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[MATLAB科学计算及分析][ISO][2012][随书附带光盘]
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ZiJingBT.MATLAB科学计算及分析.iso.torrent |
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MATLAB科学计算及分析.iso |
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| 内容简介: |
作者：唐培培(作者)
出版社:电子工业出版社; 第1版 (2012年1月1日)
丛书名:工程设计与分析系列
页数:460页
ISBN:9787121148934
MATLAB是适合多学科、多种工作平台的功能强大、界面友好且开放性很强的交互式大型优秀应用软件，特别适合科学计算、数值分析、数字信号处理、自动控制及工程应用等。本书从应用角度出发，通过大量的实例结合科学计算中的重要问题，从MATLAB的基础知识出发，详细地讲解了MATLAB图形处理及图形用户界面，Simulink动态系统仿真，线性方程组求解，非线性方程（组）求解，矩阵特征值求解、优化、统计，微分方程数值解，有限元方法编程，以及与C语言的接口等，并在每章中都有非常丰富的综合实例。
第1部分 基 础 知 识
第1章 绪论 1
1.1 MATLAB科学计算概述 1
1.2 MATLAB科学计算的优势 3
1.3 MATLAB工作环境 4
1.3.1 桌面平台的菜单 4
1.3.2 桌面平台的工具栏 17
1.3.3 桌面组件 18
1.3.4 属性设置 19
1.3.5 工作空间常用命令 24
1.4 功能模块 24
1.4.1 基础工具 24
1.4.2 控制 26
1.4.3 实时目标系统 27
1.4.4 应用接口 28
1.4.5 数学与金融 28
1.4.6 信号通信处理及系统开发 30
1.4.7 测试测量 30
1.4.8 其他工具箱 31
1.5 数据输入/输出与文件操作 31
1.5.1 数据输入与输出 31
1.5.2 文件的打开与关闭 34
1.5.3 二进制文件的读写操作 35
1.5.4 文本文件的读写操作 36
1.5.5 数据文件定位 38
1.6 在线帮助系统 38
1.7 MATLAB的学习方法 41
1.8 MATLAB的安装方法 41
第2章 MATLAB程序设计 46
2.1 程序基础 46
2.2 数据类型和运算 48
2.2.1 常量和变量 48
2.2.2 数值数据 49
2.2.3 字符数据 51
2.2.4 逻辑数据类型 54
2.2.5 日期和时间 56
2.2.6 单元数组和结构体 57
2.3 数组与矩阵 59
2.3.1 创建数组 59
2.3.2 数组运算 61
2.3.3 数组处理函数 63
实例2-1 判断数组元素是否
在另一数组中出现 70
2.3.4 矩阵及其运算 71
实例2-2 简单线性方程组求解 72
2.3.5 特殊矩阵 73
实例2-3 利用特殊矩阵快速构造
矩阵 74
2.3.6 稀疏矩阵及函数 75
实例2-4 稀疏矩阵函数的巧用 76
2.4 控制语句 78
2.4.1 for循环语句 78
2.4.2 while循环语句 79
2.4.3 if-else-end语句 79
2.4.4 switch-case语句 80
2.4.5 try-catch语句 81
实例2-5 判断矢量单调性 81
2.5 M函数 83
2.5.1 M函数构造规则 83
2.5.2 输入/输出参数 84
2.5.3 函数调用 85
2.5.4 用Feval进行函数运算 85
实例2-6 矢量单调性（包含子函数
调用） 87
2.6 程序调试 89
实例2-7 程序调试实例 90
2.7 MATLAB编程技巧 93
2.8 综合实例 94
实例2-8 汉诺塔问题 94
实例2-9 结构体的处理 95
第3章 绘图与界面 98
3.1 二维绘图 98
3.1.1 plot函数及设置 98
实例3-1 绘制二维图应用实例 101
3.1.2 子图 102
3.1.3 特殊二维图形 103
3.2 三维绘图 105
