一、基礎知識
1、基本命令
clear 清除工作區類定義的變量
clc 清屏
ans 顯示最近的答案
2、變量與系統常量
注意:默認情況下,MATALB定義的變量都是以矩陣的形式存儲的。
使用syms命令創建符號變量和符號函數,在這裏符號即可理解爲C語言中所定義的數值變量。
pi --------圓周率
eps --------- e
i、j --------- 若i或j量不被改寫,則它們表示純虛數量j
inf -------- 無窮大量
3、M文件
M程序有兩種執行方式,第一種是直接調用型,而第二種則是函數式調用型。
如何在M程序中定義一個函數:
格式:function 輸出變量=函數名(輸出變量....)
例:
function v=calcVolume(a,b,l,h)
v=(a*h*(b^2-h^2)^(1/2)/b+a*b*asin(h/b)+pi*a*b/2)*l;
4、程序基本結構
① 選擇結構
單分支: 雙分支: 多分支: switch結構:
if 條件 if 條件 if 條件 switch 表達式
語句 語句語句case 表達式1
end else elseif 條件語句1
語句 語句case ....
end elseif ... ........
... otherwise
end 語句n
end
② 循環結構
for語句: while語句:
for 循環變量=表達式1:表達式2:表達式3while(條件)
循環體語句 循環體語句
end end
5、如何查看MATLAB函數的源代碼
open 函數名稱 或者 edit 函數名稱
6、Matlab的特點
① 簡潔高效性
② 科學運算功能(矩陣運算、數值微積分問題、最優化問題、微分方程的求解、數據處理問題)
③ 繪圖功能
④ 龐大的工具箱與模塊集
⑤ 強大的動態系統仿真功能(允許用戶在一個框架下對含有控制環節、機械環節和電子、電機環節的機電一體化系統進行建模與仿真)
7、矩陣運算
二、求取極限、導數、積分
1、極限
① 單變量極限
格式:
L=limit(fun,x,x0)%求取函數fun(x->x0)
L=limit(fun,x,x0,'left'或'right')%求取函數fun的單邊極限(即x->x0+或x->x0-)
② 多變量極限
格式:
L1=limit(limit(f,x,x0),y,y0)
L1=limit(limit(f,y,y0),x,x0)
2、導數
① 一元函數的導數
格式:
y=diff(fun,x)%求fun對自變量x的導數
y=diff(fun,x,n)%求n階導數
② 多元函數的導數
格式:
f=diff(diff(f,x,m),y,n)%先求f對x的m階偏導數,再求對y的n階偏導數
③ 多元函數組的Jacobi(雅可比)矩陣
Jacobi矩陣:多元函數有n元變量和m個函數,雅可比矩陣即是這個方程組的各個因變量對各個自變量的偏導數
格式:
J=jacobian(Y,X)%Y是各個函數構成的向量,X是各個自變量構成的向量
④ 求取隱函數的偏導數
隱函數:沒有直接的表達因變量y與自變量x的關係,但是他們在函數中都體現有隱含的關係
⑤ 參數方程的導數
⑥ 二元函數的梯度計算
梯度:梯度的定義是爲了研究方向導數的大小更方便而定義的
格式:
[fx,fy]=gradient(z)%
3、積分
① 不定積分
格式:
F=int(fun,x)%求取函數fun對自變量x的積分
② 定積分與無窮積分
格式:
I=int(fun,x,a,b)%求取函數fun對自變量從(a,b)區間內的定積分,a、b可設爲-inf和inf
③ 重積分
方法:通過對積分的一層層進行疊加即可
④ 第一類曲線積分和第二類曲線積分
第一類曲線積分:起源於對不均勻分佈的空間曲線總質量的求取
第二類曲線積分:對座標的曲線積分,起源於變力F沿曲線l移動時做功的研究
⑤ 第一類曲面積分和第二類曲面積分
第一類曲面積分:對面積的曲面積分
第二類曲面積分:對座標的曲面積分
4、級數
① 泰勒(Taylor)級數
描述:
格式:
taylor(fun)
② 傅里葉(Fourier)級數
格式:
[A,B,F]=fseries(f,x,n,a,b)%A,B爲Fourier係數,F爲展開式
③ 級數求和
格式:
S=symsum(fk,k,k0,kn)%fk爲級數通項,k爲級數自變量,k0和kn爲級數求和的起始項和終止項
三、線性代數
1、基本矩陣
零矩陣: A=zeros(n) A=zeros(m,n)
幺矩陣: B=ones(n)
單位陣: C=eye(n)
隨機陣: D=rand(n)
對角陣: E=diag(A) %A爲矩陣對角元素的列向量
E=diagm(A1 A2 A3 .... An)%生成塊對角矩陣
2、矩陣運算
求行列式: det(A)
求矩陣的秩: rank(A)
表示多項式: poly2sym(P,'v') %其中P爲按降冪排列順序表示的多項式,v爲指定的多項式符號變量,也可以指定爲'x'
逆矩陣: A=inv(B)
求矩陣的特徵值和特徵向量:d=eig(A) %求取矩陣的特徵值
[V,D]=eig(A)%V爲矩陣A的特徵向量,D爲矩陣A的特徵值
矩陣方程的計算:AX=B =》X=inv(A)*B
四、積分變換與複變函數
1、 Laplace變換
格式: F=laplace(fun) %fun爲時域函數,採用默認的t作爲時域變量
F=laplace(fun,v,u)%由用戶指定時域變量v和復域變量u
Laplace反變換
格式: ilaplace(F) %輸出即爲以t爲變量的時域函數
2、Fourier變換
格式: F=fourier(fun) %