建模培训matlab使用PPT资料.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建模培训(pixn)matlab使用,第一页，共119页。,MATLAB介绍(jisho),MATLAB意为“矩阵实验室”，源自 Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件。,matlab语言是由 的Clever Moler博士于1980年。开发的设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题。,目前MATLAB已经成为国际上最流行的软件之一，除了可提供传统的交互式的编程方法之外，还能提供丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理和Windows编程工具等。因而出现了各种以MATLAB为基础的工具箱，应用于自动控制、图像信号处理、生物医学工程、语音处理、信号分析、时序分析与建模、优化设计等广泛的领域，表现出了一般高级语言难以(nny)比拟的优势。,Mathwork软件公司推出的Matlab软件就是为了给人们提供一个方便的数值计算平台而设计的。,第二页，共119页。,它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合。,MATLAB是一种直译式的高级语言，比其它程序设计语言容易(rngy)。,MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学计算、图象处理、声音处理于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法。,第三页，共119页。,MATLAB在 已经作为大学工科学生必修(bxi)的计,算机语言之一（C,FORTRAN,ASSEMBLER,MATLAB）。,近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在,已应用于各学科研究部门和许多高等院校。,第四页，共119页。,许多学科，在MATLAB中都有专用工具箱，现已有30多个工具箱，但MATLAB语言的扩展开发(kif)还远远没有结束，各学科的相互促进，将使得MATLAB更加强大,第五页，共119页。,丰富(fngf)的MATLAB工具箱,MATLAB主工具箱,符号数学工具箱,SIMULINK仿真工具箱,控制系统工具箱,信号处理(xn ho ch l)工具箱,图象处理工具箱,通讯工具箱,系统辨识工具箱,神经元网络工具箱,金融工具箱,第六页，共119页。,在使用(shyng)中Matlab的优点有如下几点:,1.易学,编程方便,快捷.,2.丰富的数学函数使得数值问题的求解(qi ji)变得很容易。,在使用(shyng)中Matlab的缺点在于:,运行速度,尤其是图形的处理速度较为缓慢。,第七页，共119页。,1、试绘制参数(cnsh)方程 的三维曲线(m1),2、试绘制(huzh)出二元函数(m2),3、给定(i dn)函数 ，试给出,(m3),演示：,第八页，共119页。,1 进入(jnr)与运行方式,1、窗口(chungku)与界面,2、运行方式,1）命令行方式,2）M文件方式,二、基本操作,第九页，共119页。,启动MATLAB后，将进入MATLAB 集成环境。MATLAB 集成环境包括MATLAB主窗口、命令(mng lng)窗口(Command Window)、工作空间窗口(Workspace)、命令(mng lng)窗口(Command History)、当前目录窗口(Current Directory)。,第十页，共119页。,当MATLAB安装完毕并首次启动时，展现在屏幕上的界面(jimin)为MATLAB的默认界面(jimin)，如右图所示。,第十一页，共119页。,1、变量(binling),1）变量(binling)的命名：,1 变量(binling)的名字必须以字母开头。,2 之后可以是任意字母、数字或下划线（），变量(binling)中不能包含有标点符号。,3 变量(binling)名称区分字母的大小写，如time，TIME，Time。,2、变量(binling)与函数,第十二页，共119页。,eps 计算机浮点运算误差限，在 pc机上,，若某个(mu)量的绝对值小于eps，则可以认为这个量为0。,pi 圆周率的近似值3.1415926,inf或Inf 表示正无大,定义为1/0,NaN 不定数，不定式。它产生于0，0/0，/等运算,i，j 虚数单位,ans 对于未赋值运算结果，自动赋给ans,2）特殊(tsh)变量,第十三页，共119页。,2 常用的数学运算符,*（乘）,.*（点乘）,/（左除）,./（点除）,（右除）,（幂）,注：,在运算式中，MATLAB通常不需要考虑空格；,多条命令(mng lng)可以放在一行中，它们之间需要用分号隔开；,逗号告诉MATLAB显示结果，而分号则禁止结果显示。,第十四页，共119页。,3数字的输出格式,MATLAB的输出格式可由format命令控制，但要注意的是format命令只是影响在屏幕上的显示，而MATLAB的数据(shj)存储和运算总是以双精度进行的。