Matlab入门教程--基本运算与函数(二)
将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector):
z = x'
z =
4.0000
5.2000
6.4000
7.6000
8.8000
10.0000
不论是行向量或列向量,我们均可用相同的函数找出其元素个数、最大值、最小值等:
length(z) % z的元素个数
ans =
6
max(z) % z的最大值
ans =
10
min(z) % z的最小值
ans =
4
===============================================
小整理:适用於向量的常用函数有:
min(x): 向量x的元素的最小值
max(x): 向量x的元素的最大值
mean(x): 向量x的元素的平均值
median(x): 向量x的元素的中位数
std(x): 向量x的元素的标准差
diff(x): 向量x的相邻元素的差
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting)
length(x): 向量x的元素个数
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度
sum(x): 向量x的元素总和
prod(x): 向量x的元素总乘积
cumsum(x): 向量x的累计元素总和
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积
dot(x, y): 向量x和y的内积
cross(x, y): 向量x和y的外积
(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例:A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12];
A
A =
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
同样地,我们可以对矩阵进行各种处理:
A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值
A =
1 2 3 4
5 6 5 8
9 10 11 12
B = A(2,1:3) % 取出部份矩阵B
B =
5 6 5
A = [A B'] % 将B转置後以行向量并入A
A =
1 2 3 4 5
5 6 5 8 6
9 10 11 12 5
A(:, 2) = [] % 删除第二行(:代表所有列)
A =
1 3 4 5
5 5 8 6
9 11 12 5
A = [A; 4 3 2 1] % 加入第四列
A =
1 3 4 5
5 5 8 6
9 11 12 5
4 3 2 1
A([1 4], :) = [] % 删除第一和第四列(:代表所有行)
A =
5 5 8 6
9 11 12 5
这几种矩阵处理的方式可以相互叠代运用,产生各种意想不到的效果,就看各位的巧思和创意。
小提示:
在MATLAB的内部资料结构中,每一个矩阵都是一个以行为主(Column-oriented)的阵列(Array)因此对於矩阵元素的存取,我们可
用一维或二维的索引(Index)来定址。举例来说,在上述矩阵A中,位於
第二列、第三行的元素可写为A(2,3)
(二维索引)或A(6)(一维索引,即将所有直行进行堆叠後的第六个元素)。
此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令:
B = reshape(A, 4, 2) % 4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数
B =
5 8
9 12
5 6
11 5
小提示:
A(:)就是将矩阵A每一列堆叠起来,成为一个行向量,而这也是MATLAB变数的内部储存方式。以前例而言,reshape(A,
8, 1)和A(:)同样都会产生一个8x1的矩阵。。
MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开:
x = sin(pi/3); y = x^2; z = y*10,
z =
7.5000
若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行:
z = 10*sin(pi/3)* ...
sin(pi/3);
若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who:
who
Your variables are:
testfile x
这些是由使用者定义的变数。若要知道这些变数的详细资料,可键入:whos
Name Size Bytes Class
A 2x4 64 double array
B 4x2 64 double array
ans 1x1 8 double array
x 1x1 8 double array
y 1x1 8 double array
z 1x1 8 double array
Grand total is 20 elements using 160 bytes
使用clear可以删除工作空间的变数:
clear A
A
??? Undefined function or variable 'A'.
另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不
到,但使用者可直接取用,例如:
pi
ans =
3.1416
=============================================== 下表即为MATLAB常用到的永久常数。
小整理:MATLAB的永久常数
i或j:基本虚数单位(即)
eps:系统的浮点(Floating-point)精确度
inf:无限大,例如1/0
nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0
pi:圆周率p(= 3.1415926...)
