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第1章 MATLAB概述1

1.1 MATLAB发展史2

1.1.1 MATLAB的由来及演变2

1.1.2 MATLAB与其他数学软件2

1.1.3 MATLAB进行科学计算的特点3

1.1.4 MATLAB 2009a 的新增功能3

1.2 MATLAB的安装与运行4

1.3 MATLAB工作环境6

1.3.1 主界面6

1.3.2 命令窗口7

1.3.3 历史命令窗口8

1.3.4 目录和文件管理9

1.3.5 工作空间10

1.3.6 搜索路径管理11

1.3.7 工作空间数据保存12

1.4 MATLAB 2009a 帮助系统12

1.4.1 命令行帮助查询12

1.4.2 联机演示系统13

1.5 MATLAB的使用与注释13

第2章 MATLAB数据类型15

2.1 数值类型16

2.1.1 整数16

2.1.2 浮点数18

2.1.3 复数19

2.1.4 整型浮点数间的操作函数20

2.1.5 实例2-1：复数运算操作21

2.2 字符串类型22

2.2.1 创建字符串22

2.2.2 字符串元素的读取24

2.2.3 字符串查找与替换24

2.2.4 字符串比较26

2.2.5 字符串的基本变换27

2.2.6 实例2-2：改变字符串的大小写30

2.3 函数句柄31

2.4 变量与表达式31

第3章 MATLAB基本运算34

3.1 算术运算35

3.2 关系运算37

3.3 逻辑运算38

3.3.1 元素方式逻辑运算符38

3.3.2 比特方式逻辑运算符39

3.3.3 短期方式逻辑运算符39

3.4 运算优先级40

3.5 MATLAB中常用的数学函数40

3.5.1 三角函数表40

3.5.2 指数函数表42

3.5.3 复数函数表42

3.5.4 舍入与余数函数表43

3.5.5 坐标与数理函数表44

3.5.6 专用与测试函数表46

3.5.7 通用数据分析函数表47

3.6 MATLAB中的向量49

第4章 数值数组及运算50

4.1 数组的创建51

4.1.1 创建一维数组51

4.1.2 创建二维数组52

4.1.3 创建三维数组53

4.1.4 常用的标准数组55

4.2 数组的运算57

4.2.1 数组与标量的四则运算57

4.2.2 数组间的四则运算58

4.2.3 数组的幂运算58

4.2.4 数组的指数运算、对数运算与开方运算59

4.3 数组操作59

4.3.1 数组索引与寻址59

4.3.2 数组排序61

第5章 单元数组与结构体63

5.1 单元数组64

5.1.1 创建单元数组64

5.1.2 显示单元数组65

5.1.3 操作单元数组66

5.1.4 单元数组函数68

5.2 结构体69

5.2.1 创建结构体69

5.2.2 结构体的操作70

第6章 矩阵运算74

6.1 创建矩阵75

6.1.1 矩阵的构造75

6.1.2 矩阵的基本运算76

6.1.3 矩阵重组操作79

6.1.4 矩阵形变操作81

6.2 矩阵分析84

6.2.1 范数分析84

6.2.2 条件数分析87

6.2.3 特征值分析88

6.2.4 矩阵的行列式93

6.2.5 矩阵的秩与逆阵93

6.2.6 矩阵的分解94

6.2.7 矩阵的其他操作104

6.3 线性方程组105

6.3.1 恰定方程组105

6.3.2 欠定方程组107

6.3.3 超定方程组108

6.4 特殊矩阵110

6.5 稀疏矩阵111

6.5.1 稀疏矩阵的生成112

6.5.2 稀疏矩阵的操作113

6.5.3 稀疏矩阵的图形显示115

第7章 多项式运算与曲线拟合117

7.1 多项式118

7.1.1 多项式的表达与创建118

7.1.2 多项式的四则运算118

7.1.3 多项式的根119

7.1.4 多项式求值119

7.1.5 多项式微分120

7.1.6 多项式积分121

7.1.7 多项式部分分式展开121

7.2 曲线拟合122

7.2.1 最小二乘法曲线拟合122

7.2.2 曲线拟合图形用户接口123

第8章 高级数值分析124

8.1 函数的零点125

8.1.1 一元函数的零点125

8.1.2 多元函数的零点125

8.2 线性方程组的数值解法126

8.2.1 直接解法126

8.2.2 线性方程组求解中的变换127

8.2.3 迭代解法128

8.3 非线性方程组的数值解法132

