《matlab第一讲.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlab第一讲.ppt（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、MATLAB第一讲第一讲一一 开始开始nMatlab 是什么？是什么？n为什么用为什么用Matlab?n选择选择C+还是还是Matlab？二二 认识认识MATLAB n命令窗口命令窗口n工作窗口工作窗口n历史窗口历史窗口n当前目录窗口当前目录窗口n编辑窗口编辑窗口n图形窗口图形窗口MATLAB 6.5版的默认界面历历史史命命令令窗窗口口工工作作空空间间窗窗口口/当当前前目目录录浏浏览览器器/交交互互界界面面分分类目录窗口类目录窗口开开 始始 按按钮钮命命 令令 窗窗口口菜单菜单工具栏工具栏三三 Matalb工程运算方法工程运算方法 n变量的定义变量的定义n变量的结构变量的结构数组或矩阵结构数组
2、或矩阵结构n变量的数值显示变量的数值显示n变量保存和读取变量保存和读取n数值运算：数值运算：n 标量运算标量运算n 矩阵矩阵/数组运算数组运算n 多维数组多维数组1 MATLAB变量的定义方式变量的定义方式1)变量名、函数名对字母大小写敏感2)变量名的第一个字符必须是英文字母，字符(字母,数字，下划线)个数和版本有关。3)变量名的组成可以是任意字母、数字或者下划线，中不得包含空格，标点与常规的程序设计语言不同的MATLAB并不要求事先对所使用的变量进行声明，也不需要指定变量类型，MATLAB语言会自动依据所赋予变量的值或对变量所进行的操作来识别变量的类型。在赋值过程中如果赋值变量已存在时MAT
3、LAB语言将使用新值代替旧值，并以新值类型代替旧值类型。4）不可和关键字同名。5)最好不要和内联函数同名附录：MATLAB默认的预定义变量：在在MATLABMATLAB中有一些预定义变量，每当中有一些预定义变量，每当 MATLABMATLAB启动，这些变启动，这些变量就产生，所以用户最好不要定义与其同名的变量，这些变量有：量就产生，所以用户最好不要定义与其同名的变量，这些变量有：预定义变量含义预定义变量含义 ans计算结果的缺省变量名NaN或nan不是一个数，如0/0 eps机器零阈值(2-52)nargin函数输入宗量数目 Inf或inf无穷大nargout函数输出宗量数目 i或j虚数单元r
4、ealmax最大正实数(21024)pi圆周率realmin最小正实数(2-1022)2 变量的数值显示变量的数值显示2）format改变数字显示的结果1）MATLAB中所有数值均按照IEEE浮点标准规定的长型格式存储，数值有效范围为10-30810308附录：MATLAB中数的表示格式：在MATLAB中只使用一种格式进行存储和运算,也就是双精度格式，占用8个字节64位但数字的显示有8种方式指定格式：format x数据显示形式(x)说明示例（pi=），空格 bank 金融数据 3.14 hex 十六进制数 400921fb54442d18 long 15位原始形式 3.14159265358
5、979 long e 15位指数形式 3.141592653589793e+000 long g 15位最优形式 3.14159265358979 rat 最小整数比形式 355/113 short 5位原始形式 3.1416 short e 5位指数形式 3.1416e+000 short g 5位最优形式 3.1416附录：复数几种表示：nz=a+b*i或z=a+b*j nz=a+bi或 z=a+bj(当b为标量时)nz=r*exp(i*theta)na=real(z)%计算实部，复数z的实部：a=r*cos()；nb=imag(z)%计算虚部，复数z的虚部：b=r*sin()；nr=ab
6、s(z)%计算幅值，复数z的幅值；ntheta=angle(z)%计算相角，复数z的相角 theta=arctg(b/a)，以弧度为单位3 变量的保存和读取变量的保存和读取n变量的保存变量的保存n saven变量的载入变量的载入n load4 变量的数据结构变量的数据结构数组结构数组结构标量：11 数组 向量：一维数组二维矩阵：多维矩阵22 数组 5 运算运算标量的运算标量的运算（1）标量的算术表达式：）标量的算术表达式：+,-,*,/,+,-,*,/,（3）使用预定义函数运算使用预定义函数运算（2）关系运算和逻辑运算）关系运算和逻辑运算n n/,/,不一样不一样n n表达式按与常规相同的优先
