1. 基本信息

2. 内容简介

3.图书特点

4. 目录

1. 基本信息

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

2. 内容简介

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。

3.图书特点

（1）本书作者为高校数学教师，数学博士，具有丰富的工程数学研究经历。本书有针对性的结合工程数学建模实例进行讲解。

（2）本书实例全部配有操作视频，视频教学，轻松学习。

4. 目录

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