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1、matlab学习课件和教程第 1 章 基础准备及入门 本章有三个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明地介绍MATLAB及其操作桌面Desktop的基本使用方法；三是全面介绍MATLAB的帮助系统。.1 MATLAB的安装和工具包选择 对PC机用户来说，常常需要自己安装MATLAB。MATLAB R2014a （即MATLAB 8.3）版要求WinXP、Windows Vista、Windows 7等平台。下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。.2 MATLAB桌面.2.1MATLAB桌面的启动（1）方法一（2）方法二.2.2MATLAB桌面的布局图1.2-1 中文

2、版Desktop操作桌面的外貌.3指令窗运行入门 MATLAB的使用方法和界面有多种形式。但最基本的，也是入门时首先要掌握的是：MATLAB指令窗的基本表现形态和操作方式。本书作者相信，通过本节的文字解释，读者将对MATLAB使用方法有一个良好的初始感受。.3.1指令窗简介图 1.3-1 指令窗被最大化的桌面.3.2最简单的计算器使用法【例1.3-1】求 的运算结果。(12+2*sin(pi/6)/3.252 ans = 1.2497说明【例1.3-2】“续行输入”法。S=1-1/2+1/3-1/4+ .1/5-1/6+1/7-1/8 S = 0.6345 说明.3.3数值、变量和表达式 前节

3、算例只是表演了“计算器”功能，那仅是MATLAB全部功能中小小一角。为深入学习MATLAB，有必要系统介绍一些基本规定。本节先介绍关于变量的若干规定。10 1 数值的记述（1）变量赋值数值运算的前提（2）输入数值的M码表述10 2变量命名规则10 3MATLAB的特殊数值及专用变量名表1.3-1 MATLAB为特殊数值定义的专用变量名专用变量名代表的特殊值专用变量名代表的特殊值epsNaN 或 nani 或 jInf或infpiintmaxrealmaxintminrealmin说明【例1.3-3】运行以下指令，以便初步了解那些代表特殊数值的专用变量名。format long e % RMAd

4、=realmax(double) %RMAs=realmax(single) %RMAd = 1.797693134862316e+308RMAs = 3.4028235e+38 IMA64=intmax(int64) %IMA32=intmax %IMA16=intmax(int16) % IMA64 = 9223372036854775807IMA32 = 2147483647IMA16 = 32767 e1=eps %e2=eps(2) % e1 = 2.220446049250313e-16e2 = 4.440892098500626e-16 pi % ans = 3.14159265

5、3589793e+00 10 4运算符和表达式（1）MATLAB的运算符表1.3-2 MATLAB的各种运算符矩阵运算规则算术运算名称加减矩阵乘矩阵左除矩阵右除矩阵幂算符+-*/数组运算规则算术运算Arithmetic Operations算符.*. 或 ./.名称加减数组乘数组左除或数组右除数组幂关系运算Relational Operations算符=名称大于小于大于等于小于等于等于不等于逻辑运算Logical Operations算符&|xor名称与或非异或（2）MATLAB的表达式10 5 面向复数设计的运算MATLAB特点之一【例1.3-4】复数表达，及计算。1）z1=4+3i % z

6、1 = 4.0000 + 3.0000i 2）z2=1+2*i %z3=2*exp(i*pi/6) %z=z1*z2/z3 z2 = 1.0000 + 2.0000iz3 = 1.7321 + 1.0000iz = 1.8840 + 5.2631i 3）real_z=real(z)image_z=imag(z)magnitude_z=abs(z)angle_z_radian=angle(z) %angle_z_degree=angle(z)*180/pi % real_z = 1.8840image_z = 5.2631magnitude_z = 5.5902angle_z_radian =

7、1.2271angle_z_degree = 70.3048 说明【例1.3-5】图示复数的和（配图1.3-2）。1）z1=4+3*i;z2=1+2*i; % 2）z12=z1+z2 % z12 = 5.0000 + 5.0000i 3）复数的运算的几何意义clf %hold on %plot(0,z1,z12,-b,LineWidth,3)plot(0,z12,-r,LineWidth,3)plot(z1,z12,ob,MarkerSize,8)hold off %grid on %axis equal %axis(0,6,0,6)text(3.5,2.3,z1)text(5,4.5,z2)

8、text(2.5,3.5,z12)xlabel(real)ylabel(image) 图 1.3-2 两个复数相加【例1.3-6】 用MATLAB计算能得到 2 吗（配图1.3-3）？1）a=-8;r_a=a(1/3) % r_a = 1.0000 + 1.7321i 2）r_n=nthroot(a,3) % r_n = -2 3）% p=1,0,0,-a; % %R=roots(p) %R = -2.0000 + 0.0000i 1.0000 + 1.7321i 1.0000 - 1.7321i 4）MR=abs(R(1); %t=0:pi/20:2*pi; %x=MR*sin(t); y=

9、MR*cos(t); plot(x,y,b:),grid on % %hold onplot(R(2),.,MarkerSize,30,Color,r) %plot(R(1,3),o,MarkerSize,15,Color,b) %axis(-3,3,-3,3),axis square %hold off 图 1.3-3 （-8）的全部三次方根分布说明10 6 面向数组设计的运算MATLAB特点之二【例1.3-7】实数数组的“一行”输入法。1）AR= 1,3;2,4 % 2）3）AR = 1 3 2 4 说明【例1.3-8】实数数组的“分行”输入法。AI=5,7 6,8 AI = 5 7 6

