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| 內容簡介： |
本书以MATLAB 2020版本的功能叙述为主，由浅入深地全面讲解MATLAB软件的知识。本书自始至终采用实例描述，内容完整且各章相对独立，是一本简明的MATLAB参考书。
本书涉及面广，涵盖一般用户需要使用的各种功能，并详细介绍MATLAB常用工具箱的使用。全书共15章，前12章主要介绍MATLAB的基础知识、数组及其操作、数值计算、数据分析、符号运算、关系运算与逻辑运算、函数、程序设计、数据图形可视化、句柄图形对象、Simulink仿真等内容，后3章重点介绍MATLAB在图像处理、信号处理、小波分析中的应用。
本书以实用为目标，讲解细致，既适合作为高等院校理工科研究生、本科生教学用书，也可作为广大科研人员和工程技术人员的参考用书。
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前言 第1章初识MATLAB1 1.1MATLAB简介1 1.2MATLAB R2020a的工作环境3 1.2.1操作界面简介3 1.2.2命令行窗口3 1.2.3命令历史记录窗口7 1.2.4变量命名规则8 1.2.5当前文件夹窗口和路径管理9 1.2.6搜索路径10 1.2.7工作区窗口和数组编辑器12 1.2.8变量的编辑命令13 1.2.9存取数据文件14 1.3MATLAB R2020a的帮助系统15 1.3.1纯文本帮助15 1.3.2帮助导航16 1.3.3示例帮助16 1.4小结17第2章MATLAB语言基础18 2.1基本概念18 2.1.1MATLAB数据类型概述18 2.1.2整数类型19 2.1.3浮点数类型21 2.1.4复数23 2.1.5无穷量和非数值量24 2.1.6数值类型的显示格式24 2.1.7确定数值类型的函数25 2.1.8常量与变量26 2.1.9标量、向量、矩阵与数组26 2.1.10字符串27 2.1.11运算符282.1.12命令、函数、表达式和语句30 2.2向量运算31 2.2.1向量的生成312.2.2向量的加、减、乘、除运算33 2.2.3向量的点积、叉积运算34 2.3矩阵运算35 2.3.1矩阵元素的存储次序362.3.2矩阵元素的表示及相关操作36 2.3.3矩阵的创建39 2.3.4矩阵的代数运算46 2.4字符串运算532.4.1字符串变量与一维字符数组53 2.4.2对字符串的操作54 2.4.3二维字符数组56 2.5小结57第3章数组及其操作58 3.1MATLAB中的数组58 3.2数组的创建59 3.2.1创建空数组59 3.2.2创建一维数组59 3.2.3创建二维数组60 3.2.4创建三维数组61 3.2.5创建低维标准数组65 3.2.6创建高维标准数组66 3.3数组的属性67 3.3.1数组的结构68 3.3.2数组的大小68 3.3.3数组的维度69 3.3.4数组的数据类型70 3.3.5数组的内存占用71 3.4创建特殊数组71 3.4.10-1数组72 3.4.2对角数数组72 3.4.3随机数组73 3.4.4魔方数组74 3.5数组操作74 3.5.1数组的保存和装载74 3.5.2数组索引和寻址75 3.5.3数组的扩展和裁剪78 3.5.4数组形状的改变84 3.5.5数组运算87 3.5.6数组的查找90 3.5.7数组的排序91 3.5.8高维数组的降维92 3.6多维数组及其操作93 3.6.1多维数组的属性93 3.6.2多维数组的操作94 3.7小结97第4章数值计算98 4.1矩阵分析984.1.1使用norm函数进行范数分析984.1.2使用normest函数进行范数分析100 4.1.3条件数分析101 4.1.4数值矩阵的行列式103 4.1.5符号矩阵的行列式104 4.1.6化零矩阵104 4.2线性方程组求解105 4.2.1直接法106 4.2.2迭代法107 4.3矩阵分解111 4.3.1Cholesky分解1114.3.2使用Cholesky分解求解方程组112 4.3.3不完全Cholesky分解113 4.3.4LU分解114 4.3.5不完全LU分解115 4.3.6QR分解116 4.3.7处理QR分解结果118 4.3.8奇异值分解118 4.4特征值分析119 4.4.1特征值和特征向量1204.4.2求稀疏矩阵的特征值和特征向量121 4.4.3特征值问题的条件数122 4.4.4特征值的复数问题123 4.5函数的零点125 4.5.1一元函数的零点125 4.5.2多元函数的零点126 4.6数值积分128 4.6.1一元函数的数值积分128 4.6.2矩形区域的多重数值积分130 4.6.3变量区域的多重数值积分130 4.7概率论与数理统计134 4.7.1双变量的概率分布134 4.7.2不同概率分布135 4.7.3数据分布分析137 4.8小结138第5章数据分析139 5.1插值139 5.1.1一维插值命令及实例139 5.1.2二维插值命令及实例142 5.1.3样条插值144 5.2曲线拟合145 5.2.1多项式拟合1465.2.2加权最小方差拟合原理及实例147 5.3曲线拟合图形界面149 5.3.1曲线拟合窗口149 5.3.2绘制拟合残差图形151 5.3.3进行数据预测151 5.4傅里叶分析152 5.4.1离散傅里叶变换152 5.4.2FFT和DFT155 5.5微分方程157 5.5.1常微分方程的数值解157 5.5.2偏微分方程的数值解160 5.6小结165第6章符号运算166 6.1符号运算的基本概念166 6.1.1符号对象1666.1.2创建符号对象的函数sym 、syms 与class 167 6.1.3符号常量168 6.1.4符号变量1696.1.5符号表达式、符号函数与符号方程170 6.1.6函数symvar 171 6.1.7数组、矩阵与符号矩阵172 6.2符号运算的基本内容1746.2.1符号变量代换及其函数subs 1746.2.2将符号对象转换为数值对象的函数175 6.2.3符号表达式的化简177 6.2.4其他符号运算函数181 6.2.5两种特定的符号运算函数182 6.3符号微积分运算及应用184 6.3.1符号极限运算185 6.3.2符号微分运算187 6.3.3符号积分运算188 6.4符号矩阵及其运算189 