8.3.1 不动点迭代法132

8.3.2 Newton迭代法133

8.3.3 拟Newton法134

8.4 数据插值137

8.4.1 一维数据插值137

8.4.2 二维数据插值139

8.4.3 三维数据插值141

8.4.4 Lagrange插值141

8.4.5 Newton插值143

8.4.6 三次样条插值144

8.5 数值积分和数值微分145

8.5.1 Newton-Cotes求积公式145

8.5.2 Gauss求积公式147

8.5.3 Romberg（龙贝格）求积公式149

8.5.4 多重数值积分150

8.5.5 数值微分151

8.6 常微分方程的数值解法152

8.6.1 Euler方法152

8.6.2 Runge-Kutta方法153

8.6.3 线性多步法156

8.6.4 一阶方程组与高阶方程解法157

8.7 优化问题159

8.7.1 单变量最小化159

8.7.2 线性规划161

8.7.3 无约束非线性规划163

8.7.4 二次规划164

8.7.5 有约束最小化165

8.7.6 最大值的最小化166

第9章 概率与数理统计168

9.1 概率分布169

9.2 参数估计171

9.2.1 点估计171

9.2.2 区间估计171

9.3 假设检验174

9.3.1 单个样本的t检验175

9.3.2 两个样本的t检验176

9.3.3 Z检验177

9.4 方差分析178

9.4.1 单因子方差分析178

9.4.2 双因子方差分析181

9.4.3 多因素方差分析183

9.4.4 方差分析工具186

9.5 回归分析187

9.5.1 线性回归187

9.5.2 岭回归190

9.5.3 一般线性模型拟合190

9.5.4 多项式拟合192

9.5.5 稳健回归193

9.5.6 响应面分析195

9.5.7 非线性回归196

第10章 MATLAB符号运算199

10.1 符号变量与符号表达式200

10.1.1 符号对象的创建200

10.1.2 符号常量202

10.1.3 符号变量和符号表达式202

10.1.4 符号矩阵203

10.2 符号变量的基本操作203

10.2.1 符号变量的查找203

10.2.2 符号精度计算204

10.3 符号表达式的操作204

10.3.1 符号表达式的运算204

10.3.2 符号表达式的合并同类项205

10.3.3 符号表达式的因式分解206

10.3.4 符号表达式的展开206

10.3.5 符号表达式的嵌套206

10.3.6 符号表达式的化简207

10.3.7 符号表达式的替换208

10.3.8 符号表达式的分子分母提取209

10.4 符号函数的操作210

10.4.1 符号函数的反函数210

10.4.2 符号函数的复合函数210

10.5 符号微积分211

10.5.1 符号级数求和211

10.5.2 符号函数的极限212

10.5.3 符号微分213

10.5.4 符号积分214

10.6 符号积分变换215

10.6.1 傅里叶变换及其反变换215

10.6.2 拉普拉斯变换及其反变换216

10.6.3 Z变换及其反变换217

10.7 符号代数方程求解217

10.8 符号微分方程求解219

10.9 符号函数绘图220

10.10 可视化符号分析221

10.10.1 funtool分析界面221

10.10.2 taylortool分析界面222

10.11 综合实例：车辆速度控制系统222

第11章 二维图形224

11.1 MATLAB的图形窗口225

11.2 基本二维图形绘制225

11.2.1 基本二维绘图函数及用法225

11.2.2 基本二维图形绘图线型控制229

11.2.3 基本二维图形线条颜色控制230

11.2.4 基本二维图形线条宽度控制230

11.2.5 基本二维图形默认线型设置231

11.2.6 实例11-1：绘制双向量图231

11.3 其他二维图形绘制232

11.3.1 重叠图形的绘制232

11.3.2 子图的绘制233

11.3.3 双y轴图形的绘制233

11.4 二维图形绘图网格与坐标轴设置234

11.4.1 绘图网格设置234

11.4.2 绘图坐标轴显示控制234

11.4.3 坐标轴范围及比例控制235

11.4.4 实例11-2：同一窗口的分块绘图238

11.5 二维图形标注238

11.5.1 坐标轴标注和图形标题238