realmax:系统所能表示的最大数值
realmin:系统所能表示的最小数值
nargin: 函数的输入引数个数
nargin: 函数的输出引数个数
=============================================== Matlab入门教程--流程控制
1-2、重复命令
最简单的重复命令是for for-loop),其基本形式为:
for 变数= 矩阵;
运算式;
end
其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的
运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。
举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence):
x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵
for i = 1:6,
x(i) = 1/i;
end
在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。我们可用分数来显示此数列:
format rat % 使用分数来表示数值
disp(x)
1 1/
2 1/
3 1/
4 1/
5 1/6
for16的Hilbert矩阵h,其中为於第i
列、第j行的元素为:
h = zeros(6);
for i = 1:6,
for j = 1:6,
h(i,j) = 1/(i+j-1);
end
end
disp(h)
1 1/
2 1/
3 1/
4 1/
5 1/6
1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7
1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8
1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9
1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10
1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11
小提示:预先配置矩阵
在上面的例子,我们使用zeros来预先配置(Allocate)了一个适当大小
的矩阵。若不预先配置矩阵,程式仍可执行,但此时MA TLAB需要动态地增加(或减小)矩阵的大小,因而降低程式的执行效率。所以在使用一个矩
阵时,若能在事前知道其大小,则最好先使用zeros或ones等命令来预先配置所需的记忆体(即矩阵)大小。
在下例中,for Hilbert矩阵的每一行的平方和:
for i = h,
disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和
end
1299/871
282/551
650/2343
524/2933
559/4431
831/8801
在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。令一个常用到的重复命令是while
while 条件式;
运算式;
end
也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while
x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵
i = 1;
while i <= 6,
x(i) = 1/i;
i = i+1;
end
format short
1-3、逻辑命令
最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为:
if 条件式;
运算式;
end
if rand(1,1) > 0.5,
disp('Given random number is greater than 0.5.');
end
Given random number is greater than 0.5.
1-4、集合多个命令於一个M档案
若要一次执行大量的MA TLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m
的M档案,包含一连串的MATLAB命令,那麽只要直接键入test,即可执行其所包含的命令:
pwd % 显示现在的目录
ans =
D:\MATLAB5\bin
cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录
type test.m % 显示test.m的内容
% This is my first test M-file.
% Roger Jang, March 3, 1997
fprintf('Start of test.m!\n');
for i = 1:3,
fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3);
end
fprintf('End of test.m!\n');
test % 执行test.m
Start of test.m!
i = 1 ---> i^3 = 1
i = 2 ---> i^3 = 8
i = 3 ---> i^3 = 27
End of test.m!
小提示:第一注解行(H1 help line)
test.m的前两行是注解,可以使程式易於了解与管理。特别要说明的是,
第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。举例来说,test.m的第一注解行包含test这个字,因此如果键入lookfor
test,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含test的M档案,因而test.m 也会被列名在内。
严格来说,M档案可再细分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前
述的test.m即为命令集,其效用和将命令逐一输入完全一样,因此若在命
令集可以直接使用工作空间的变数,而且在命令集中设定的变数,也都在
工作空间中看得到。函数则需要用到输入引数(Input
arguments)和输出引数(Output
arguments)来传递资讯,这就像是C语言的函数,或是FORTRAN语言的副程序(Subroutines)。举例来说,若要计算一个正整数的阶乘
(Factorial),我们可以写一个如下的MA TLAB函数并将之存档於fact.m:function output = fact(n)
% FACT Calculate factorial of a given positive integer.
output = 1;
for i = 1:n,
output = output*i;
end
其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用
到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可:
y = fact(5)
y =
120
(当然,在执行fact之前,你必须先进入fact.m所在的目录。)在执行
fact(5)时,MATLAB会跳入一个下层的暂时工作空间(Temperary workspace),将变数n的值设定为5,然後进行各项函数的内部运算,所有
内部运算所产生的变数(包含输入引数n、暂时变数i,以及输出引数output)都存在此暂时工作空间中。运算完毕後,MA TLAB会将最後输出引
数output的值设定给上层的变数y,并将清除此暂时工作空间及其所含的所
有变数。换句话说,在呼叫函数时,你只能经由输入引数来控制函数的输入,经由输出引数来得到函数的输出,但所有的暂时变数都会随着函数的
结束而消失,你并无法得到它们的值。
小提示:有关阶乘函数
前面(及後面)用到的阶乘函数只是纯粹用来说明MATLAB的函数观念。若实际要计算一个正整数n的阶乘(即n!)时,可直接写成prod(1:n),或是
直接呼叫gamma函数:gamma(n-1)。
MATLAB Recursive),也就是说,一个函数可以
呼叫它本身。举例来说,n! =
n*(n-1)!
function output = fact(n)
% FACT Calculate factorial of a given positive integer
recursively.
