MATLAB2018數學計算與工程分析從入門到精通

內容簡介

本書主要講解了利用 MATLAB 2018進行數妹臭朵戶學計算和工程分析的各種方法和技巧,主要內容包括MATLAB入門MATLAB基礎知識,數據可視化與繪圖、試驗數據分析與處理、矩陣分析、數學分析,微分方程,最佳化設計,MATLAB 聯合編程,本書內容覆蓋面廣,涵蓋數學計算與工程分析等各個方面,實例豐富而典型,全書通過近400個實例指導讀者有的放矢地進行學習。

本書內容由淺入深,既有MATLAB基本函式的介紹,也有用MATLAB編寫的專門計算程式。所以本書既可作為初學者的入門用書,也可作為工程技術人員、碩士生,博士生的工具用書。

圖書目錄

前言

第1章 MATLAB入您盼灶門1

1.1 MATLAB概述2

1.1.1 什麼是MATLAB2

1.1.2 MATLAB的發展歷程3

1.1.3 MATLAB語言的特點4

1.1.4 MATLAB系統6

1.1.5 MATLAB R2018a的新特性7

1.2 MATLAB 2018的工作環境9

1.2.1 啟動MATLAB9

1.2.2 命令視窗11

1.2.3 歷史視窗11

1.2.4 當前目錄視窗12

1.2.5 工作空間管理視窗12

1.3 MATLAB的幫助系統14

1.3.1 在線上幫助系統15

1.3.2 命令視窗查詢幫助系統15

1.3.3 在線上演示系統17

1.3.4 常用命令和技巧19

1.4 MATLAB的搜尋路徑與擴展20

1.4.1 MATLAB的搜尋路徑20

1.4.2 MATLAB搜尋路徑擴展21

第2章 MATLAB基礎知識23

2.1 數據類型24

2.1.1 變數與常量24

2.1.2 數值25

2.1.3 字元串27

2.1.4 向量29

2.1.5 矩陣31

2.1.6 單元型變數39

2.1.7 結構型變數42

2.2 運算符43

2.2.1 算術運算符43

2.2.2 關係運算符44

2.2.3 邏輯運算符44

2.3 數值運算44

2.3.1 矩陣運算44

2.3.2 向量運算50

2.3.3 多項式運算52

2.4 符號運府戀滲糠算54

2.4.1 符號表達式的生成55

2.4.2 符號表達式的運算55

2.4.3 符號與數值間的轉換59

2.4.4 符號矩陣60

2.5 M檔案65

2.5.1 命令檔案66

2.5.2 函式檔案67

2.6 MATLAB程式設計69

2.6.1 程式結構69

2.6.2 程式的流程控制76

2.6.3 互動式輸入82

2.6.4 程式調試84

2.7 函式句柄87

2.7.1 函式句柄的創建與顯示88

2.7.2 函式句柄的調用與操作88

2.8 圖形用戶界面89

2.8.1 GUI設計嚮導89

2.8.2 GUI設計工具90

2.8.3 GUI控制項94

第3章數據可視化與繪圖96

3.1 圖愚察慨形視窗97

3.1.1 圖形視窗的創建97

3.1.2 工具條的使用100

3.2 數據可視化104

3.2.1 離散情況105

3.2.2 連續情況106

3.3 二維繪圖107

3.3.1 plot繪圖命令107

3.3.2 fplot繪圖命令112

3.3.3 ezplot繪圖命令114

3.3.4 其他坐標系下的繪圖命令116

3.4 二維圖形修飾處櫃茅汗理119

3.4.1 坐標軸控制120

3.4.2 圖形注釋122

3.4.3 圖形放大與縮小129

3.4.4 顏色控制129

3.5 三維繪圖130

3.5.1 三維曲線繪圖命令131

3.5.2 三維格線命令132

3.5.3 三維曲面命令136

3.5.4 柱面與球面139

3.5.5 三維圖形等值線141

3.6 三維圖形修飾處理147

3.6.1 視角處理148

3.6.2 顏色處理149

3.6.3 光照處理153

3.7 特殊圖形155

3.7.1 統計圖形156

3.7.2 離散數據圖形161

3.7.3 向量圖形164

3.8 圖像處理及動畫演示166

3.8.1 圖像的讀寫167

3.8.2 圖像的顯示及信息查詢168

3.8.3 動畫演示171

第4章試驗數據分析與處理172

4.1 曲線擬合173

4.1.1 小二乘法曲線擬合173

4.1.2 直線的小二乘擬合176

4.2 數踏端整值插值178

4.2.1 拉格朗日(Lagrange)插值178

4.2.2 埃爾米特(Hermite)插值180

4.2.3 分段線性插值182

4.2.4 三次樣條插值184

4.2.5 多維插值185

4.3 回譽槓歸分析186

4.3.1 一元線性回歸186

4.3.2 多元線性回歸188

4.3.3 部分小二乘回歸191

4.4 方差分析197

4.4.1 單因素方差分析197

4.4.2 雙因素方差分析199

4.5 正交試驗分析203

4.5.1 正交試驗的極差分析203

4.5.2 正交試驗的方差分析206

4.6 判別分析209

4.6.1 距離判別209

4.6.2 費歇判別213

4.7 多元數據相關分析214

4.7.1 主成分分析214

4.7.2 典型相關分析216

4.8 MATLAB 數理統計基礎219

4.8.1 樣本均值219

4.8.2 樣本方差與標準差220

4.8.3 協方差和相關係數221

4.8.4 數據比較222

4.8.5 數據累積與累和224

第5章矩陣分析226

5.1 特徵值與特徵向量227

5.1.1 標準特徵值與特徵向量問題227

5.1.2 廣義特徵值與特徵向量問題229

5.1.3 部分特徵值問題230

5.2 矩陣對角化232

5.2.1 預備知識232

5.2.2 具體操作233

5.3 若爾當(Jordan)標準形235

5.3.1 若爾當標準形介紹235

5.3.2 jordan命令236

5.4 矩陣的反射與旋轉變換237

5.4.1 兩種變換介紹237

5.4.2 豪斯霍爾德(Householder)反射變換238

5.4.3 吉文斯(Givens)旋轉變換240

5.5 矩陣分解243

5.5.1 楚列斯基(Cholesky)分解243

5.5.2 LU分解244

5.5.3 與分解245

5.5.4 QR分解248

5.5.5 SVD分解250

5.5.6 舒爾(Schur)分解251

5.5.7 海森伯格(Hessenberg)分解253

5.6 線性方程組的求解254

5.6.1 線性方程組基礎254

5.6.2 利用矩陣的逆（偽逆）與除法求解256

5.6.3 利用行階梯形求解258

5.6.4 利用矩陣分解法求解259

5.6.5 非負小二乘解264

5.7 綜合套用舉例265

第6章數學分析271

6.1 極限、導數與微分272

6.1.1 極限272

6.1.2 導數與微分273

6.2 積分275

6.2.1 定積分與廣義積分275

6.2.2 不定積分277

6.3 級數求和278

6.3.1 有限項級數求和278

6.3.2 無窮級數求和279

6.4 泰勒(Taylor)展開280

6.4.1 泰勒定理280

6.4.2 MATLAB實現方法281

6.5 傅立葉(Fourier)展開282

6.6 積分變換284

6.6.1 傅立葉積分變換284

6.6.2 傅立葉逆變換285

6.6.3 快速傅立葉變換287

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