7、级自左至右执行运算，括号可表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算，括号可以改变运算的优先级。以改变运算的优先级。n n优先级的规定是：指数最高，乘除次之，加减最低优先级的规定是：指数最高，乘除次之，加减最低n n=赋值运算符赋值运算符n n所有运算定义在复数域上所有运算定义在复数域上,对于方根，运算只返回处于第对于方根，运算只返回处于第一象限的解一象限的解（1）标量的算术表达式：）标量的算术表达式：+,-,*,/,指令含义指令含义=大于等于大于=不等于指令含义&/&与，和|/|或 否，非逻辑操作：关系操作（2）关系运算和逻辑运算关系运算和逻辑运算1)在所有关系表达式和逻辑表达式中，作为输入
8、的任何非数都被看作逻辑真，只有才被认为是逻辑假2)所有关系表达式和逻辑表达式的计算结果，即输出，是一个由和作成的逻辑数组其中表示真，表示假约定约定名称含义名称含义名称含义acos反余弦asinh反双曲正弦csch双曲余割acosh反双曲余弦atan反正切sec正割acot反余切atan2四象限反正切sech双曲正割acoth反双曲余切atanh反双曲正切sin正弦acsc反余割cos余弦sinh双曲正弦acsch反双曲余割cosh双曲余弦tan正切asec反正割cot余切tanh双曲正切asech反双曲正割coth双曲余切asin反正弦csc余割三角函数和双曲函数（3）使用预定义函数运算使用预
9、定义函数运算指数函数名称含义名称含义名称含义exp指数log10常用对数pow2的幂log自然对数log2以为底对数sqrt平方根复数函数名称含义名称含义名称含义abs模或绝对值conj复数共轭real复数实部angle相角（弧度）imag复数虚部坐标变换函数名称含义名称含义cart2sph直角坐标变球坐标pol2cart极坐标变直角坐标cart2pol直角坐标变极坐标sph2cart球坐标变直角坐标圆整函数与求余函数名称含义名称含义ceil向圆整函数rem求余数fix向圆整函数round向最近整数圆整函数floor向圆整函数sign符号函数mod模除求余特殊数据判断指令 指令 含 义指 令
10、含 义all(A)A中元素全为非0是为1,否则为0isequal(A,B)A,B对应元素相等时，相应元素位置取1,否则取0any(A)A中有非0则为1xor(A,B)对应位置元素异或isempty(x)X为空，则为1isnan(x)判断数组中元素是否为NaNisfinite(x)X中有限大小元素的位置取1，其余取0isprime(x)质数元素位置处取1，其余取0isinf(x)x中无穷大处位置取1，其余取0isreal(x)实数元素位置处取1，其余取0Isletter(x)X中英文字母处取1,其余为0isspace(x)空格元素处取1,其余取06 数组数组/矩阵的数值运算矩阵的数值运算n（1）
11、一维数组的定义和寻访）一维数组的定义和寻访n（2）二维数组的定义和寻访）二维数组的定义和寻访n（3）数组）数组/矩阵运算矩阵运算n（4）多维数组）多维数组n（1）一维数组的定义和寻访）一维数组的定义和寻访(a)逐个元素输入法：逐个元素输入法：如：array=2,pi/2,sqrt(3),3+5i(b)冒号生成法：冒号生成法：array=from:step:to from-数组的第一个元素 step-采样点之间的间隔,即步长.最后一个元素 不一定等于to，其大小为to=from+step*(to-from)/step;它可以省略,默认为1;step可以取正数或负数，但要注意当取正时，要保证tof
12、rom，数组最后一个元素不超过to,取负时to2)x(1 2 3 4 5 5 4 3 2 1)（a）二维数组的输入：）二维数组的输入：对于较小数组，从键盘上直接输入最简便二维数组必须有以下三个要素：）整个输入数组必须以方括号“”为其首尾；）数组的行与行之间必须用分号或回车键隔离；）数组元素必须有逗号或空格分隔（2）二位）二位数组的定义和寻访数组的定义和寻访(b)用标准数组生成函数生成数组用标准数组生成函数生成数组附录：用标准数组生成函数生成数组附录：用标准数组生成函数生成数组 指令含义 指令含义diag建立和提取对角阵 rand产生均布随机数组eye产生单位数组randn产生正态分布随即数组m
13、agic 产生魔方数组zeros产生全数组ones产生全数组空矩阵(c)二维数组的子数组寻访和赋值二维数组的子数组寻访和赋值1)寻访某一个元素寻访某一个元素array(r,c)-数组中的第r行c列的元素array(r,:)-数组的第r行全部元素array(:,c)-数组的第c列的全部元素Array(r1,r2,:)-数组的地r1,r2行的全部元素2)寻访某一列或一行的元素寻访某一列或一行的元素array(l)-按单下标寻访数组3)单下标寻访单下标寻访4)寻访全部元素寻访全部元素array(:,:)（3）二维数组）二维数组/矩阵的运算矩阵的运算na)矩阵运算：矩阵运算：+，-，*，/,，转置，转