if n == 1, % Terminating condition
output = 1;
return;
end
output = n*fact(n-1);
Terminating
condition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的
记忆体被耗尽为止。以上例而言,n==1即满足结束条件,此时我们直接将
output设为1,而不再呼叫此函数本身。
发信人: alphazhao (子羽& 三笑), 信区: Modelling
标题: Matlab入门(3)
发信站: 武汉白云黄鹤站(Fri Dec 10 14:41:49 1999), 站内信件
发信人: Mars (混沌·分形·周期三), 信区: MATH
标题: Matlab入门教程--流程控制
发信站: 一网深情(Sun Nov 29 17:35:36 1998), 转信
1-2、重复命令
最简单的重复命令是for for-loop),其基本形式为:
for 变数= 矩阵;
运算式;
end
其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。
举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence):
x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵
for i = 1:6,
x(i) = 1/i;
end
在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。我们可用分数来显示此数列:
format rat % 使用分数来表示数值
disp(x)
1 1/
2 1/
3 1/
4 1/
5 1/6
for16的Hilbert矩阵h,其中为於第i
列、第j行的元素为:
h = zeros(6);
for i = 1:6,
for j = 1:6,
h(i,j) = 1/(i+j-1);
end
end
disp(h)
1 1/
2 1/
3 1/
4 1/
5 1/6
1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7
1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8
1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9
1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10
1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11
小提示:预先配置矩阵
在上面的例子,我们使用zeros来预先配置(Allocate)了一个适当大小
的矩阵。若不预先配置矩阵,程式仍可执行,但此时MA TLAB需要动态地增加(或减小)矩阵的大小,因而降低程式的执行效率。所以在使用一个矩
阵时,若能在事前知道其大小,则最好先使用zeros或ones等命令来预先配置所需的记忆体(即矩阵)大小。
在下例中,for Hilbert矩阵的每一行的平方和:
for i = h,
disp(norm(i)^2); % 印出每一行的平方和
end
1299/871
282/551
650/2343
524/2933
559/4431
831/8801
在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。令一个常用到的重复命令是while
while 条件式;
运算式;
end
也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和
数列的例子,我们可用while
x = zeros(1,6); % x是一个16的零矩阵
i = 1;
while i <= 6,
x(i) = 1/i;
i = i+1;
end
format short
1-3、逻辑命令
最简单的逻辑命令是if, ..., end,其基本形式为:
if 条件式;
运算式;
end
if rand(1,1) > 0.5,
disp('Given random number is greater than 0.5.');
end
Given random number is greater than 0.5.
1-4、集合多个命令於一个M档案
若要一次执行大量的MA TLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m
的M档案,包含一连串的MATLAB命令,那麽只要直接键入test,即可执行其
所包含的命令:
pwd % 显示现在的目录
ans =
D:\MATLAB5\bin
cd c:\data\mlbook % 进入test.m所在的目录type test.m % 显示test.m的内容
% This is my first test M-file.
% Roger Jang, March 3, 1997
fprintf('Start of test.m!\n');
for i = 1:3,
fprintf('i = %d ---> i^3 = %d\n', i, i^3);
end
fprintf('End of test.m!\n');
test % 执行test.m
Start of test.m!
i = 1 ---> i^3 = 1
i = 2 ---> i^3 = 8
i = 3 ---> i^3 = 27
End of test.m!
小提示:第一注解行(H1 help line)
test.m的前两行是注解,可以使程式易於了解与管理。特别要说明的是,
第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比
对的方式来找出此M档案。举例来说,test.m的第一注解行包含test这个
字,因此如果键入lookfor
test,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含test的M档案,因而test.m 也会被列名在内。
严格来说,M档案可再细分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前
述的test.m即为命令集,其效用和将命令逐一输入完全一样,因此若在命
令集可以直接使用工作空间的变数,而且在命令集中设定的变数,也都在
工作空间中看得到。函数则需要用到输入引数(Input
arguments)和输出引数(Output
arguments)来传递资讯,这就像是C语言的函数,或是FORTRAN语言的副程序(Subroutines)。举例来说,若要计算一个正整数的阶乘
(Factorial),我们可以写一个如下的MA TLAB函数并将之存档於fact.m:function output = fact(n)
% FACT Calculate factorial of a given positive integer.