11.5.2 图形中的文本标注239

11.5.3 图例标注240

11.5.4 双y轴图形标注240

11.5.5 实例11-3：两条曲线在同一窗口241

第12章 三维图形243

12.1 三维图形的绘制244

12.1.1 三维曲线绘图244

12.1.2 三维网格图245

12.1.3 三维曲面图246

12.1.4 实例12-1：绘制螺旋线三维图248

12.2 三维图形的编辑248

12.2.1 视角控制248

12.2.2 背景颜色设置250

12.2.3 图形颜色设置251

12.2.4 数值轴颜色设置252

12.2.5 图形的着色设置253

12.2.6 照明控制254

12.2.7 材质控制255

12.2.8 透视控制256

12.2.9 实例12-2：求解温度的等值曲面和等值线图258

第13章 特殊图形259

13.1 特殊坐标二维图260

13.1.1 对数坐标图形260

13.1.2 极坐标图形262

13.1.3 柱坐标图形262

13.2 条形图263

13.2.1 二维条形图263

13.2.2 三维条形图264

13.3 饼图265

13.3.1 二维饼图265

13.3.2 三维饼图266

13.4 等高线图266

13.4.1 二维等高线图266

13.4.2 三维等高线图267

13.5 彗星图268

13.5.1 二维彗星图268

13.5.2 三维彗星图268

13.6 火柴杆图268

13.6.1 二维火柴杆图269

13.6.2 三维火柴杆图269

13.7 矢量图270

13.7.1 二维失量图270

13.7.2 三维矢量图271

13.8 面积图271

13.9 误差条图272

13.10 柱状图273

13.11 球形图273

13.12 复数变量图275

13.13 图形窗口276

13.13.1 创建和控制图形窗口276

13.13.2 使用工具栏编辑图形276

13.13.3 使用绘图工具（plot tool）编辑图形280

13.13.4 使用图形窗口进行数据分析284

13.14 图形的打印与导出287

13.14.1 打印设置287

13.14.2 图形打印的命令操作方式288

13.14.3 图形的导出设置289

第14章 句柄图形290

14.1 句柄图形基础291

14.1.1 图形对象及属性291

14.1.2 句柄对象及图形结构292

14.2 图形句柄的操作293

14.2.1 创建图形对象293

14.2.2 创建图形对象实例294

14.2.3 访问图形对象的句柄295

14.2.4 访问图形对象句柄实例296

14.2.5 使用句柄操作图形对象297

14.3 图形对象的操作299

14.3.1 set函数299

14.3.2 使用结构体设置属性300

14.3.3 查询及设置图形对象的属性301

14.4 高层绘图命令301

14.4.1 NexPlot属性302

14.4.2 NewPlot命令302

14.5 坐标轴对象302

14.5.1 坐标轴的几何属性303

14.5.2 坐标轴的刻度属性303

14.5.3 坐标轴的照相机属性304

第15章 图形用户界面GUI306

15.1 图形用户界面GUI基础307

15.2 图形用户界面GUIDE308

15.3 GUIDE的常用工具308

15.3.1 对象设计编辑器309

15.3.2 菜单编辑器310

15.3.3 对象属性查看器310

15.3.4 位置调整工具311

15.3.5 对象浏览器311

15.4 菜单的使用312

15.4.1 菜单的建立312

15.4.2 uimenu菜单的属性314

15.4.3 uicontextmenu菜单的属性316

15.5 基本控件319

15.5.1 控件对象类型319

15.5.2 控件的建立321

15.5.3 控件属性323

15.5.4 控件属性设置329

15.6 综合实例：使用GUIDE创建GUI对象329

第16章 MATLAB程序设计346

16.1 程序设计基础347

16.2 M文件编辑器347

16.2.1 文件编辑器的打开347

16.2.2 文件编辑器的设置347

16.2.3 文件编辑器打印属性的设置349

16.3 MATLAB的变量和关系式350

16.3.1 M文件的变量类型350

16.3.2 M文件的关键字351

16.3.3 关系表达式352

16.3.4 逻辑运算函数353

16.4 MATLAB的程序结构353

