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MATLAB数学软件入门 数学系 闫 峰 yan_tian310@126.com 数学软件课程的主要内容 Matlab基础知识 矩阵运算 图形处理 数据分析 符号运算 程序设计 应用 数学软件的分类 目前世界上用于数学计算的通用软件可以分为两大类： 数值计算软件：Matlab, Gauss, SciLab等。 符号计算软件：Maple, Mathematica 等。 MATLAB是一种高效的工程计算语言，它将计算、可视化和编程等功能集于一个易于使用的环境。 Matlab软件的历史 Cleve Moler是MATLAB软件的创始者，曾任密歇根大学、斯坦福大学和新墨西哥大学的数学系或计算机系教授。 在70年代中期，Cleve Moler和他的同事在美国国家科学基金的资助下研究开发了调用LINPACK和EISPACK的FORTRAN子程序库。 Matlab软件的历史 Cleve Moler在给学生开线性代数课程时，想教学生使用LINPACK和EISPACK程序库，但又不希望学生在FORTRAN程序上花太多时间。 于是，他就用业余时间编写了LINPACK和EISPACK的接口程序。取名为MATLAB。这是从MATrix, LABoratory各取前三个字母组成的，意思是“矩阵实验室”。 1983年，Jonh Little、Cleve Moler、Steve Bangerr一起合作用C语言开发MATLAB的核心。1984年成立了MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。Jonh Little是MathWorks公司总裁，Cleve Moler是MathWorks公司的首席科学家。 Matlab的三个阶段 1984-1993：建立在DOS系统上 1993-2000：以4.0版本推出为标志 2000至今：进一步发展 Matlab系统组成 Matlab的开发环境 Matlab的数学函数库 Matlab语言 Matlab的图形处理 Matlab的应用程序接口(API) Matlab的开发环境 在Windows环境下，Matlab由下列窗口组成 Command 窗口 Command History 窗口 Workspace 窗口 Current Directory窗口 Help窗口 M文件编辑器 Matlab数学函数库 这是一个包含大量计算算法的集合，这些函数包括： 最简单最基本的函数（如加减、正弦等）； 诸如矩阵的特征向量、快速傅立叶变换等复杂的函数。 MATLAB语言 这是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入输出和面向对象的编程特点。 用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。 MATLAB图形处理 用MATLAB可以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对其进行标注和打印。 高层次的作图包括二维和三维数据可视化、图象处理、动画和表达式作图。 低层次的作图包括定制图形的显示和为用户的MATLAB应用程序建立的图形用户界面。 Matlab应用程序接口（API） 这是一个库。 它允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或Fortran语言程序。 数据类型 变 量 Matlab的变量由字母、数字和下划线组成，最多31个字符，区分大小写字母，第一个字符必须是字母。 Matlab中的预定义变量： ans 必威体育精装版计算表达式的值 eps 非常小的浮点数 pi 圆周率 Inf 正无穷大，特指1/0 NaN 不定值，特指0/0 i,j 虚数单位 矩阵 Matlab的主要数据对象是矩阵，标量、数组、行向量、列向量都是它的特例。 矩阵的直接输入：[ ] 函数生成的矩阵 zeros, ones, eye, rand, hilb, magic 向量的构造 产生向量的主要工具是“ ：” 矩阵大小的改变 矩阵的合并：[A B]，[A；B]和函数 矩阵行列的删除：要删除矩阵的某一行或某一列，只要把该行或该列赋予一个空矩阵[]即可。 矩阵的保存 把matlab工作空间中一些有用的数据长久保存下来的方法是生成mat数据文件。 Save:将工作空间中所有的变量存到matlab.mat文件中。 save data——将工作空间中所有的变量存到data.mat文件中。 save data a b ——将工作空间中a和b变量存到data.mat文件中。 mat文件是标准的二进制文件，还可以ASCII码形式保存。 矩阵的获取 下次运行matlab时即可用load指令调用已生成的mat文件。 load：将matlab.mat文件中保存的所有变量调入到工作空间中。 Load date：将data.mat文件中保存的所有变量调入