3.2.1 三维曲线图 105
3.2.2 特殊三维图形 106
实例3-2 绘制三维图应用实例 108
3.3 打印和导出图形 109
3.3.1 用菜单打印和导出 110
3.3.2 命令行打印和导出 112
3.4 图形用户界面 113
3.4.1 图形用户界面 113
3.4.2 GUI如何工作 114
3.4.3 创建GUIs 途径 115
3.5 用GUIDE创建GUI 116
3.5.1 新建一个GUI 116
3.5.2 添加组件 117
3.5.3 GUI的存储 120
3.5.4 GUI的编程 121
3.6 菜单和工具栏 124
3.6.1 菜单的创建 124
3.6.2 工具栏的创建 126
3.7 组件 128
3.7.1 组件类型 128
3.7.2 组件属性 129
3.8 综合实例 129
实例3-3 稀疏矩阵排列图 129
实例3-4 交互式用户界面设计
实例 130
第4章 Simulink仿真 132
4.1 Simulink概述 132
4.2 Simulink模块库 134
4.2.1 公共模块库 134
4.2.2 功能模块库 134
4.3 创建Simulink模型 135
4.3.1 建立或打开仿真结构图 135
4.3.2 菜单与工具栏功能 137
4.3.3 模块处理 137
4.3.4 线的处理 139
4.3.5 运行仿真 140
实例4-1 仿真结构图应用实例 144
4.4 子系统与封装 146
4.4.1 子系统 147
实例4-2 子系统设计应用实例 147
4.4.2 封装 149
实例4-3 封装设计应用实例 151
4.5 Simulink模型调试 153
4.5.1 Simulink调试器 153
4.5.2 命令行调试 155
4.6 S函数 156
4.6.1 S函数模块 157
4.6.2 S函数工作原理 159
4.6.3 M文件S函数的编写 160
4.6.4 M文件S函数模板 160
实例4-4 S函数应用实例 163
4.7 综合实例 165
实例4-5 食饵—捕食者模型 165
实例4-6 S函数种群竞争模型 165
实例4-7 动画演示单摆运动 168
第2部分 MATLAB在科学计算中的应用
第5章 线性方程组求解 172
5.1 直接解法 173
5.1.1 Gauss消去法 173
实例5-1 Gauss消去法应用实例 174
5.1.2 选主元Gauss消去法 175
实例5-2 选主元Gauss消去法应用
实例 175
5.1.3 Cholesky分解法 177
实例5-3 Cholesky分解法应用
实例 178
5.2 迭代法 179
5.2.1 Jacobi迭代法 179
实例5-4 Jacobi迭代法应用实例 179
5.2.2 Gauss-Seidel迭代法 180
实例5-5 Gauss-Seidel迭代法应用
实例 180
5.2.3 超松弛迭代法 181
实例5-6 超松弛迭代法应用实例 182
5.2.4 共轭梯度法 182
实例5-7 共轭梯度法应用实例 183
5.2.5 Bicg迭代法 184
实例5-8 Bicg迭代法应用实例 184
5.2.6 Bicgstab迭代法 185
实例5-9 Bicgstab迭代法应用
实例 186
5.3 综合实例 186
实例5-10 Dirichlet问题中的线性
方程组求解问题 186
实例5-11 两点边值问题差分法
线性方程组求解问题 188
第6章 非线性方程（组）求解 191
6.1 二分法 191
实例6-1 二分法应用实例 192
6.2 迭代法 193
6.2.1 牛顿法 193
实例6-2 牛顿法应用实例 194
6.2.2 割线法 195
实例6-3 割线法应用实例 195
6.2.3 拟牛顿法 196
实例6-4 拟牛顿法应用实例 196
6.2.4 Halley迭代法 197
实例6-5 Halley迭代应用实例 197
6.3 综合实例 198
实例6-6 牛顿法求解非线性
方程组 198
实例6-7 Halley迭代法求解非线性
方程组 200
第7章 矩阵特征值求解 202
7.1 非对称特征值问题 202
7.1.1 幂法 202
实例7-1 幂法实例 203
7.1.2 反幂法 204
实例7-2 反幂法实例 205