,Format short：5位定点格式，如 1.4142,Format long：15位定点格式，如,Format short e ：5位浮点，如1.4142e+000,Format long e ：15位浮点，如,Format hex ：十六进制数，如3ff6a09e667f3bcd,Format rat ：分数之比，如1393/985,Format+：若为正数则显示+，若为负数则显示-，若为0则显示空,第十五页，共119页。,4 MATLAB的工作空间命令,1、MATLAB的工作空间包含了一组可以在命令窗口中调整（调用）的参数,who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列表,whos：则列出变量的大小(dxio)、数据格式等详细信息,clear：清除工作空间中所有的变量,clear 变量名：清除指定的变量,clc:清除命令窗口的内容,2、退出工作空间,quit 或 exit,help命令，在命令窗口中显示,第十六页，共119页。,名称,含义,名称,含义,sin,正弦,log10,10,为底的对数,cos,余弦,log,自然对数,tan,正切,min,最小值,cot,余切,max,最大值,asin,反正弦,mean,平均值,acos,反余弦,fix,向,0,取整,atan,反正切,rem,求余数,exp,e,为底的指数,sqrt,平方根,log2,2,为底的对数,abs,绝对值,5、常用数学(shxu)函数,第十七页，共119页。,6 M文件,1)M文件概述,用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令文件(Script File)（或脚本(jiobn)文件）和函数文件(Function File)。,第十八页，共119页。,2）M文件的建立与打开,M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。,1）建立新的M文件,为建立新的M文件，启动MATLAB文本编辑器有3种方法：,(1)菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，屏幕上将出现(chxin)MATLAB 文本编辑器窗口。,(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令edit，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的New M-File命令按钮，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,第十九页，共119页。,3）打开已有的M文件,打开已有的M文件，也有3种方法：,(1)菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的M文件进行(jnxng)编辑修改，编辑完成后，将M文件存盘。,(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的M文件。,(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。,第二十页，共119页。,7 函数文件,1)函数文件的基本结构,函数文件由function语句引导(yndo)，其基本结构为：,function 输出形参表=函数名(输入形参表),注释说明部分,函数体语句,其中以function开头的一行为引导(yndo)行，表示该M文件,是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。,输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输,出参数。当输出形参多于一个时，则应该用方括号,括起来。,第二十一页，共119页。,2)函数调用,函数调用的一般格式是：,输出实参表=函数名(输入实参表),要注意的是，函数调用时各实参出现的,定义时形参的顺序、个数一致，否则会出,错。函数调用时，先将实参传递(chund)给相应的形,参，从而实现参数传递(chund)，然后再执行函数的,功能。,第二十二页，共119页。,例 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。,函数文件如下：(fcircle.m),function s,p=fcircle(r),%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r,%r 圆半径,%s 圆面积,%p 圆周长,s=pi*r*r;,p=2*pi*r;,窗口(chungku)调用：,s,p=fcircle(6),第二十三页，共119页。,程序(chngx)2：,例:,计算 f(1),首先建立一个(y)M函数:,function Y=fun1(x),Y=(x3-2*x2+x-6.3)/(x2+0.05*x-3.14);,在指令窗口运行以下指令:,Z=fun1(1）,第二十四页，共119页。,1,、,x=a,b,c,d,e,f,或,x=a b c d e f,2,、,x=first:last,3,、,x=first:increment:last,4,、,linspace(first,last,n),三 数组与矩阵(j zhn)运算,1、数组的建立(jinl),例：,x=1 2 3 4 5 8 7 18,y=1:7,z=3:2:9,u=linspace(2,9,11),第二十五页，共119页。