MATLAB科学计算及分析电子书

内容简介

前言

第1部 分基础知识

第1章 绪论

1.1 MATLAB科学计算概述

1.2 MATLAB科学计算的优势

1.3 MATLAB工作环境

1.3.1 桌面平台的菜单

1. File（文件）菜单

2. Edit（编辑）菜单

3. Debug（调试）菜单

4. Parallel菜单

5. Desktop（桌面）菜单

6. Window（视窗）菜单

7. Help（帮助）菜单

1.3.2 桌面平台的工具栏

1.3.3 桌面组件

1.3.4 属性设置

1. 通用属性设置

2. 键盘设置

3. 字体和颜色设置

4. 工具栏、命令窗口、历史命令窗口设置

5. 编辑/调试器、帮助、浏览器、当前目录、变量编辑器、工作空间、GUIDE、时间序列工具及图像复制设置

6. 报告生成器、系统测试、数据库工具箱、图像处理、仪器控制、Simulink及Simscape设置

7. Simulink 3D Animation、Simulink Control、Video and Image Processing设置

1.3.5 工作空间常用命令

1.4 功能模块

1.4.1 基础工具

1.4.2 控制

1.4.3 实时目标系统

1.4.4 应用接口

1.4.5 数学与金融

1.4.6 信号通信处理及系统开发

1.4.7 测试测量

1.4.8 其他工具箱

1.5 数据输入/输出与文件操作

1.5.1 数据输入与输出

1.5.2 文件的打开与关闭

1.5.3 二进制文件的读写操作

1.5.4 文本文件的读写操作

1.5.5 数据文件定位

1.6 在线帮助系统

1. 命令窗口帮助

2. Help菜单

3. 因特网帮助信息

1.7 MATLAB的学习方法

1.8 MATLAB的安装方法

第2章 MATLAB程序设计

2.1 程序基础

2.2 数据类型和运算

2.2.1 常量和变量

2.2.2 数值数据

2.2.3 字符数据

2.2.4 逻辑数据类型

2.2.5 日期和时间

2.2.6 单元数组和结构体

2.3 数组与矩阵

2.3.1 创建数组

2.3.2 数组运算

2.3.3 数组处理函数

2.3.4 矩阵及其运算

2.3.5 特殊矩阵

2.3.6 稀疏矩阵及函数

2.4 控制语句

2.4.1 for循环语句

2.4.2 while循环语句

2.4.3 if-else-end语句

2.4.4 switch-case语句

2.4.5 try-catch语句

2.5 M函数

2.5.1 M函数构造规则

2.5.2 输入/输出参数

2.5.3 函数调用

2.5.4 用Feval进行函数运算

2.6 程序调试

2.7 MATLAB编程技巧

2.8 综合实例

第3章 绘图与界面

3.1 二维绘图

3.1.1 plot函数及设置

3.1.2 子图

3.1.3 特殊二维图形

3.2 三维绘图

3.2.1 三维曲线图

3.2.2 特殊三维图形

3.3 打印和导出图形

3.3.1 用菜单打印和导出

3.3.2 命令行打印和导出

3.4 图形用户界面

3.4.1 图形用户界面

3.4.2 GUI如何工作

3.4.3 创建GUIs途径

3.5 用GUIDE创建GUI

3.5.1 新建一个GUI

3.5.2 添加组件

3.5.3 GUI的存储

3.5.4 GUI的编程

3.6 菜单和工具栏

3.6.1 菜单的创建

3.6.2 工具栏的创建

3.7 组件

3.7.1 组件类型

3.7.2 组件属性

3.8 综合实例

第4章 Simulink仿真

4.1 Simulink概述

4.2 Simulink模块库

4.2.1 公共模块库

4.2.2 功能模块库

4.3 创建Simulink模型

4.3.1 建立或打开仿真结构图

4.3.2 菜单与工具栏功能

4.3.3 模块处理

4.3.4 线的处理

4.3.5 运行仿真

4.4 子系统与封装

4.4.1 子系统

4.4.2 封装

4.5 Simulink模型调试

4.5.1 Simulink调试器

4.5.2 命令行调试

4.6 S函数

4.6.1 S函数模块

4.6.2 S函数工作原理

4.6.3 M文件S函数的编写

4.6.4 M文件S函数模板

4.7 综合实例

第2部分 MATLAB在科学计算中的应用

第5章 线性方程组求解

5.1 直接解法

5.1.1 Gauss消去法

5.1.2 选主元Gauss消去法

5.1.3 Cholesky分解法

5.2 迭代法

5.2.1 Jacobi迭代法

5.2.2 Gauss-Seidel迭代法

5.2.3 超松弛迭代法

5.2.4 共轭梯度法