7.1.3 QR方法 207
实例7-3 QR方法实例 207
7.2 对称特征值问题 209
7.2.1 对称QR法 209
实例7-4 对称QR方法实例 209
7.2.2 Jacobi方法 211
实例7-5 Jacobi方法实例 212
7.2.3 二分法 215
实例7-6 二分法实例 215
7.3 综合实例 218
实例7-7 病态实阵的特征值问题 218
实例7-8 二点边值问题差分离散
矩阵特征值实例 218
第8章 微分方程（组）求解 221
8.1 单步法 221
8.1.1 显式Euler方法 221
实例8-1 显式Euler方法实例 222
8.1.2 改进的Euler方法 223
实例8-2 改进的Euler方法实例 224
8.1.3 Runge-Kutta方法 225
实例8-3 Runge-Kutta方法实例 226
8.2 线性多步法 228
8.2.1 Adams外插法 228
实例8-4 Adams外插法实例 229
8.2.2 Adams内插法 231
实例8-5 Adams内插法实例 232
8.3 有限差分法 234
8.3.1 网格剖分 235
8.3.2 数值微分 235
8.3.3 差分定解 236
实例8-6 差分法边值问题实例 236
8.4 常微分方程组求解 237
实例8-7 微分方程组实例 238
8.5 综合实例 239
实例8-8 一维抛物型方程差分法
求解 239
实例8-9 二维波动方程求解 242
第9章 拟合与插值 246
9.1 插值运算 246
9.1.1 一维插值 246
实例9-1 一维插值实例 250
9.1.2 二维插值 251
实例9-2 二维插值实例 252
9.2 曲线拟合 253
9.2.1 多项式最小二乘拟合 254
实例9-3 多项式拟合实例 254
9.2.2 曲线拟合工具箱 255
实例9-4 曲线拟合工具箱应用
实例 259
9.3 综合实例 261
实例9-5 温度曲线问题 261
实例9-6 根据山区地形选点海拔
确定地貌 261
实例9-7 流水量与供水量问题 263
第10章 优化 266
10.1 方程求根 266
10.2 一维最小值问题 269
10.3 多维最小值问题 269
10.4 线性规划 271
10.4.1 线性规划问题及数学模型 271
10.4.2 线性规划求解 272
实例10-1 线性规划实例 273
10.5 整型规划 274
实例10-2 整型规划实例 275
10.6 0-1规划 279
实例10-3 0-1规划实例 280
10.7 无约束非线性规划 282
10.7.1 一维搜索 282
实例10-4 一维搜索实例 284
10.7.2 黄金分割法 286
实例10-5 黄金分割法实例 287
10.7.3 牛顿法 288
实例10-6 牛顿法无约束非线性规划
实例 288
10.8 有约束非线性规划 289
实例10-7 有约束非线性规划
实例 291
10.9 二次规划 292
实例10-8 二次规划实例 293
10.10 综合实例 294
实例10-9 运输问题 294
实例10-10 供应与选址问题 296
实例10-11 连续投资问题 298
第11章 变换及分析 302
11.1 Fourier变换 302
11.1.1 基本Fourier变换 303
实例11-1 函数的Fourier变换 303
11.1.2 基本Fourier变换逆变换 304
实例11-2 函数的Fourier逆变换 305
11.1.3 离散Fourier变换 306
11.1.4 快速Fourier变换 307
11.2 Laplace变换 309
11.2.1 Laplace变换 309
实例11-3 函数的Laplace变换 310
11.2.2 Laplace逆变换 311
实例11-4 函数的Laplace逆变换 312
11.2.3 Laplace变换与LTI系统 312
11.3 Z变换 313
11.3.1 Z变换 313
11.3.2 Z逆变换 314
11.3.3 Z变换与离散LTI系统 315
11.4 滤波器的设计 317
11.5 综合实例 319
实例11-5 滤波器的设计 319
实例11-6 滤波器的应用 322
第12章 概率及统计分析 325
12.1 概率密度函数与分布函数 325
