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第1章 绪论1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1 21世纪的科学计算语言1

1.1.2 MATLAB的发展历史3

1.1.3 MATLAB的应用和网上资源3

1.2 MATLAB的桌面平台4

1.2.1 启动MATLAB4

1.2.2 桌面平台4

1.3 帮助系统7

1.3.1 联机帮助系统7

1.3.2 命令窗口查询帮助9

1.3.3 联机演示系统11

1.3.4 常用的命令和技巧12

1.4 MATLAB的搜索路径与扩展13

1.4.1 MATLAB的搜索路径14

1.4.2 扩展MATLAB的搜索路径15

第2章 数值计算功能17

2.1 MATLAB的数据类型17

2.1.1 变量与常量17

2.1.2 数字变量18

2.1.3 字符串21

2.1.4 矩阵24

2.1.5 单元型变量24

2.1.6 结构型变量26

2.2 向量及其运算28

2.2.1 向量的生成28

2.2.2 向量的基本运算30

2.2.3 点积、叉积及混合积的实现30

2.3 矩阵及其运算31

2.3.1 矩阵的生成31

2.3.2 矩阵的基本数学运算32

2.3.3 矩阵的基本函数运算38

2.3.4 矩阵分解函数43

2.3.5 特殊矩阵的生成45

2.3.6 矩阵的一些特殊操作47

2.4 数组及其运算50

2.4.1 基本数组运算50

2.4.2 数组函数运算52

2.4.3 数组逻辑运算52

2.5 多项式运算54

2.5.1 多项式的表示方法54

2.5.2 多项式运算55

习题58

第3章 符号运算功能65

3.1 符号表达式的生成66

3.2 符号和数值之间的转换67

3.3 符号函数的运算68

3.3.1 复合函数运算68

3.3.2 反函数的运算69

3.4 符号矩阵的创立69

3.4.1 使用sym函数直接创建符号矩阵69

3.4.2 用创建子阵的方法创建符号矩阵69

3.4.3 将数值矩阵转化为符号矩阵70

3.4.4 符号矩阵的索引和修改70

3.5 符号矩阵的运算70

3.5.1 基本运算70

3.5.2 矩阵分解72

3.5.3 矩阵的空间运算73

3.5.4 符号矩阵的简化74

3.6 符号微积分76

3.6.1 符号极限76

3.6.2 符号积分77

3.6.3 符号微分和差分77

3.7 符号代数方程求解79

3.7.1 线性方程组的符号解法79

3.7.2 非线性方程的符号解法80

3.8 符号微分方程求解81

3.9 符号函数的二维图81

3.9.1 符号函数的简易绘图函数ezplot81

3.9.2 绘制函数图函数fplot82

3.10 图示化函数计算器83

3.10.1 输入框的控制操作83

3.10.2 命令按钮的操作84

习题85

第4章 图形处理功能89

4.1 二维图形89

4.1.1 基本绘图命令89

4.1.2 特殊的二维图形函数93

4.2 三维图形98

4.2.1 基本绘图命令98

4.2.2 特殊的三维图形函数102

4.3 四维表现图105

4.4 图形处理的基本技术106

4.4.1 图形的控制106

4.4.2 图形的标注109

4.4.3 图形的保持与子图115

4.5 图形处理的高级技术116

4.5.1 颜色映像116

4.5.2 视角与光照122

4.5.3 图像处理127

4.5.4 图形的输出129

4.6 图形窗口129

4.6.1 图形窗口的菜单操作129

4.6.2 图形窗口的工具栏130

4.7 句柄图形131

4.7.1 句柄图形的层次结构131

4.7.2 句柄的访问132

4.7.3 句柄的操作132

4.8 图形用户界面操作GUI137

4.8.1 GUI设计工具简介137

4.8.2 GUI向导设计143

4.8.3 GUI程序设计146

4.9 动画153

习题155

第5章 程序设计161

5.1 M文件介绍161

5.1.1 M文件的特点与形式161

5.1.2 命令式文件162

5.1.3 函数式文件163

5.2 控制语句164

5.2.1 循环语句164

5.2.2 选择语句166

5.2.3 分支语句switch-case-otherwise167

5.2.4 人机交互语句168

5.3 函数变量及变量作用域170

5.4 子函数与局部函数172

5.5 程序设计的辅助函数173

5.6 程序设计的优化176

5.7 程序调试177

5.7.1 M文件错误的种类177

5.7.2 错误的识别178

5.7.3 调试过程179

5.8 M文件的调用记录180

5.9 函数句柄181

5.9.1 函数句柄的创建和显示181

5.9.2 函数句柄的调用和操作182

习题182

第6章 应用程序接口189

6.1 应用程序接口介绍189

6.1.1 MEX文件189

6.1.2 MATLAB计算引擎190

6.1.3 MAT文件191

6.2 MEX文件的编辑与使用191

6.2.1 C语言MEX文件191