10、8 说明 【例1.3-9】对复数数组进行求实部、虚部、模和幅角的运算。1）AR=1,3;2,4;AI=5,7;6,8; %A=AR-AI*i %A = 1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 7.0000i 2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 8.0000i 2）A_real=real(A)A_image=imag(A) A_real = 1 3 2 4A_image = -5 -7 -6 -8 3）for m=1:2for n=1:2 Am1(m,n)=abs(A(m,n); Aa1(m,n)=angle(A(m,n)*180/pi; % endendAm1,Aa

11、1 Am1 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443Aa1 = -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.4349 4）Am2=abs(A)Aa2=angle(A)*180/pi Am2 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443Aa2 = -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.4349 说明【例1.3-10】画出衰减振荡曲线，的取值范围是（配图1.3-4）。t=0:pi/50:4*pi; %y=exp(-t/3).*sin(3*t); %plot(t,y,-r,LineWidth,2) %axis(0,4*pi,-

12、1,1)xlabel(t),ylabel(y) 图 1.3-4 衰减振荡曲线说明【例1.3-11】复数矩阵的生成，及计算矩阵乘积（A取自算例1.3-9）。B=3+2i,2+6i;5+3i,4-2i % %C=A*B %B = 3.0000 + 2.0000i 2.0000 + 6.0000i 5.0000 + 3.0000i 4.0000 - 2.0000iC = 49.0000 -39.0000i 30.0000 -38.0000i 62.0000 -42.0000i 40.0000 -40.0000i 说明.4指令窗操作要旨 前一节借助算例，使读者对MATLAB指令窗的使用方法有了一个直观

13、的感受。本节将在上节的基础上对控制指令窗的指令和操作进行较系统的归纳，以便读者更全面地了解MATLAB，更方便地使用MATLAB。.4.1指令窗的显示方式10 1默认的输入显示方式10 2运算结果的显示表1.4-1 数值显示格式的控制指令10 3显示方式的永久设置图 1.3-8 选中命令行窗口时的预设项对话窗.4.2指令行中的标点符号表1.4-2 MATLAB常用标点的功能名 称标 点作 用空格逗号,黑点.分号;冒号:注释号%单引号对 圆括号( )方括号 花括号 赋值号=下连符_续行号.“At”号惊叹号!说明.4.3指令窗的常用控制指令表1.4-3 常见的通用操作指令指 令含 义指 令含 义a

14、nseditcdexitclchelpclearmoreclfquitdirreturndoctypediarywhich说明.4.4指令窗中指令行的编辑表1.4-4 MATLAB 指令窗中实施指令行编辑的常用操作键键 名作 用键 名作 用HomeEndDeleteBackspacePageUpEscPageDown说明【例1.4-1】指令行操作过程示例。1）y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5) 2）y1 = 0.5000 3）y2=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5) y2 = 0.3633 说明.5当前文件夹和路径设置器.5.1当前文件夹及其使用10 1设置当

15、前文件夹的必要性10 2设置当前文件夹设置当前文件夹的交互操作法有两种。（1）（2）10 3当前文件夹浏览窗图 1.5-1 当前文件夹及其相关构件.5.2搜索路径和路经设置10 1MATLAB的搜索路径10 2搜索路径的设置图 1.6-2 路径设置对话框.6工作内存区和历史指令窗.6.1工作内存区、交互绘图和变量编辑器10 1工作内存区图 1.6-1 MATLAB的工作内存区及绘图应用10 2内存变量和交互绘图【例1.6-1】在工作内存中存在有变量t和y的前提下，本例演示如何借助工具图标绘制如图1.3-4的衰减振荡曲线。操作步骤如下：1）2）3）10 3变量编辑器图 1.6-2 变量编辑器.6

16、.2历史指令窗和M文件编辑器【例1.6-2】在例1.3-10中那5行指令已经运行过的前提下，利用历史指令窗中的记录，生成exm010601.m脚本文件。1）2）图 1.6-3 历史指令窗及其现场菜单图 1.6-4 引出的驻留在MATLAB桌面上的文件编辑器图 1.6-5 独立的文件编辑器.7帮助系统及其使用表1.7-1 MATLAB的在线帮助系统帮助的方式特点以HTML和XML文档为资源的浏览器帮助系统以M文件头部注释为资源的帮助系统.7.1浏览器帮助系统10 1帮助浏览器的主要构件图 1.9-1 默认的帮助浏览器界面10 2MATLAB用户指南图 1.9-2 用户指南的分类目录10 3浏览器

17、的搜索帮助10 4函数指令浏览器图 1.9-3 按键引出的函数分类目录和指令搜索栏.7.2指令窗帮助系统10 1指令窗现场提示帮助图 1.9-4 指令窗周边分布的超链接、按键和现场提示10 2help 帮助指令说明10 3词条搜索指令说明习题 11.请指出如下5个变量名中，哪些是合法的？ abcd-2 xyz_3 3chan a变量 ABCDefgh2.在指令窗中，运行指令a=sqrt(2)。然后请回答以下问题：计算结果a是精准的吗？该计算结果只是5位有效数字精度的近似吗？请在指令窗中，显示出具有最多位有效数字的近似值？再请恢复MATLAB数值结果显示的默认设置。3.设 a = -8 , 运行以下三条指令，问运行结果相同吗？为什么？w1=a(2/3) w2=(a2)(1/3) w3=(a(1/3)2 4.指令clear, clf, clc各有什么用处？5.想要在MATLAB中产生二维数组，下面哪些指令能实现目的？S=1,2,3;4,5,6;7,8;9S=1 2 3;4 5 6;7 8 9S=1，2，3；4，5，6；7，8，9 %整个指令在中文状态下输入6.试为例1.3-5编写一个解题用的M脚本文件？7.MATLAB桌面上有哪些图标和超链接可引出帮助浏览器？它们又有什么不同？