5.2.5 Bicg迭代法

5.2.6 Bicgstab迭代法

5.3 综合实例

第6章 非线性方程（组）求解

6.1 二分法

6.2 迭代法

6.2.1 牛顿法

6.2.2 割线法

6.2.3 拟牛顿法

6.2.4 Halley迭代法

6.3 综合实例

第7章 矩阵特征值求解

7.1 非对称特征值问题

7.1.1 幂法

7.1.2 反幂法

7.1.3 QR方法

7.2 对称特征值问题

7.2.1 对称QR法

7.2.2 Jacobi方法

7.2.3 二分法

7.3 综合实例

第8章 微分方程（组）求解

8.1 单步法

8.1.1 显式Euler方法

8.1.2 改进的Euler方法

8.1.3 Runge-Kutta方法

8.2 线性多步法

8.2.1 Adams外插法

8.2.2 Adams内插法

8.3 有限差分法

8.3.1 网格剖分

8.3.2 数值微分

8.3.3 差分定解

8.4 常微分方程组求解

8.5 综合实例

第9章 拟合与插值

9.1 插值运算

9.1.1 一维插值

9.1.2 二维插值

9.2 曲线拟合

9.2.1 多项式最小二乘拟合

9.2.2 曲线拟合工具箱

9.3 综合实例

第10章 优化

10.1 方程求根

10.2 一维最小值问题

10.3 多维最小值问题

10.4 线性规划

10.4.1 线性规划问题及数学模型

10.4.2 线性规划求解

10.5 整型规划

10.6 0-1规划

10.7 无约束非线性规划

10.7.1 一维搜索

10.7.2 黄金分割法

10.7.3 牛顿法

10.8 有约束非线性规划

10.9 二次规划

10.10 综合实例

第11章 变换及分析

11.1 Fourier变换

11.1.1 基本Fourier变换

11.1.2 基本Fourier变换逆变换

11.1.3 离散Fourier变换

11.1.4 快速Fourier变换

11.2 Laplace变换

11.2.1 Laplace变换

11.2.2 Laplace逆变换

11.2.3 Laplace变换与LTI系统

11.3 Z变换

11.3.1 Z变换

11.3.2 Z逆变换

11.3.3 Z变换与离散LTI系统

11.4 滤波器的设计

11.5 综合实例

第12章 概率及统计分析

12.1 概率密度函数与分布函数

12.2 随机变量的数字特征

12.2.1 数学期望

12.2.2 方差与标准差

12.2.3 协方差与相关系数

12.2.4 中心矩

12.2.5 分布函数的统计量

12.3 逆分布函数及随机数生成

12.3.1 逆分布函数

12.3.2 随机数生成

12.4 参数估计

12.5 假设检验

12.5.1 单个正态总体均值的检验

1. 方差μ已知关于均值的检验

2. 方差未知关于均值的检验

12.5.2 两个正态总体均值差的检验

12.6 回归分析

12.6.1 一元线性回归分析

12.6.2 多元线性回归分析

12.7 综合实例

第13章 数值积分及复变函数

13.1 数值积分

13.1.1 中点公式

13.1.2 Newton-Cotes公式

13.1.3 Gauss求积公式

13.1.4 三角形上的求积公式

13.1.5 MATLAB提供的求积函数

13.2 复变函数

13.2.1 复变函数的极限求导和积分

13.2.2 复变函数的Taylor展开

13.2.3 复变函数图像

13.2.4 留数

13.3 综合实例

第14章 有限元分析法

14.1 网格生成

14.1.1 网格生成工具

14.1.2 数据保存

14.2 协调元

14.3 非协调元

14.4 离散格式

14.5 构造线性方程组

14.6 线性方程组求解及误差分析

14.7 综合实例

第15章 工程实例

15.1 特征值问题求解

15.1.1 网格生成

15.1.2 离散格式

15.1.3 线性方程组特征值问题求解及误差

15.1.4 程序实现

15.2 对流扩散方程求解

15.2.1 网格生成

15.2.2 离散格式

15.2.3 线性方程组求解及误差

15.2.4 程序实现

15.3 热传导方程求解

15.3.1 网格生成

15.3.2 离散格式

15.3.3 线性方程组的求解及误差

15.3.4 程序实现

第16章 C语言与MATLAB接口

16.1 从MATLAB中调用C函数

16.1.1 访问MATLAB数组

16.1.2 编写编译连接C-MEX函数的方法

16.1.3 C-MEX函数的编写方法

16.2 MATLAB引擎

16.3 与MAT文件交换数据

16.4 综合实例

附录