matlab科學計算(2017年清華大學出版社出版的圖書)

《matlab科學計算》是2017年8月清華大學出版社出版的圖書，作者是溫正。本書以新推出的MATLAB R2016a軟體為基礎，詳細介紹了各科學計算求解方法及其MATLAB在科學計算中的套用，是一本掌握MATLAB科學計算方法的綜合性參考書。

基本介紹

• 中文名：matlab科學計算
• 作者：溫正
• 出版社： 清華大學出版社
• ISBN：9787302467144

內容簡介

本書以新推出的MATLAB R2016a軟體為基礎，詳細介紹了各科學計算求解方法及其MATLAB在科學計算中的套用，是一本掌握MATLAB科學計算方法的綜合性參考書。全書以科學計算在MATLAB中的套用為主線，結合各種套用案例，詳細講解了科學計算的MATLAB實現方法。

全書分為MATLAB基礎套用、科學計算和工具箱等三部分，共17章。基礎套用部分詳細講解了MATLAB的計算入門知識、基本運算方法、圖形的可視化以及編程方法等，這些都是掌握科學計算的必備知識。科學計算部分詳細講解了MATLAB的插值擬合、數據擬合、微分方程求解、微分方程及級數、線性方程(組)求解、非線性方程(組)求解、常微分方程(組)求解、機率統計計算、偏小二乘套用分析、人工智慧算法等相關知識。工具箱部分介紹了模糊邏輯工具箱、最佳化工具箱和偏微分方程工具箱。

