科学计算与MATLAB语言

刘卫国 蔡旭晖 吕格莉 何小贤

目录

  • 1 初识MATLAB
    • 1.1 课程导入
    • 1.2 单元测验
  • 2 MATLAB基础知识
    • 2.1 MATLAB系统环境
    • 2.2 MATLAB数值数据
    • 2.3 变量及其操作
    • 2.4 MATLAB矩阵的表示
    • 2.5 矩阵元素的引用
    • 2.6 MATLAB基本运算
    • 2.7 字符串处理
    • 2.8 单元测验
  • 3 MATLAB矩阵处理
    • 3.1 特殊矩阵
    • 3.2 矩阵变换
    • 3.3 矩阵求值
    • 3.4 矩阵的特征值与特征向量
    • 3.5 稀疏矩阵
    • 3.6 单元测验
  • 4 MATLAB程序流程控制
    • 4.1 顺序结构程序
    • 4.2 用if语句实现选择结构
    • 4.3 用switch语句实现选择结构
    • 4.4 用for语句实现循环结构
    • 4.5 用while语句实现循环结构
    • 4.6 函数文件的定义与调用
    • 4.7 函数的递归调用
    • 4.8 函数参数与变量的作用域
    • 4.9 单元测验
  • 5 MATLAB绘图
    • 5.1 二维曲线
    • 5.2 绘制图形的辅助操作
    • 5.3 其他形式的二维曲线
    • 5.4 三维曲线
    • 5.5 三维曲面
    • 5.6 图形修饰处理
    • 5.7 交互式绘图工具
    • 5.8 单元测验
  • 6 数据分析与多项式计算
    • 6.1 数据统计分析
    • 6.2 多项式计算
    • 6.3 数据插值
    • 6.4 数据插值应用举例
    • 6.5 曲线拟合
    • 6.6 曲线拟合应用举例
    • 6.7 单元测验
  • 7 数值微积分与方程求解
    • 7.1 数值微分与数值积分
    • 7.2 线性方程组求解
    • 7.3 线性方程组应用举例
    • 7.4 非线性方程求解与函数极值计算
    • 7.5 常微分方程数值求解
    • 7.6 常微分方程应用举例
    • 7.7 单元测验
  • 8 MATLAB符号计算
    • 8.1 符号对象
    • 8.2 符号微积分
    • 8.3 级数
    • 8.4 符号方程求解
    • 8.5 单元测验
  • 9 MATLAB图形用户界面设计
    • 9.1 图形窗口与坐标轴
    • 9.2 曲线与曲面对象
    • 9.3 图形用户界面设计方法
    • 9.4 用户界面设计工具
    • 9.5 APP设计工具
    • 9.6 图形用户界面应用举例
    • 9.7 单元测验
  • 10 Simulink系统仿真
    • 10.1 Simulink仿真基础
    • 10.2 子系统的创建与封装
    • 10.3 S函数的设计与应用
    • 10.4 Simulink仿真应用举例
    • 10.5 单元测验
  • 11 外部程序接口
    • 11.1 在Excel中使用MATLAB
    • 11.2 MATLAB文件操作
    • 11.3 在其他语言程序中读写MATLAB的数据文件
    • 11.4 在MATLAB中调用其他语言编写的程序
    • 11.5 在其他语言程序中调用MATLAB函数
    • 11.6 单元测验
  • 12 课外阅读
    • 12.1 阅读
图形修饰处理

视频


拓展学习

例1  绘制函数=(−1)^2+(−2)^2−1曲面,并从不同视点展示曲面。

[x,y]=meshgrid(0:0.1:2, 1:0.1:3);

z=(x-1).^2+(y-2).^2-1;

subplot(2,2,1); mesh(x,y,z)

title('方位角=-37.5{\circ},仰角=30{\circ}')

subplot(2,2,2); mesh(x,y,z)

view(0,90);title('方位角=0{\circ},仰角=90{\circ}')

subplot(2,2,3); mesh(x,y,z)

view(90,0); title('方位角=90{\circ},仰角=0{\circ}')

subplot(2,2,4); mesh(x,y,z)

view(-45,-60); title('方位角=-45{\circ},仰角=-60{\circ}')


例2  创建一个灰色系列色图矩阵。

c = [0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0]';

cmap = [c, c, c];

surf(peaks)

colormap(cmap)

cmap=gray(6);

surf(peaks)

colormap(cmap)


例3  使用同一色图,以不同着色方式绘制圆锥体。

[x,y,z]= cylinder(pi:-pi/5:0,10);

colormap(lines);

subplot(1,3,1);

surf(x,y,z); shading flat

subplot(1,3,2);

surf(x,y,z); shading interp

subplot(1,3,3);

surf(x,y,z);


例4  绘制3/4圆。

t = linspace(0,2*pi,100);

x = sin(t);

y = cos(t);

p = y > 0.5;

y(p)= NaN;

plot(x,y)

axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1])

axis square

grid on


例5  绘制3/4球面。

[X, Y, Z] = sphere(60);

p = Z>0.5;

Z(p) = NaN;

surf(X, Y, Z)

axis([-1, 1, -1, 1, -1, 1])

axis equal

view(-45, 20)