output = 1;
for i = 1:n,
output = output*i;
end
其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用
到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可:
num1=[13]; den1=conv([1,1],[1,0]); G1=tf(num1,den1); num2=[5.096,13]; ssys1=conv([1,1],[1,0]); ssys2=conv([0.098,1],[1]); den2=conv( ssys1,ssys2); G2=tf(num2,den2); figure(1) margin(G1); hold on margin(G2); num1=[13]; den1=conv([1,1],[1,0]); G1=tf(num1,den1); num2=[5.096,13]; ssys1=conv([1,1],[1,0]); ssys2=conv([0.098,1],[1]); den2=conv( ssys1,ssys2); G2=tf(num2,den2); figure(1) margin(G1); hold on margin(G2); num=[4.56,10]; ssys1=conv([1,1],[1,0]); ssys2=conv([0.114,1],[1]); den=conv( ssys1,ssys2); G=tf(num,den); figure(1) bode(G) num=[4.56,10]; ssys1=conv([1,1],[1,0]); ssys2=conv([0.114,1],[1]); den=conv( ssys1,ssys2); G=tf(num,den); figure(1) msrgin(G); num1=[13]; den1=conv([1,1],[1,0]);
MATLAB入门教程 1.MATLAB的基本知识 1-1、基本运算与函数 在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter键即可。例如: >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 ans =4.2000 MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答案(Answer)并显示其数值於萤幕上。 小提示: ">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 x = 42 此时MATLAB会直接显示x的值。由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。 小提示:MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。 若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例: y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); 若要显示变数y的值,直接键入y即可: >>y y =-0.0045 在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 angle(z):复数z的相角(Phase angle)
1-1、基本运算与函数 在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter键即可。例如: >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 ans =4.2000 MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答案(Answer)并显示其数值於萤幕上。 小提示: ">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 x = 42 此时MATLAB会直接显示x的值。由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。 小提示: MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。 若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例: y = sin(10)*exp(-0.3*4^2);
若要显示变数y的值,直接键入y即可: >>y y =-0.0045 在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 angle(z):复数z的相角(Phase angle) sqrt(x):开平方 real(z):复数z的实部 imag(z):复数z的虚部 conj(z):复数z的共轭复数 round(x):四舍五入至最近整数 fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 rat(x):将实数x化为分数表示 rats(x):将实数x化为多项分数展开
