第2讲matlab数学建模快速入门

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1、第2讲MATLAB数学建模快速入门作者：卓金武,MathWorks中国MATLAB功能很强大，但MATLAB上手却很容易，尤其是2013a以后的版本，使用起来更容易。现在使用MATLAB的一个理念就是像Word一样去使用MATLAB。本讲将通过一个实例介绍如何像Word一样去使用MATLAB，真正将MATLAB当工具来使用，即使对于从来没有用过MATLAB的模友来说，也可以轻松使用MATLAB。2.1MATLAB的功能如果想用MATLAB就要首先了解MATLAB具有哪些功能，图2-1是MATLAB家族产品的结构，包含了众多工具箱，所以其应用领域非常广泛。在各行业和学术机构中，工程师和科学家

2、使用MATLAB大大提高了他们的工作效率。了解MATLAB具有哪些功能，就知道在什么情况下可以使用MATLAB,纵观这幅图就可以知道，无论从事哪个行业，只要用到科学计算或工程设计，都可以使用MATLAB。图2-1MATLAB家族产品结构图2.2快速入门案例MATLAB虽然也是一款程序开发工具，但依然是工具，所以它可以像其他工具（如Word）一样易用。而传统的学习MATLAB方式一般是从学习MATLAB知识开始，比如MATLAB矩阵操作、绘图、数据类型、程序结构、数值计算等内容。学这些知识的目地是能够将MATLAB用起来，可是即便学完了，很多人还是不自信自己能独立、自如地使用MATLAB。这

3、是因为在我们学习这些知识的时候，目标是虚无的，不是具体的目标，具体的目标应该是要解决某一问题。数模哥虽然已使用多年的MATLAB，但记住的MATLAB命令不超过20个，每次都靠几个常用的命令一步一步地实现各种项目。所以说想使用MATLAB并需要那么多知识的积累，只要掌握住MATLAB的几个小技巧就可以了。下面将通过一个小项目，带着大家如何一步一步用MATLAB解决一个实际问题，并假设我们都是MATLAB的门外汉（还不到菜鸟的水平）。我们要解决的问题是：已知股票的交易数据：日期、开盘价、最高价、最低价、收盘价、成交量和换手率，试用某种方法来评价这只股票的价值和风险。这是个开放的问题，但比较好

4、的方法肯定是用定量的方式来评价股票的价值和风险，所以这是个很典型的科学计算问题。通过前面对MATLAB功能的介绍，我们可以确信MATLAB可以帮助我们（选择合适的工具）。现在抛开MATLAB，我们现在来看对于一个科学计算问题，一个典型的处理流程是怎样的。一个典型科学计算的流程如图2-2，即获取数据，数据探索和建模，最后是将结果分享出去。图2-2MATLAB典型科学计算流程现在根据这个流程，看如何用MALTAB实现这个项目。第一阶段：从外部读取数据。对于一个门外汉，我并不知道如何用命令来操作，但计算机操作经验告诉我们当不知如何操作的时候，不妨尝试一下右键，故：Step1.1：选中数据文件，右

5、键，将弹出右键列表，很快可发现有个“导入数据”菜单，如图2-3所示。图2-3启动导入数据引擎示意图Step1.2：单击“导入数据”这个按钮，则很快发现起到一个导入数据引擎，如图2-4所示。图2-4导入数据界面Step1.3：观察图2-4，只在右上角有个“导入所选内容”按钮，则可直接单击之。马上我们就会发现在MATLAB的工作区（当前内存中的变量）就会显示这些导入的数据，并以列向量的方式表示，因为默认的数据类型就是“列向量”，当然您可以可以选择其他的数据类型，大家不妨做几个实验，观察一下选择不同的数据类型后会结果会有什么不同。至此，第一步获取数据的工作的完成。第二阶段：数据探索和建模。现在重

6、新回到问题，对于该问题，我们的目标是能够评估股票的价值和风险，但现在我们还不知道该如何去评估，MATLAB是工具，不能代替我们决策用何种方法来评估，但是可以辅助我们得到合适的方法，这就是数据探索部分的工作。下面我们就来尝试如何在MATLAB中进行数据的探索和建模。Step2.1：查看数据的统计信息，了解我们的数据。具体操作方式是双击工具区（直接双击这三个字），此时会得到所有变量的详细统计信息。通过查看这些基本的统计信息，有助于快速在第一层面认识我们所正在研究的数据。当然，只要大体浏览即可，除非这些统计信息对某个问题都更重要的意思。数据的统计信息是认识数据的基础，但不够直观，更直观也更容易发

7、现数据规律的方式就是数据可视化，也就是以图的形式呈现数据的信息。下面我们将尝试用MATLAB对这些数据进行可视化。由于变量比较多，所以还有必要对这些变量进行初步的梳理。对于这个问题，我们一般关心收盘价随时间的变化趋势，这样我们就可以初步选定日期（DateNum）和收盘价（Pclose）作为重点研究对象。也就是说下一步，要对这这两个变量进行可视化。对于一个新手，我们还不知道如何绘图。但不要紧，新版MATLAB提供了更强大的