12.2 随机变量的数字特征 329
12.2.1 数学期望 329
12.2.2 方差与标准差 330
12.2.3 协方差与相关系数 332
12.2.4 中心矩 333
12.2.5 分布函数的统计量 334
12.3 逆分布函数及随机数生成 335
12.3.1 逆分布函数 335
12.3.2 随机数生成 336
实例12-1 随机数生成 337
12.4 参数估计 338
实例12-2 参数估计实例 341
实例12-3 统计图实例 345
12.5 假设检验 346
12.5.1 单个正态总体均值的检验 346
实例12-4 单个正态总体均值假设
检验实例 348
12.5.2 两个正态总体均值差的
检验 348
实例12-5 两个正态总体均值差
假设检验实例 349
12.6 回归分析 350
12.6.1 一元线性回归分析 350
实例12-6 一元线性回归分析实例 351
12.6.2 多元线性回归分析 352
实例12-7 多元线性回归分析
实例 352
12.7 综合实例 353
实例12-8 岩石成分分析模型 353
实例12-9 槲寄生问题 354
第13章 数值积分及复变函数 356
13.1 数值积分 356
13.1.1 中点公式 357
13.1.2 Newton-Cotes公式 357
13.1.3 Gauss求积公式 359
13.1.4 三角形上的求积公式 360
13.1.5 MATLAB提供的求积函数 361
实例13-1 数值积分公式比较 363
13.2 复变函数 364
13.2.1 复变函数的极限求导和
积分 364
13.2.2 复变函数的Taylor展开 365
13.2.3 复变函数图像 366
13.2.4 留数 366
实例13-2 复变函数留数的计算及
应用 367
13.3 综合实例 368
实例13-3 复变函数洛朗展开 368
实例13-4 三角形上的积分实例 369
第14章 有限元分析法 371
14.1 网格生成 371
14.1.1 网格生成工具 372
14.1.2 数据保存 373
实例14-1 网格生成实例 374
14.2 协调元 375
实例14-2 协调元实例 376
14.3 非协调元 378
实例14-3 非协调元实例 378
14.4 离散格式 380
14.5 构造线性方程组 381
实例14-4 构造线性方程组实例 381
14.6 线性方程组求解及误差分析 384
实例14-5 线性方程组求解及误差
分析实例 384
14.7 综合实例 386
实例14-6 变系数泊松方程有限元
求解 386
实例14-7 求解Helmholtz方程 388
第15章 工程实例 390
15.1 特征值问题求解 390
15.1.1 网格生成 390
15.1.2 离散格式 391
15.1.3 线性方程组特征值问题求
解及误差 392
15.1.4 程序实现 393
实例15-1 特征值问题求解程序 393
15.2 对流扩散方程求解 395
15.2.1 网格生成 396
15.2.2 离散格式 397
15.2.3 线性方程组求解及误差 397
15.2.4 程序实现 398
实例15-2 对流扩散方程
求解程序 398
15.3 热传导方程求解 403
15.3.1 网格生成 403
15.3.2 离散格式 404
15.3.3 线性方程组的求解及误差 405
15.3.4 程序实现 405
实例15-3 热传导方程
求解程序 405
第16章 C语言与MATLAB接口 411
16.1 从MATLAB中调用C函数 411
16.1.1 访问MATLAB数组 411
16.1.2 编写编译连接C-MEX函数
的方法 419
16.1.3 C-MEX函数的编写方法 421
实例16-1 MEX函数实例 423
16.2 MATLAB引擎 425
实例16-2 MATLAB引擎实例 428
16.3 与MAT文件交换数据 430
实例16-3 MAT程序实例 435
16.4 综合实例 438
实例16-4 素数判断 438
实例16-5 在C语言中调用MEX
函数 439
实例16-6 实现双精度型实数矩阵乘法功能 442
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