14、置 nb)数组运算：数组运算：+，-，.*，./，.，.nc)关系和逻辑运算关系和逻辑运算(a)矩阵运算矩阵运算+，-，*，/,，转置，转置 常用矩阵运算函数常用矩阵运算函数函数名函数名功能功能det(X)计算方阵行列式rank(X)求矩阵的秩，得出的行列式不为零的最大方阵边长。inv(X)求矩阵的逆阵，当方阵X的det(X)不等于零，逆阵X-1才存在。X 与X-1相乘为单位矩阵。v,d=eig(X)计算矩阵特征值和特征向量。如果方程Xv=vd存在非零解，则v为特征向量，d为特征值。diag(X)产生X矩阵的对角阵l,u=lu(X)方阵分解为一个准下三角方阵和一个上三角方阵的乘积。l为准下三角
15、阵，必须交换两行才能成为真的下三角阵。q,r=qr(X)mn阶矩阵X分解为一个正交方阵q和一个与X同阶的上三角矩阵r的乘积。方阵q的边长为矩阵X的n和m中较小者，且其行列式的值为1。u,s,v=svd(X)mn阶矩阵X分解为三个矩阵的乘积，其中u,v为nn阶和mm阶正交方阵，s为mn阶的对角阵，对角线上的元素就是矩阵X的奇异值，其长度为n和m中的较小者。例例解多元一次方程 x+3y+z=15已知：2x+y+3z=20求 x,y,z之直 x+y =4 1)将方程化为矩阵与矢量相乘的形式：AX=b.写出A，b解题步骤：解题步骤：2)判断方程组是否有解计算矩阵和其增广矩阵的秩 r(A),r(A|b)
16、3)如果有解，则解为：X=A-1*b=A(-1)*b=inv(A)*b4)或 X=Ab(b)数组运算数组运算+，-，.*，./，.，.1)数组和数组数组和数组2)标量和数组标量和数组|x11 x12 x1n|x21 x22 x2n|对于(m x n)数组X|=xij m x n|xm1 xm2 xmn|函数f(.)的数组运算规则是指：f(X)=f(xij)m x n也就是对数组中没每个元素都实施同样的操作例例 x=30,45,60;90,105,120,计算sin(pi*x/180)3）数组函数运算）数组函数运算1)标量可以与任何维数的数组进行比较标量可以与任何维数的数组进行比较,比较在此标比
17、较在此标量和数组量和数组 每个元素之间进行每个元素之间进行,因此比较结果为与被比因此比较结果为与被比数组同维的数组数组同维的数组.2)数组进行比较时，两数组必须是同维的，结果也数组进行比较时，两数组必须是同维的，结果也得到一个同维的数组得到一个同维的数组关系和逻辑运算的说明关系和逻辑运算的说明（c）关系和逻辑运算）关系和逻辑运算（4）多维数组）多维数组n（a）多维数组的定义）多维数组的定义n（b）数组信息的获取）数组信息的获取1）全下标方式）全下标方式A(:,:,1)=1 2;3 4A(:,:,2)=52）函数直接创建特殊数组）函数直接创建特殊数组ones,zeros,rand,randn(a
18、)多维数组的定义方式多维数组的定义方式 3)函数生成数组函数生成数组cat把把“大小大小”相同的若干数相同的若干数组组，沿，沿“指定指定维维”方向，串接成高方向，串接成高维维数数组组repmat按指定的按指定的“行数、列数行数、列数”铺铺放模放模块块数数组组，以形成更大的数，以形成更大的数组组reshape在在总总元素数不元素数不变变的前提下，改的前提下，改变变数数组组的的“行数、列数行数、列数”例：例：a=1 2;3 4b=5 6;7 8cat(3,a,b)ans(:,:,1)=1 2 3 4ans(:,:,2)=5 6 7 8例：例：a=1 2;3 4b=5 6;7 8cat(2,a,b)
19、ans=1 2 5 6 3 4 7 8repmat(a,2,2,2)ans(:,:,1)=1 2 1 2 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4ans(:,:,2)=1 2 1 2 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4a=1 2 3 4;5 6 7 8reshape(a,2,2,2)ans(:,:,1)=1 2 5 6ans(:,:,2)=3 4 7 8length返回矩返回矩阵阵最最长维长维的的长长度度ndims返回矩返回矩阵阵的的维维数数numel返回矩返回矩阵阵中元素的个数中元素的个数size返回矩返回矩阵阵的每一个的每一个维维度的度的长长度度(b)获取矩阵信息的函数获取矩阵信息的函数a=1 2;3 4b=5 6;7 8c=cat(3,a,b)size(c)ndims(c)numel(c)length(c)