,空阵 matlab允许输入空阵，当一项操作 无结果时，返回(fnhu)空阵。,rand 随机矩阵,eye 单位矩阵,eye(N)生成N*N的单位阵,eye(M,N)生成M*N的单位阵。,zeros 全部元素都为0的矩阵,zeros(N)生成N*N的全零阵,zeros(M,N)生成M*N的全零阵。,ones 全部元素都为1的矩阵,ones(N)生成N*N的全一阵,ones(M,N)生成M*N的全一阵。,2、特殊(tsh)矩阵的生成,第二十六页，共119页。,例：a=,b=zeros(4,5),c=ones(4,5),d=eye(4,5),e=eye(4,4),第二十七页，共119页。,3矩阵(j zhn)的几种基本变换操作,1.通过在矩阵变量后加的方法来表示转置(zhun zh)运算:,a=10,2,12;34,2,4;98,34,6;,a,2.矩阵(j zhn)求逆:,inv(a),3.,矩阵的特征值,:,norm(a),4.,矩阵的范数,:,norm(a,1),norm(a,inf),u,v=eig(a),5.,矩阵的行列式,:,det(a),第二十八页，共119页。,一、二维绘图(hu t),第七十四页，共119页。,解：Matlab命令(mng lng)(m34),diff(f,v,n)：以v为自变量，对符号表达式f求n,第九十三页，共119页。,注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据(shj)的算术运算只是一种特例。,程序如下：(m4),y=dsolve(D2y+2*Dy+2*y=0,y(0)=1,Dy(0)=0),plot(x,y)基本格式，以y(x)的函数关系(gun x)作出直角坐标图。,t和y分别给出时间向量和相应的状态向量。,例：求函数 的二阶导数(do sh)(m9),%其中 x(1)=a;x(2)=b；,第七十一页，共119页。,6*cos(x)+0.,t=18,20,22,25,30,28,24;15,19,24,28,34,32,30;,第六十四页，共119页。,4 MATLAB运算 1）基本算术运算 MATLAB的基本算术运算有：(加)、(减)、*(乘)、/(右除)、(左除)、(乘方)。注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据(shj)的算术运算只是一种特例。,第二十九页，共119页。,(1)矩阵加减运算 假定有两个矩阵A和B，则可以由A+B和A-B实现矩阵的加减运算。运算规则是：若A和B矩阵的维数相同(xin tn)，则可以执行矩阵的加减运算，A和B矩阵的相应元素相加减。如果A与B的维数不相同(xin tn)，则MATLAB将给出错误信息，提示用户两个矩阵的维数不匹配。,(2)矩阵乘法 假定有两个矩阵A和B，若A为mn矩阵，B为np矩阵，则C=A*B为mp矩阵。,第三十页，共119页。,(3)矩阵除法 在MATLAB中，有两种矩阵除法运算：和/，分别表示左除和右除。如果A矩阵是非奇异方阵，则AB和B/A运算可以实现。AB等效于A的逆左乘B矩阵，也就是(jish)inv(A)*B，而B/A等效于A矩阵的逆右乘B矩阵，也就是(jish)B*inv(A)。对于含有标量的运算，两种除法运算的结果相同，如3/4和43有相同的值，都等于0.75。,第三十一页，共119页。,(4)矩阵的乘方 一个矩阵的乘方运算可以表示成Ax，要求A为方阵(fn zhn)，x为标量。2点运算 在MATLAB中，有一种特殊的运算，因为其运算符是在有关算术运算符前面加点，所以叫点运算。点运算符有.*、./、.和.。两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算，要求两矩阵的维参数相同。,第三十二页，共119页。,a=1,2,3;4,5,6;7,8,9,b=-1,0,1;1,-1,0;0,1,1,c=a.*b,a=,1 2 3,4 5 6,7 8 9,b=,-1 0 1,1 -1 0,0 1 1,c=,-1 0 3,4 -5 0,0 8 9,x=1,2,3;4,5,6,y=-2,1,3;-1,1,4,z1=x./y,z2=y.x,x=,1 2 3,4 5 6,y=,-2 1 3,-1 1 4,z1=,-0.5 2 1,-4 5 1.5,z2=,-0.5 2 1,-4 5 1.5,第三十三页，共119页。,例,:,当 时，求,的值,.,X=0.1:0.3:1;,Y=sin(x).*cos(x),命令(mng lng)：,第三十四页，共119页。,一、二维绘图(hu t),1）plot 最基本的二维图形指令,plot的功能：,plot命令自动打开一个图形窗口Figure,用直线(zhxin)连接相邻两数据点来绘制图形,根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴，可把x,y 轴用对数坐标表示,四 matlab 语言的绘图(hu t)功能,第三十五页，共119页。,如果已经存在一个图形窗口，plot命令则清除当前图形，绘制新图形,可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图,可任意设定曲线颜色和线型,可给图形加坐标(zubio)网线和图形加注功能,第三十六页，共119页。,plot的调用(dioyng)格式,plot(x,y)基本格式，以y(x)的函数关系(gun x)作出直角坐标图。,plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)多条曲线绘图格式。,plot(x,y,s)字符串s设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前13个字母，如 yellowyel表示等。,或plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2，),第三十七页，共119页。,S的标准(biozhn)设定值如下：,字母 颜色 标点 线型,y 黄色(hungs)点线,m 粉红 圈线,c 亮蓝 线,r 大红 字线,g 绿色 实线,b 蓝色 星形线,w 白色 ：虚线,k 黑色 (-)点划线,第三十八页，共119页。,x=0:0.001:10;%0到10的1000个点的x座标,y=sin(x);%对应(duyng)的y座标,plot(x,y);%绘图,1.单窗口单曲线(qxin)绘图,第三十九页，共119页。,2.单窗口(chungku)多曲线绘图(m11),例：,t=0:pi/100:2*pi;,y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);,plot(t,y,t,y1,t,y2),y,y1,y2,第四十页，共119页。,3.单窗口(chungku)多曲线分图绘图,subplot 子图分割命令,调用(dioyng)格式：,subplot(m,n,p),行,列,绘图(hu t)序号,该函数将当前图形窗口分成,mn,个绘图区，即每行,n,个，共,m,行，区号按行优先编号，且选定第,p,个区为当前活动区，,按从左至右，从上至下排列,。在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。,第四十一页，共119页。,例 分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制(huzh)曲线,y=2sin(x)。,程序如下：(m12),x=0:pi/10:2*pi;,y=2*sin(x);,subplot(2,2,1);,bar(x,y,g);,subplot(2,2,2);,stairs(x,y,b);,subplot(2,2,3);,stem(x,y,k);,subplot(2,2,4);,fill(x,y,y);,第四十二页，共119页。,4.图形(txng)加注功能,将标题、坐标轴标记、网格线及文字注,释加注到图形上，这些函数为：,1）有关图形标注函数的调用格式为：,title(图形名称(mngchng),xlabel(x轴说明),ylabel(y轴说明),text(x,y,图形说明),legend(图例1,图例2,),第四十三页，共119页。,例 在0 x2区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x和y2=cos(4x)，并,给图形添加图形标注。,程序如下(m14),x=0:pi/100:2*pi;,y1=2*exp(-0.5*x);,y2=cos(4*pi*x);,plot(x,y1,x,y2),title(x from 0,to,2pi);%加图形标题,xlabel(Variable X);%加X轴说明,ylabel(Variable Y);%加Y轴说明,text(0.8,1.5,曲线y1=2e-0.5x);%在指定(zhdng)位置添加图形说,明,text(2.5,1.1,曲线y2=cos(4pix);,legend(y1,y2)%加图例,第四十四页，共119页。,2）坐标控制,axis函数的调用(dioyng)格式为：,axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax),axis函数功能丰富，常用的格式还有：,axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。,axis square：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。,axis auto：使用缺省设置。,axis off：取消坐标轴。,axis on：显示坐标轴。,第四十五页，共119页。,给坐标加网格线用grid命令来控制(kngzh)。,grid on/off命令控制(kngzh)是画还是不画网格线，不带,参数的grid命令在两种状态之间进行切换。,给坐标加边框用box命令来控制(kngzh)。,box on/off命令控制(kngzh)是加还是不加边框线，,不带参数的box命令在两种状态之间进行切,换。,图形保持用hold命令来控制(kngzh)。,hold on/off命令控制(kngzh)是保持原有图形还是刷新原,有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进,行切换。,第四十六页，共119页。,例:(m15)t=0:0.1:10,y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);,x=1.7*pi;1.6*pi;,y=-0.3;0.8;,s=sin(t);cos(t);,text(x,y,s);,title(正弦和余弦曲线(qxin);,legend(正弦,余弦),xlabel(时间t),ylabel(正弦、余弦),grid on,axis square,第四十七页，共119页。