运筹学与最优化MATLAB编程 教学课件 作者 吴祈宗 郑志勇 第3章　MATLAB基本介绍.ppt

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1、第3章　MATLAB基本介绍3.1　MATLAB的发展历程和影响3.2　MATLAB界面介绍3.3　MATLAB操作介绍3.4　M文件函数3.5　Excel-Link3.1　MATLAB的发展历程和影响20世纪70年代后期：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve教授出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN语言编写的萌芽状态的MATLAB。3.2　MATLAB界面介绍(1)CommandWindow(命令行界面)：

2、包含主要的数值计算、函数参数设定、函数调用及其结果输出。(2)CommandHistory(历史命令界面)：存储CommandWindow曾输入的历史命令。(3)CurrentDirectory(当前工作目录)：显示当前工作目录下的文件。(4)Workspace(工作空间)：包含现实与计算相关的变量名称及其数值。3.2　MATLAB界面介绍图　3-13.3　MATLAB操作介绍1.MATLAB常用到的永久变量2.多项式的表示方法和运算3.多项式的曲线拟合4.多项式插值5.求解一元函数的最小值6.纹理成图功能

3、7.求函数的零点8.函数定积分9.微分运算(diff)10.计算多元函数的梯度11.MATLAB字符串运算12.线性方程组的求解13.矩阵的特征值和特征向量14.代数方程和方程组15.一些常用的符号运算16.泰勒级数taylor(f)17.积分变换18.符号绘图函数19.三维网线图的绘制20.等高线的绘制21.二元函数的伪彩图pcolor(x，y，z)22.矢量场图(速度图)quiver23.多边形的填色fill(x，y，c)3.3　MATLAB操作介绍1.MATLAB常用到的永久变量(1)ans：计算结果

4、的默认变量名。(2)ij：基本虚数单位。(3)eps：系统的浮点精度。(4)inf:无限大，例1/0。(5)nan或NaN：非数值。(6)pi：圆周率π。(7)realmax：系统所能表示的最大数值。(8)realmin:系统所能表示的最小数值。(9)nargin:函数的输入参数个数。(10)nargout：函数的输出参数个数。(11)MATLAB的所有运算都定义在复数域上。(12)MATLAB分别用左斜“／”和右斜“＼”来表示“左除”和“右除”运算。2.多项式的表示方法和运算p(x)=x^3-3x+5可以

5、表示为p=［10-35］，求x＝5时的值用polyval(p，5)。也可以求向量：a=［345］，polyval(p，a)>>p=［10-35］表示三次项系数为1，二次项系数为0，一次项系数为-3，常数项为5，具体可以参看MATLAB的Help文档。3.多项式的曲线拟合图　3-23.多项式的曲线拟合图　3-34.多项式插值图　3-45.求解一元函数的最小值图　3-56.纹理成图功能由warp函数的纹理成图功能实现平面图像在空间三维曲面上的显示。将文件名为flowers.tif的图像分别投影到圆柱形和球形表面

6、上。7.求函数的零点>>polyf1=［0.30490.4084-0.2681-0.2607-0.4502］;定义一个多项式。>>［X，FVAL，EXITFLAG］=fzero(@(x)polyval(polyf1，x)，［1，2］);求函数polyf1在［1，2］区间上的零值点。X=1.1303(0值点对应的变量值)FVAL=1.1102e-016(0值点对应的函数值)EXITFLAG=1(程序结束标记)8.函数定积分计算f(x)=x3-2x-5在［0，2］上的积分可以使用quad。>>F=@(x)1./

7、(x.^3-2*x-5);>>Q=quad(F，0，2)Q=-0.4605对于二重积分，首先计算内积分，然后借助内积分的中间结果再求出二重积分的值，类似于积分中的分步积分法。9.微分运算(diff)微分是描述一个函数在一点处的斜率，是函数的微观性质，因此积分对函数的形状在小范围内的改变不敏感，而微分很敏感。一个函数的小的变化，容易产生相邻点的斜率的大的改变。由于微分这个固有的困难，所以要尽可能避免数值微分，特别是对实验获得的数据进行微分。10.计算多元函数的梯度图　3-611.MATLAB字符串运算利用sy

8、m命令创建表达式。f=sym(‘cos(x)+sin(x)’)或symsx，f=cos(x)+sin(x)diff(f)求其导数(也可直接用命令f=diff(‘cos(x)+cos(y)’)当字符表达式中含有多于一个的变量时，只有一个变量是独立变量。如果不告诉MATLAB哪一个变量是独立变量，则可以通过findsym命令询问。12.线性方程组的求解求解线性方程组，用反斜杠＼。ax=b->x=a＼b(b左除a)，例