16.4.1 顺序结构353

16.4.2 if选择结构355

16.4.3 实例16-1：求解二元一次方程组355

16.4.4 switch选择结构357

16.4.5 while循环结构358

16.4.6 for循环结构358

16.4.7 实例16-2：求平均值和标准值359

16.5 MATLAB的控制语句360

16.5.1 continue命令361

16.5.2 break命令361

16.5.3 return命令362

16.5.4 input命令362

16.5.5 keyboard命令363

16.5.6 echo命令364

16.5.7 error和warning命令364

16.5.8 pause命令364

16.5.9 try-catch命令364

16.6 脚本和函数365

16.6.1 脚本文件365

16.6.2 函数文件366

16.7 函数与变量的参数传递367

16.7.1 变量检测命令367

16.7.2 跨空间计算表达式的数值368

16.8 程序调试与优化368

16.8.1 直接调试法368

16.8.2 工具调试法369

16.8.3 程序优化370

第17章 高级编程技术371

17.1 文件的常见操作372

17.1.1 打开与关闭文件372

17.1.2 读/写二进制文件374

17.1.3 处理文本文件378

17.2 图像处理385

第18章 Simulink仿真系统390

18.1 Simulink基础知识391

18.1.1 Simulink与系统仿真391

18.1.2 Simulink的安装与启动391

18.1.3 添加Simulink模块392

18.1.4 设置模块的属性393

18.1.5 连接模块394

18.1.6 运行仿真系统395

18.2 Simulink的数据类型395

18.2.1 Simulink支持的数据类型396

18.2.2 Simulink中的数据传递396

18.3 Simulink的基本操作397

18.3.1 Simulink模块的工作原理397

18.3.2 模块的操作398

18.3.3 复制和移动模块399

18.3.4 添加模块的阴影效果399

18.3.5 操作模块名称399

18.3.6 连接线的分支400

18.3.7 移动连接线的节点400

18.3.8 添加信号线标识401

18.4 Simulink的信号401

18.4.1 创建信号401

18.4.2 添加信号标签401

18.4.3 显示信号数值401

18.4.4 复数信号402

18.4.5 虚拟信号402

18.4.6 控制信号403

18.4.7 信号组405

18.4.8 使用自定义信号源409

18.5 Simulink仿真的设置410

18.5.1 设置解算器参数411

18.5.2 仿真数据的输入/输出设置413

18.5.3 仿真诊断设置414

18.6 Simulink线性系统建模415

18.6.1 线性系统建模实例416

18.6.2 积分器模块工作原理417

18.6.3 设置初始状态数值417

18.6.4 设置积分限制418

18.6.5 重设积分状态419

18.6.6 设置积分状态端口419

18.7 非线性系统建模420

第19章 MATLAB扩展编程实例424

19.1 MATLAB在数字图形处理中的应用425

19.11 实例19-1：给定图像的变换和重构425

19.1.2 实例19-2：给定图像去噪声426

19.1.3 实例19-3：校正背景亮度426

19.1.4 实例19-4：绘制多级轮廓图428

19.2 MATLAB在信号处理中的应用430

19.2.1 实例19-5：绘制连续系统信号图430

19.2.2 实例19-6：绘制连续系统图430

19.2.3 实例19-7：设计数字低通滤波器431

19.2.4 实例19-8：绘制幅频响应曲线431

19.2.5 实例19-9：绘制滤波器频率响应曲线432

19.3 MATLAB在神经网络设计中的应用432

19.3.1 实例19-10：递归神经网络的设计433

19.3.2 实例19-11：设计感知器神经元435

19.3.3 实例19-12：设计线性网络437

19.3.4实例19-13：应用竞争网络438

19.4 MATLAB在汽车工程中的应用439

19.4.1 实例19-14：绘制发动机特性曲线439

19.4.2 实例19-15：绘制车辆控制速度系统442