6.2.2 FORTRAN语言MEX文件194

6.3 MATLAB计算引擎194

6.3.1 C语言MATLAB计算引擎194

6.3.2 FORTRAN语言MATLAB计算引擎196

6.4 MAT文件的编辑与使用198

6.4.1 MATLAB中的数据处理198

6.4.2 C语言MAT文件198

6.4.3 FORTRAN语言MAT文件201

6.5 创建独立应用程序203

6.5.1 转化为C/C＋＋语言程序204

6.5.2 创建独立的可执行程序205

习题206

第7章 MATL AB在计算方法中的应用207

7.1 插值与拟合207

7.1.1 Lagrange插值207

7.1.2 Runge现象的产生和分段插值208

7.1.3 Hermite插值211

7.1.4 样条插值212

7.1.5 最小二乘法拟合215

7.1.6 快速Fourier变换简介217

7.2 积分与微分219

7.2.1 Newton-Cotes系列数值求积公式219

7.2.2 Gauss求积公式226

7.2.3 Romberg求积公式228

7.2.4 Monte-Carlo方法简介229

7.2.5 符号积分230

7.2.6 微分和差分230

7.3 求解线性方程组232

7.3.1 直接解法232

7.3.2 迭代解法的几种形式234

7.3.3 线性方程组的符号解法238

7.3.4 稀疏矩阵技术239

7.4 求解非线性方程组243

7.4.1 非线性方程的解法243

7.4.2 方程组解法247

7.4.3 非线性方程（组）的符号解法249

7.5 特征值问题249

7.5.1 特征值函数249

7.5.2 广义特征值分解250

7.5.3 其他分解251

7.6 常微分方程的解法252

7.6.1 欧拉方法252

7.6.2 Runge-Kutta方法255

7.6.3 刚性问题的解257

7.6.4 常微分方程的符号解259

习题259

第8章 MATLAB在复变函数中的应用265

8.1 复数和复矩阵的生成265

8.1.1 复数的生成265

8.1.2 创建复矩阵265

8.2 复数的运算266

8.2.1 复数的实部和虚部266

8.2.2 共轭复数266

8.2.3 复数的模和辐角266

8.2.4 复数的乘除法266

8.2.5 复数的平方根267

8.2.6 复数的幂运算267

8.2.7 复数的指数和对数运算267

8.2.8 复数的三角函数运算267

8.2.9 复数方程求根268

8.3 留数268

8.4 Taylor级数展开269

8.5 Laplace变换及其逆变换270

8.6 Fourier变换及其逆变换272

习题273

第9章 MATLAB在概率统计中的应用275

9.1 统计量的数字特征275

9.1.1 简单数学期望和几种均值275

9.1.2 数据比较276

9.1.3 累积与累和277

9.1.4 方差和标准差277

9.1.5 偏斜度和峰度278

9.1.6 协方差和相关系数279

9.1.7 协方差矩阵280

9.2 常用的统计分布量280

9.2.1 给定分布下的期望和方差280

9.2.2 概率密度函数282

9.2.3 概率值函数（概率累积函数）284

9.2.4 分值点函数（逆概率累积函数）285

9.2.5 随机数生成函数286

9.3 参数估计287

9.3.1 正态分布参数估计287

9.3.2 指数最大似然参数估计289

9.4 区间估计289

9.4.1 Gauss-Newton法的非线性最小二乘数据拟合289

9.4.2 非线性拟合和预测的交互图形工具289

9.4.3 非线性最小二乘预测的置信区间290

9.4.4 非线性模型的参数置信区间290

9.4.5 非负最小二乘290

9.5 假设检验290

9.5.1 单个总体N（μ,σ2）均值μ的检验291

9.5.2 两个正态总体均值差的检验（t检验）292

9.5.3 秩和检验293

9.6 方差分析和回归诊断294

9.6.1 方差分析294

9.6.2 回归分析296

9.7 统计图297

9.7.1 直方图297

9.7.2 角度扇形图297

9.7.3 正态分布图297

9.7.4 参考线298

9.7.5 显示数据采样的盒图298

9.7.6 对离散图形加最小二乘法直线299

9.7.7 QQ图299

习题300

第10章 MATLAB在运筹优化问题中的应用306

10.1 线性优化306

10.2 二次优化309

10.3 非线性无约束优化问题311

10.3.1 fminbnd311

10.3.2 fminseareh312

10.3.3 fminunc313

10.3.4 options选项315

10.4 最小二乘优化问题317

10.4.1 最小二乘优化317

10.4.2 最小二乘曲线／面拟合319

10.5 非线性约束问题优化320

10.5.1 函数介绍320

10.5.2 应用举例320

10.6 多任务“目标-达到”问题的优化322

10.7 非线性方程的优化解324

习题325

附录A MATLAB的设置333

附录B 主要函数命令注释342

参考文献365