第1章基础准备及入门 1.1 最简单的计算器使用法 为易于学习,本节以算例方式叙述,并通过算例归纳一些MATLAB最基本的规则和语 法结构。建议读者,在深入学习之前,先读一读本节。 2 【例1.3-1】求[122(74)]3的算术运算结果。本例演示:最初步的指令输入形式 和必需的操作步骤。 (1)用键盘在MA TLAB指令窗中输入以下内容 >> (12+2*(7-4))/3^2 (2)在上述表达式输入完成后,按[Enter] 键,该指令被执行,并显示如下结果。 ans = 2 〖说明〗 本例在指令窗中实际运行的情况参见图 1.3-1。 指令行“头首”的“>>”是“指令输入提示符”,它是自动生成的。本书在此后的输入指令前将不再带提示符“>>”。理由是:(A)为使本书简洁;(B)本书用MATLAB 的M-book写成,而在M-book中运行的指令前是没有提示符的。 5
MATLAB的运算符(如+、- 等)都是各种计算程序中常见的习惯符号。 一条指令输入结束后,必须按[Enter] 键,那指令才被执行。 由于本例输入指令是“不含赋值号的表达式”,所以计算结果被赋给MATLAB的一个默认变量“ans”。它是英文“answer”的缩写。 【例1.3-2】“续行输入”法。本例演示:或由于指令太长,或出于某种需要,输入指令行必 须多行书写时,该如何处理。 S=1-1/2+1/3-1/4+ ... 1/5-1/6+1/7-1/8 S = 0.6345 〖说明〗 MA TLAB用3个或3个以上的连续黑点表示“续行”,即表示下一行是上一行的继续。 本例指令中包含“赋值号”,因此表达式的计算结果被赋给了变量S。 指令执行后,变量S被保存在MA TLAB 的工作空间(Workspace)中,以备后用。如果用户不用clear 指令清除它,或对它重新赋值,那么该变量会一直保存在工作空间中, 直到本MATLAB 指令窗被关闭为止。 1.3.3数值、变量和表达式 前节算例只是表演了“计算器”功能,那仅是MA TLAB全部功能中小小一角。为深入 学习MA TLAB,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。 一数值的记述 MATLAB的数值采用习惯的十进制表示,可以带小数点或负号。以下记述都合法。 3 -99 0.001 9.456 1.3e-3 4.5e33 在采用IEEE浮点算法的计算机上,数值通常采用“占用64位内存的双精度”表示。 其相对精度是eps (MATLAB的一个预定义变量),大约保持有效数字16位。数值范围大308308 致从10到10。 二变量命名规则 变量名、函数名是对字母大小写敏感的。如变量myvar和MyVar表示两个不同的变量。 sin是MATLAB定义的正弦函数名,但SIN,Sin等都不是。 变量名的第一个字符必须是英文字母,最多可包含63个字符(英文、数字和下连符)。 如myvar201是合法的变量名。 变量名中不得包含空格、标点、运算符,但可以包含下连符。如变量名my_var_201是合法的,且读起来更方便。而my,var201由于逗号的分隔,表示的就不是一个变量名。 6
第四章数值计算 4.1引言 本章将花较大的篇幅讨论若干常见数值计算问题:线性分析、一元和多元函数分析、微积分、数据分析、以及常微分方程(初值和边值问题)求解等。但与一般数值计算教科书不同,本章的讨论重点是:如何利用现有的世界顶级数值计算资源MATLAB。至于数学描述,本章将遵循“最低限度自封闭”的原则处理,以最简明的方式阐述理论数学、数值数学和MATLAB计算指令之间的在联系及区别。 对于那些熟悉其他高级语言(如FORTRAN,Pascal,C++)的读者来说,通过本章,MATLAB 卓越的数组处理能力、浩瀚而灵活的M函数指令、丰富而友善的图形显示指令将使他们体验到解题视野的豁然开朗,感受到摆脱烦琐编程后的眉眼舒展。 对于那些经过大学基本数学教程的读者来说,通过本章,MATLAB精良完善的计算指令,自然易读的程序将使他们感悟“教程”数学的基础地位和局限性,看到从“理想化”简单算例通向科学研究和工程设计实际问题的一条途径。 对于那些熟悉MATLAB基本指令的读者来说,通过本章,围绕基本数值问题展开的容将使他们体会到各别指令的运用场合和在关系,获得综合运用不同指令解决具体问题的思路和借鉴。 由于MATLAB的基本运算单元是数组,所以本章容将从矩阵分析、线性代数的数值计算开始。然后再介绍函数零点、极值的求取,数值微积分,数理统计和分析,拟合和插值,Fourier分析,和一般常微分方程初值、边值问题。本章的最后讨论稀疏矩阵的处理,因为这只有在大型问题中,才须特别处理。 从总体上讲,本章各节之间没有依从关系,即读者没有必要从头到尾系统阅读本章容。读者完全可以根据需要阅读有关节次。除特别说明外,每节中的例题指令是独立完整的,因此读者可以很容易地在自己机器上实践。 MATLAB从5.3版升级到6.x版后,本章容的变化如下: ●MATLAB从6.0版起,其矩阵和特征值计算指令不再以LINPACK和EISPACK库为基础, 而建筑在计算速度更快、运行更可靠的LAPACK和ARPACK程序库的新基础上。因此,虽然各种矩阵计算指令没有变化,但计算结果却可能有某些不同。这尤其突出地表现在涉及矩阵分解、特征向量、奇异向量等的计算结果上。对此,用户不必诧异,因为构成空间的基向量时不唯一的,且新版的更可信。本书新版全部算例结果是在6.x版上给出的。 ●在5.3版本中,泛函指令对被处理函数的调用是借助函数名字符串进行的。这种调用 方式在6.x版中已被宣布为“过渡期允许使用但即将被淘汰的调用方式”;而新的调用方式是借助“函数句柄”进行的。因此,关于述泛函指令,本章新版着重讲述如何使用“函数句柄”,同时兼顾“函数名字符串”调用法。 ●MATLAB从6.0版起,提供了一组专门求微分方程“边值问题”数值解的指令。适应这 种变化,本章新增第4.14.5节,用2个算例阐述求解细节。 ● 5.3版中的积分指令quad8已经废止;6.x版启用新积分指令quad l;6.5版新增三重 积分指令triplequad。本章新版对此作了相应的改变。 4.2LU分解和恰定方程组的解