,例 采用图形(txng)保持，在同一坐标内绘制曲线,y1=0.2e-0.5xcos(4x)和y2=2e-0.5xcos(x)。,程序如下(m16)：,x=0:pi/100:2*pi;,y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);,plot(x,y1),hold on,y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);,plot(x,y2);,hold off,第四十八页，共119页。,5.ezplot(f)符号函数（显函数、隐函数和参数方程(fngchng)）的简易绘图函数,MATLAB提供了一个ezplot函数绘制(huzh)隐函数图形，,下面介绍其用法。,(1)对于函数，ezplot函数的调用格式为：,ezplot(f)：在默认区间-2x2和-2y2绘制(huzh)f(x,y)=0的图形。,ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)：在区间xminxxmax和yminyymax绘制(huzh)f(x,y)=0的图形。,ezplot(f,a,b)：在区间axb和ay b绘制(huzh)f(x,y)=0的图形。,第四十九页，共119页。,(2)对于参数方程x=x(t)和y=y(t)，ezplot函数的调用格式为：,ezplot(x,y)：在默认(mrn)区间0t2绘制x=x(t)和y=y(t)的图形。,ezplot(x,y,tmin,tmax)：在区间tmin t tmax绘制x=x(t)和y=y(t)的图形。,第五十页，共119页。,subplot(2,2,1);,ezplot(x2+y2-9);axis equal,；,subplot(2,2,2);,ezplot(x3+y3-5*x*y+1/5),subplot(2,2,3);,ezplot(cos(tan(pi*x),0,1),subplot(2,2,4);,ezplot(8*cos(t),4*sqrt(2)*sin(t),0,2*pi),例 隐函数绘图(hu t)应用举例。(m17),第五十一页，共119页。,6 polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：,polar(theta,rho,选项),其中theta为极坐标极角，rho为极坐标矢径，选项,的内容与plot函数相似(xin s)。,例 绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并标记数据点。,程序如下：(m19),t=0:pi/50:2*pi;,r=sin(t).*cos(t);,polar(t,r,-*);,第五十二页，共119页。,7特殊(tsh)二维绘图函数,bar 绘制(huzh)直方图,stairs 绘制(huzh)阶梯图,stem 绘制(huzh)火柴杆图,comet 绘制(huzh)彗星曲线,errorbar 绘制(huzh)误差棒图,area 区域图,pie 饼图,scatter 离散点图,第五十三页，共119页。,二维统计分析图,在MATLAB中，二维统计分析图形很多，常见(chn jin)的有条形图、阶梯图、杆图和填充图等，所采用的函数分别是：,bar(x,y,选项),stairs(x,y,选项),stem(x,y,选项),fill(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,),第五十四页，共119页。,例:分别以条形图、阶梯(jit)图、杆图和填充图形式绘制曲线y=2sin(x)。程序如下:(m20),x=0:pi/10:2*pi;y=2*sin(x);,subplot(2,2,1);,bar(x,y,g);title(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,2);,stairs(x,y,b);title(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,3);,stem(x,y,k);title(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,4);,fill(x,y,y);title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);,第五十五页，共119页。,MATLAB提供的统计分析绘图函数还有很多，,例如，用来表示各元素占总和的百分比的饼图、,例 绘制图形：,(1)某企业全年各季度(jd)的产值(单位：万元)分别为：2347,1827,2043,3025，试用饼图作统计分析。,程序(chngx)如下：(m21),pie(2347,1827,2043,3025);,title(饼图);,legend(一季度,二季度,三季度,四季度);,第五十六页，共119页。,二、三维绘图(hu t),三维绘图的主要功能：,绘制三维线图,绘制等高线图,绘制伪彩色图,绘制三维网线图,绘制三维曲面图、柱面图和球面图,绘制三维多面体并填充(tinchng)颜色,第五十七页，共119页。