6.4.1符号矩阵的建立与访问189 6.4.2符号矩阵的基本运算194 6.4.3符号矩阵的微分与积分199 6.4.4符号矩阵的Laplace变换200 6.5符号方程求解201 6.5.1符号代数方程求解201 6.5.2符号微分方程求解202 6.6符号函数图形计算器FUNTOOL2056.6.1符号函数图形计算器的界面2056.6.2符号函数图形计算器的输入框操作2066.6.3符号函数图形计算器的按钮操作206 6.7小结207第7章关系运算与逻辑运算208 7.1逻辑类型的数据208 7.2关系运算209 7.3逻辑运算210 7.3.1逐个元素的逻辑运算210 7.3.2捷径逻辑运算211 7.3.3逐位逻辑运算212 7.4逻辑函数与测试函数213 7.5运算优先级214 7.6小结215第8章函数216 8.1M文件216 8.1.1M文件概述216 8.1.2局部变量与全局变量217 8.1.3M文件的编辑与运行218 8.1.4M文件的结构219 8.1.5脚本文件219 8.1.6函数文件220 8.1.7函数调用221 8.1.8M文件调试工具224 8.1.9M文件分析工具226 8.2MATLAB的变量229 8.2.1M文件的变量类型229 8.2.2M文件的关键字230 8.3函数类型230 8.3.1匿名函数230 8.3.2M文件主函数232 8.3.3嵌套函数232 8.3.4子函数233 8.3.5私有函数233 8.3.6重载函数233 8.4参数传递234 8.4.1参数传递概述234 8.4.2输入和输出参数的数目234 8.4.3可变数目的参数传递235 8.4.4返回被修改的输入参数236 8.4.5全局变量237 8.5小结238第9章程序设计239 9.1MATLAB的程序结构239 9.1.1if分支结构239 9.1.2switch分支结构241 9.1.3while循环结构242 9.1.4for循环结构243 9.2MATLAB的控制245 9.2.1continue命令245 9.2.2break命令246 9.2.3return命令247 9.2.4input命令247 9.2.5keyboard命令248 9.2.6error和warning命令248 9.3数据的输入与输出249 9.3.1键盘输入命令input250 9.3.2屏幕输出命令disp2509.3.3M数据文件的存储加载命令saveload2509.3.4格式化文本文件的存储读取命令fprintffscanf2509.3.5二进制数据文件的存储读取命令fwritefread2519.3.6数据文件行的存储读取命令fgetlfgets251 9.4MATLAB文件操作251 9.5面向对象程序设计2539.5.1面向对象程序设计的基本方法253 9.5.2面向对象程序设计实例255 9.6MATLAB程序优化25
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MATLAB是由MATrix和LABoratory两个词的前3个字母组合而成的。20世纪70年代后期，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授为了减轻学生的编程负担，设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。MATLAB以商品形式出现后，短短几年就以良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包纷纷被淘汰，而改成在MATLAB平台上重建。到20世纪90年代初期，在国际上30多个数学类科技应用软件中，MATLAB在数值计算方面独占鳌头。目前，MATLAB已成为信号处理、通信原理、自动控制等专业的重要基础课程的首选实验平台，对于学生而言，最有效的学习途径是结合某一专业课程的学习掌握该软件的使用与编程。本书特点? 由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，从MATLAB基础讲起，再辅以MATLAB在工程中的算例，帮助读者尽快掌握MATLAB。? 步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年的MATLAB使用经验，详细讲解MATLAB软件的使用方法与技巧，在讲解过程中辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，快速掌握所讲内容。? 实例典型，轻松易学：学习实际应用算例的具体操作是掌握MATLAB的最好方式，本书通过各种算例，透彻、详尽地讲解MATLAB在各方面的应用。本书内容本书基于MATLAB R2020a版讲解MATLAB的基础知识和核心内容，前12章介绍基础知识，后3章关注综合应用。第1章初识MATLAB第9章程序设计第2章MATLAB语言基础第10章数据图形可视化第3章数组及其操作第11章句柄图形对象第4章数值计算第12章Simulink仿真系统第5章数据分析第13章MATLAB与图像处理第6章符号运算第14章MATLAB与信号处理第7章关系运算与逻辑运算第15章MATLAB与小波分析第8章函数读者对象本书适用于MATLAB初学者以及期望提高矩阵运算及仿真能力的读者，包括：? 高等院校的教师和学生? 相关培训机构的教师和学员? 广大科研人员? ?MATLAB爱好者? 初学MATLAB的工程技术人员下载资源本书涉及的源代码可以从华章网站（www.hzbook.com）下载（搜索到本书以后单击“资料下载”按钮，即可在本书页面上的“扩展资源”模块找到配套资源下载链接）。若下载有问题，请发送电子邮件到booksaga@126.com，邮件主题为“MATLAB 2020从入门到精通”。在学习过程中遇到与本书有关的技术问题时，可以发邮件到book_hai@126.com，编者会尽快给予解答。本书主要由刘成斌编写，另外张樱枝也参与了其中的审校工作。虽然在本书的编写过程中我们力求叙述准确、完善，但是限于水平，书中欠妥之处在所难免，敬请读者及各位同行批评指正。最后感谢你购买本书，希望本书能成为你用MATLAB进行科学研究的启蒙者。编者2020年9月
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