均值与中值242

6.3.3 求和（积）243

6.3.4 累积和累和244

6.3.5 方差与标准差245

6.3.6 几何均值247

6.3.7 极差249

6.3.8 协方差与相关系数249

6.3.9 排序251

6.3.10 分位数253

6.3.11 偏斜度与峰度253

6.4 傅里叶变换255

6.4.1 快速傅里叶变换及逆变换255

6.4.2 相位与幅度256

6.4.3 DFT变换258

6.4.4 傅里叶变换应用实例259

第7章 MATLAB微积分分析264

7.1 导数与微分264

7.1.1 导数264

7.1.2 积分266

7.2 级数求和266

7.2.1 有限项级数和267

7.2.2 泰勒展开267

7.2.3 傅里叶展开269

7.3 积分变换270

7.3.1 傅里叶积分变换270

7.3.2 拉普拉斯积分变换271

7.3.3 Z积分变换272

7.4 多元函数分析273

7.4.1 多元函数的偏导273

7.4.2 多元函数的梯度274

7.5 多重积分275

7.5.1 用梯形求面积275

7.5.2 用矩阵求面积276

7.5.3 单变量数值积分278

7.5.4 Lobatto积分280

7.5.5 Gauss-Kronrod积分280

7.5.6 二重积分282

7.5.7 三重积分283

7.6 微分方程286

7.6.1 符号微分方程286

7.6.2 数值微分方程288

7.7 常微分方程仿真298

7.8 偏微分方程302

7.8.1 区域设置及网格化302

7.8.2 设置边界条件307

7.8.3 解椭圆形方程308

7.8.4 解抛物线方程311

7.8.5 双曲线方程313

7.8.6 特征值方程314

7.8.7 非线性椭圆方程315

7.9 有限元分析317

7.9.1 创建网格318

7.9.2 协调元323

7.9.3 非协调元324

第8章 MATLAB数值计算327

8.1 随机数327

8.1.1 几何分布随机数329

8.1.2 Beta分布随机数329

8.1.3 正态分布随机数330

8.1.4 二项分布随机数331

8.1.5 卡方分布随机数332

8.1.6 指数分布随机数333

8.1.7 F分布随机数333

8.1.8 Γ分布随机数334

8.1.9 超几何分布随机数334

8.1.10 对数正态分布随机数336

8.1.11 泊松分布随机数336

8.1.12 连续均匀随机数337

8.2 统计图338

8.2.1 盒形图338

8.2.2 正态分布图340

8.2.3 QQ图340

8.2.4 分组散点图341

8.2.5 残差图342

8.2.6 指数加权滑动平均图342

8.3 回归分析344

8.3.1 一元线性回归分析344

8.3.2 多元线性回归分析345

8.3.3 非线性回归分析348

8.4 方差分析350

8.4.1 单因素方差分析350

8.4.2 双因素方差分析353

8.4.3 多因素方差分析358

8.5 假设检验360

8.5.1 单个正态总体的假设检验361

8.5.2 两个正态总体的假设检验364

8.6 聚类分析365

8.7 主成分分析368

8.8 因子分析370

第9章 MATLAB优化设计372

9.1 线性规划372

9.1.1 线性规划问题的标准型372

9.1.2 MATLAB实现线性规划373

9.2 非线性规划380

9.2.1 非线性规划数学模型380

9.2.2 MATLAB实现非线性规划381

9.3 二次规划398

9.3.1 二次规划数学模型398

9.3.2 MATLAB实现二次规划398

9.4 多目标规划403

9.4.1 多目标规划数学模型及MATLAB实现403

9.4.2 线性目标规划407

9.5 半无限约束优化412

9.6 0-1规划416

第10章 MATLAB工程应用与仿真422

10.1 MATLAB分析混沌现象422

10.2 MATLAB分析数学建模424

10.3 MATLAB分析力学426

10.4 MATLAB分析物理学428

10.5 MATLAB分析数值模型431

10.6 MATLAB分析化学反应434

10.7 MATLAB分析农业问题437

10.8 MATLAB分析导弹系统440

10.9 MATLAB分析社会科学442

参考文献445