,（一）三维线图,plot3 基本的三维图形指令,plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格,式为：,plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,xn,yn,zn,选项n),其中(qzhng)每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选,项的定义和plot函数相同。,第五十八页，共119页。,二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。定义三维坐标轴,大小,axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax),grid on(off)绘制三维网格(wn),text(x,y,z,string)三维图形标注,子图和多窗口也可以用到三维图形中,第五十九页，共119页。,t=0:pi/100:20*pi;,x=sin(t);,y=cos(t);,z=t.*sin(t).*cos(t);,plot3(x,y,z);,title(Line in 3-D Space);,xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);,grid on;,例:绘制(huzh)三维曲线(m22),第六十页，共119页。,例：绘制(huzh)三维线图,t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),r:)(m23),第六十一页，共119页。,三维曲面,1产生三维数据,在MATLAB中，利用meshgrid函数产生平面(pngmin)区域内的网格坐标矩阵。其格式为：,x=a:d1:b;y=c:d2:d;,1.X,Y=meshgrid(x,y);,2.X,Y=meshgrid(x);,meshgrid的作用是产生一个以向量x为行、向量y为列的矩阵。,第六十二页，共119页。,x=2 3 4;,y=3 4 5;,X,Y=meshgrid(x,y);,例：,第六十三页，共119页。,绘制三维曲面的函数,surf函数和mesh函数的调用格式为：,mesh(x,y,z,c),surf(x,y,z,c),一般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。,x,y是网格坐标矩阵，z是网格点上的,高度矩阵，c用于指定(zhdng)在不同高度下的,颜色范围,第六十四页，共119页。,例 绘制(huzh)三维曲面图z=sin(x+sin(y)-x/10。,程序如下：(m25),x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);,z=sin(x+sin(y)-x/10;,mesh(x,y,z);,axis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);,第六十五页，共119页。,注:meshc是带等高线的三维网格曲面函数,meshz带底座(dzu)的三维网格曲面函数。,其用法与mesh类似，不同的是meshc还在xy平面上绘制曲面在z轴方向的等高,线，meshz还在xy平面上绘制曲面的底座(dzu)。,第六十六页，共119页。,例 在xy平面内选择区域-8,8-8,8，绘制4种三,维曲面图。程序(chngx)如下：（m26）,x,y=meshgrid(-8:0.5:8);,z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);,subplot(2,2,1);,title();mesh(x,y,z);title(mesh(x,y,z),subplot(2,2,2);,meshc(x,y,z);title(meshc(x,y,z),subplot(2,2,3);,meshz(x,y,z);title(meshz(x,y,z),subplot(2,2,4);,surf(x,y,z);title(surf(x,y,z),第六十七页，共119页。,其他三维图形,在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用的函数(hnsh)分别是bar3、stem3、pie3 和fill3。,bar3函数(hnsh)绘制三维条形图，常用格式为：,bar3(y),bar3(x,y),第六十八页，共119页。,stem3函数(hnsh)绘制离散序列数据的三维杆图，常用格式为：,stem3(z),stem3(x,y,z),pie3函数(hnsh)绘制三维饼图，常用格式为：,pie3(x),fill3函数(hnsh)等效于三维函数(hnsh)fill，可在三维空,间内绘制出填充过的多边形，常用格式为：,fill3(x,y,z,c),第六十九页，共119页。,符号运算符,功能,函数名,=,等于,eq,=,不等于,ne,大于,gt,=,大于等于,ge,&,逻辑与,and,|,逻辑或,or,逻辑非,not,1）关系(gun x)、逻辑关系(gun x)运算,五、Matlab程序设计(chn x sh j),第七十页，共119页。