本書按邏輯編排，自始至終採用實例描述； 內容完整且每章相對獨立，是一本具有較高參考價值的MATLAB科學計算參考書。

本書以工程套用為目標，內容深入淺出，講解循序漸進，適合作為理工科高等院校研究生、本科生教學用書，也可作為廣大科研工程技術人員的參考用書。

圖書目錄

第1章MATLAB概述

1.1MATLAB平台簡介

1.2MATLABR2016a的工作環境

1.2.1命令行視窗

1.2.2命令歷史記錄視窗

1.2.3當前資料夾視窗和路徑管理

1.2.4搜尋路徑

1.2.5工作區視窗和數組編輯器

1.2.6變數的編輯命令

1.2.7存取數據檔案

1.3MATLAB圖形繪製

1.4MATLAB的幫助系統

1.4.1在線上幫助系統

1.4.2命令視窗查詢幫助系統

1.4.3在線上演示系統

本章小結

第2章MATLAB基本運算

2.1MATLAB的數據類型

2.1.1變數和常量

2.1.2數值型數據

2.1.3字元型數據

2.1.4元胞數組

2.1.5結構體

2.1.6函式句柄

2.1.7數據類型間的轉換

2.2數組運算

2.2.1數組的創建和操作

2.2.2數組的常見運算

2.3矩陣運算

2.3.1矩陣生成

2.3.2向量的生成

2.3.3矩陣加減運算

2.3.4矩陣乘法運算

2.3.5矩陣除法運算

2.4奇異值分解

2.5矩陣的基本函式運算

2.5.1矩陣的分解運算

2.5.2關係運算和邏輯運算

2.6線性方程組

2.6.1矩陣逆和除法解恰定方程組

2.6.2矩陣除法解超定方程組

2.6.3矩陣除法解欠定方程組

2.7符號運算

2.7.1符號表達式的生成

2.7.2符號矩陣

2.7.3常用符號運算

2.8複數及其運算

2.8.1複數和復矩陣的生成

2.8.2複數的運算

2.8.3留數運算

2.8.4泰勒級數展開

2.8.5傅立葉變換及其逆變換

2.8.6拉普拉斯變換及其逆變換

2.8.7Z變換及其逆變換

2.9多項式求解

本章小結

第3章MATLAB圖形可視化

3.1圖形繪製

3.1.1離散數據圖形繪製

3.1.2函式圖形繪製

3.1.3圖形繪製的基本步驟

3.2二維圖形繪製

3.2.1plot指令

3.2.2格柵

3.2.3圖形標記說明

3.2.4線型、標記和顏色

3.2.5子圖繪製

3.2.6拓撲關係圖

3.2.7雙坐標軸繪製

3.2.8二元函式的偽色彩

3.2.9MATLAB特殊符號標記

3.3三維圖形繪製

3.3.1格線圖繪製

3.3.2曲線圖繪製

3.3.3曲面圖繪製

3.3.4等值線圖繪製

3.3.5特殊圖形繪製

3.4四維圖形可視化

3.4.1用顏色描述第四維

3.4.2其他函式

3.5MATLAB動畫設計

本章小結

第4章MATLAB編程入門

4.1MATLAB編程簡介

4.2MATLAB編程原則

4.3M檔案和函式

4.3.1M檔案

4.3.2匿名函式、子函式、私有函式與私有目錄

4.3.3重載函式

4.3.4eval和feval函式

4.3.5內聯函式

4.3.6向量化和預分配

4.4MATLAB程式控制語句運用

4.5MATLAB中的函式及調用

4.5.1函式類型

4.5.2函式參數傳遞

4.6MATLAB程式調試

4.6.1調試方法

4.6.2M檔案分析工具

4.7MATLAB常用編程技巧

4.7.1循環計算

4.7.2使用例外處理機制

4.7.3通過varargin傳遞參數

本章小結

第5章插值擬合

5.1插值問題

5.1.1拉格朗日插值

5.1.2牛頓均差插值

5.2一維數據插值

5.3埃爾米特插值

5.4二維數據插值

5.5回歸分析

本章小結

第6章數據擬合

6.1函式逼近

6.1.1切比雪夫逼近

6.1.2傅立葉逼近

6.2最小二乘擬合

6.3多項式擬合

6.4曲線擬合的最小二乘法

6.5用正交多項式作最小二乘擬合

6.6超定方程組的最小二乘解

6.7非線性曲線擬合

6.8非線性擬合轉線性擬合

6.9用MATLAB解決擬合問題

6.10數據擬合方法

本章小結

第7章微分方程求解

7.1符號微積分

7.1.1極限

7.1.2導數

7.1.3積分

7.1.4化簡、提取和代入

7.1.5傅立葉變換及其逆變換

7.1.6拉普拉斯變換及其逆變換

7.1.7Z變換及其逆變換

7.2數值積分

7.3微分方程的數值解

7.4微積分運算

7.4.1龍貝格積分法

7.4.2自適應積分法

7.4.3樣條函式求積分

7.5動態微分方程模型

7.6打靶法

本章小結

第8章微分方程及級數

8.1微分方程基本運算

8.1.1常微分方程符號解

8.1.2常微分方程數值解

8.1.3泰勒級數

8.2微分方程在實際物理模型中的套用

8.2.1腫瘤大小套用分析

8.2.2放射性廢料的處理問題

8.2.3質點系轉動慣量求解

8.2.4儲油罐的油量計算

8.2.5香菸毒物攝入問題

8.2.6冰雹的下落速度

本章小結

第9章線性方程（組）求解

9.1遞推算法

9.1.1循環疊代

9.1.2疊代收斂性

9.1.3牛頓疊代

9.2高斯消元法

9.3追趕法

9.4範數

9.5方程組的性態

9.6高斯塞德爾疊代法

9.7疊代法的收斂性

9.8雅可比疊代法

本章小結

第10章非線性方程（組）求解

10.1線性規劃問題

10.2非線性規劃問題

10.2.1有約束的一元函式最小值

10.2.2無約束的多元函式最小值