,2）数据的输入、输出(shch),1数据的输入,从键盘输入数据，则可以使用input函数来进,行，该函数的调用格式为：,A=input(提示信息，选项)；,其中提示信息为一个字符串，用于提示用户,输入什么样的数据。,第七十一页，共119页。,如果在input函数调用时采用(ciyng)s选项，则允许用户输入一个字符串。例如，想输入一个人的姓名，可采用(ciyng)命令：,xm=input(Whats your name?,s);,2数据的输出,MATLAB提供的命令窗口输出函数主要有,disp函数，其调用格式为:,disp(输出项),其中(qzhng)输出项既可以为字符串，也可以为矩,阵。,第七十二页，共119页。,例 输入x,y的值，并将它们的值互换后输出(shch)。,程序如下：(m4),x=input(Input x please：);,y=input(Input y please：);,z=x;,x=y;,y=z;,disp(x);,disp(y);,第七十三页，共119页。,3）选择结构,1if语句,在MATLAB中，if语句有3种格式(g shi)。,(1)单分支if语句：,if 条件,语句组,end,当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继,续执行if语句的后继语句，若条件不成立，则,直接执行if语句的后继语句。,第七十四页，共119页。,(2)双分支(fnzh)if语句：,if 条件,语句组1,else,语句组2,end,当条件成立时，执行语句组1，否则执行语句组2，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句的后继语句。,第七十五页，共119页。,例 计算分段函数,的值。(m5),程序(chngx)如下：,x=input(请输入x的值:);,if x=0,y=(x+sqrt(pi)/exp(2);,else,y=log(x+sqrt(1+x*x)/2;,end,y,第七十六页，共119页。,(3)多分支if语句：,if 条件1,语句组1,elseif 条件2,语句组2,elseif 条件m,语句组m,else,语句组n,end,语句用于实现(shxin)多分支选择结构。,第七十七页，共119页。,例：学生的成绩管理，用来演示if-else-end分支结构的应用。,%划分(hu fn)区域：满分(100)，优秀(90-99)，良好(80-89)，,及格(60-79)，不及格(=90&N=80&N=60&N80,S=及格;%列为及格等级(dngj),else,S=不及格;%列为不及格等级(dngj),end,disp(S),第七十八页，共119页。,2switch语句,switch语句根据(gnj)表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式为：,switch 表达式,case 表达式1,语句组1,case 表达式2,语句组2,case 表达式m,语句组m,otherwise,语句组n,end,当表达式的值等于某个case语,句后的条件时，程序将转移到,该语句中执行当任意一个(y)分支,的语句执行完后，直接执行,switch语句的下一句。,第七十九页，共119页。,程序如下：,result=input(请输入分数(fnsh);,n=fix(result/10)；,switch n,case 9,10,disp(优秀);,case 8,disp(良好);,case 6,7,disp(及格);,otherwise,disp(不及格);,end,第八十页，共119页。,2)循环结构,1for语句,for语句的格式为：,for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3,循环体语句,end,其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为,步长，表达式3的值为循环变量的终值。步长为1时，,表达式2可以(ky)省略。,第八十一页，共119页。,2while语句,while语句的一般格式(g shi)为：,while 条件,循环体语句,end,其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环。,第八十二页，共119页。,例：用while循环求1100间整数的和,程序(chngx)如下:(m9),sum=0;,i=1;,while i syms x,f=2*x2+3*x-5;g=x2+x-7;,h=f+g,ans=,h=3*x2+4*x-12,例,2,：,f=cos(x);g=sin(2*x);,syms x,f=cos(x);g=sin(2*x);,f/g+f*g,ans=,cos(x)/sin(x)+cos(x)*sin(x),第八十七页，共119页。,2符号表达式的因式分解与展开,MATLAB提供了符号表达式的因式分解,与展开的函数，函数的调用格式(g shi)为：,factor(f)：对符号表达式s分解因式。,expand(f)：对符号表达式s进行展开。,collect(f)：对符号表达式s合并同类项。,collect(f,v)：对符号表达式s按变量v合并,同类项。,第八十八页，共119页。,例：分解(fnji),syms x;,y=x3+3*x2-13*x-15;,factor(y),ans=(x+5)*(x-3)*(x+1),例：展开(zhn ki),syms