10.2.3有約束的多元函式最小值

10.2.4二次規劃問題

10.3“半無限”有約束的多元函式最優解

10.4極小化極大問題

10.5多目標規劃問題

10.6最小二乘最優問題

10.6.1約束線性最小二乘

10.6.2非線性曲線擬合

10.6.3非線性最小二乘

10.6.4非負線性最小二乘

10.7非線性方程(組)的解

10.7.1非線性方程的解

10.7.2非線性方程組的解

本章小結

第11章常微分方程（組）求解

11.1常微分方程解

11.2歐拉方法

11.2.1向前歐拉方法

11.2.2向後歐拉方法

11.2.3梯形公式

11.2.4改進歐拉公式

11.3龍格庫塔方法

11.3.1二階龍格庫塔法

11.3.2三階龍格庫塔法

11.3.3四階龍格庫塔法

11.4亞當斯方法

11.4.1亞當斯外推公式

11.4.2亞當斯內推公式

11.4.3亞當斯校正公式

11.4.4漢明法

11.5一階微分方程（組）的數值解計算

11.6高階微分方程（組）的數值解計算

11.7邊值問題的數值解計算

11.8有限差分方法

11.9常微分方程（組）邊值問題數值解

本章小結

第12章機率統計分布計算

12.1機率密度函式

12.2隨機變數的一般特徵

12.2.1期望

12.2.2方差、標準差、矩

12.2.3協方差、相關係數

12.3一維隨機數生成

12.4特殊連續分布

12.5特殊離散分布

12.6生成多維聯合分布隨機數

12.6.1各維度獨立

12.6.2協方差陣生成多元常態分配

12.7統計圖繪製

12.8方差分析

12.8.1單因素試驗的方差分析

12.8.2雙因素試驗的方差分析

12.9蒙特卡羅方法

本章小結

第13章偏最小二乘套用分析

13.1偏最小二乘回歸

13.2偏最小二乘案例分析

13.3本章小結

第14章人工智慧算法

14.1人工智慧基本概念

14.1.1智慧型的概念

14.1.2人工智慧的概念

14.1.3人工智慧的研究目標

14.2人工智慧的典型套用

14.3人工智慧的MATLAB實現

14.3.1粒子群算法的MATLAB實現

14.3.2遺傳算法的MATLAB實現

14.3.3模糊神經網路控制在MATLAB中的套用

14.3.4蟻群算法的MATLAB實現

本章小結

第15章模糊邏輯工具箱

15.1隸屬度函式

15.1.1高斯隸屬度函式

15.1.2兩邊型高斯隸屬度函式

15.1.3一般鐘型隸屬度函式

15.1.4兩個sigmoid型隸屬度函式之差組成的隸屬度函式

15.1.5通用隸屬度函式

15.1.6П形隸屬度函式

15.1.7兩個sigmoid型隸屬度函式乘積組成的隸屬度函式

15.1.8sigmoid型隸屬度函式

15.1.9S形隸屬度函式

15.1.10梯形隸屬度函式

15.1.11三角形隸屬度函式

15.1.12Z形隸屬度函式

15.1.13兩個隸屬度函式之間轉換參數

15.1.14基本FIS編輯器

15.1.15隸屬度函式編輯器

15.2模糊推理結構

15.2.1不使用數據聚類從數據生成FIS

15.2.2使用減法聚類從數椐生成FIS

15.2.3生成FIS曲面

15.2.4mamdani型FIS轉換為sugeno型FIS

15.2.5完成模糊推理計算

15.2.6模糊均值聚類

15.2.7模糊均值和減法聚類

15.2.8繪製FIS

15.2.9繪製給定變數的所有隸屬度函式曲線

15.2.10從磁碟裝入FIS

15.2.11從FIS中刪除某一隸屬度函式

15.2.12從FIS中刪除變數

15.2.13設定模糊系統屬性

15.2.14以分行形式顯示FIS所有屬性

15.2.15完成模糊運算

15.2.16解析模糊規則

15.2.17規則編輯器和語法編輯器

15.2.18規則觀察器和模糊推理框圖

15.2.19保存FIS到磁碟

15.2.20顯示FIS的規則

15.3模糊聚類工具箱

15.4直接自適應模糊控制

15.4.1問題描述

15.4.2控制器設計

15.4.3自適應律設計

15.4.4直接自適應模糊控制仿真

本章小結

第16章最佳化工具箱

16.1最佳化工具箱及最最佳化問題簡介

16.1.1最佳化工具箱常用函式

16.1.2最最佳化問題

16.2線性規劃

16.2.1線性規劃函式

16.2.2線性規劃問題的套用

16.3無約束非線性規劃

16.3.1基本數學原理簡介

16.3.2無約束非線性規劃函式

16.3.3無約束非線性規劃問題的套用

16.4二次規劃

16.4.1二次規劃函式quadprog

16.4.2二次規劃問題的套用

16.5有約束最小化

16.5.1有約束最小化函式fmincon

16.5.2有約束最小化的套用

16.6目標規劃

16.6.1目標規劃函式fgoalattain

16.6.2目標規劃的套用

16.7最大最小化

16.7.1最大最小化函式fminimax

16.7.2最大最小化的套用

本章小結

第17章偏微分方程工具箱

17.1偏微分方程工具箱簡介

17.2求解橢圓方程

17.3求解拋物線方程

17.4求解雙曲線方程

17.5求解特徵值方程

本章小結

作者簡介

　　溫正 北京航空航天大學博士後，現就職於航天某院所，精通MATLAB、ANSYS、Fluent等工程仿真計算軟體。在國內外期刊發表論文多篇，其中被SCI檢索三篇，被EI檢索十幾篇，申請並獲得授權專利多項，曾獲得國防科學技術成果獎等獎項，出版過多本暢銷計算機圖書。