目　录

第 1章　MATLAB基础知识　1
1.1　MATLAB的发展与主要功能　1
1.1.1　MATLAB的发展　1
1.1.2　MATLAB的主要功能　2
1.2　MATLAB的集成开发环境　4
1.2.1　MATLAB操作界面　4
1.2.2　MATLAB的搜索路径　7
1.3　MATLAB的帮助功能　8
1.3.1　帮助界面　9
1.3.2　帮助命令　9
1.3.3　演示系统　11
1.4　MATLAB的变量和数据操作　11
1.4.1　变量与赋值　11
1.4.2　变量的管理　13
1.4.3　数据的输出格式　14
1.5　MATLAB矩阵及其基本运算　15
1.5.1　矩阵的生成　16
1.5.2　冒号表达式　17
1.5.3　矩阵的拆分　18
1.5.4　算术运算　21
1.5.5　关系运算　26
1.5.6　逻辑运算　26
1.6　字符串　28
思考与实验　29

第 2章　MATLAB程序设计　31
2.1　M文件　31
2.1.1　M文件的建立与打开　31
2.1.2　M文件的分类　32
2.2　程序控制结构　33
2.2.1　顺序结构　33
2.2.2　选择结构　35
2.2.3　循环结构　39
2.3　函数文件　42
2.3.1　函数文件的基本结构　42
2.3.2　函数调用　44
2.3.3　函数参数的可调性　45
2.3.4　全局变量与局部变量　45
2.4　程序调试　46
2.4.1　程序调试概述　46
2.4.2　MATLAB调试菜单　47
2.5　程序性能分析与优化　48
2.5.1　程序性能分析　48
2.5.2　程序优化　49
思考与实验　50

第3章　图形绘制　52
3.1　二维曲线的绘制　52
3.1.1　绘制二维曲线　52
3.1.2　设置曲线样式　54
3.1.3　图形标注与坐标控制　55
3.1.4　对函数自适应采样的绘图函数　58
3.1.5　多图形显示　58
3.1.6　其他坐标系　60
3.1.7　其他二维图形　61
3.2　三维图形的绘制　64
3.2.1　三维曲线　64
3.2.2　三维曲面　65
3.2.3　其他三维图形　69
3.3　图形修饰处理　70
3.3.1　视点处理　70
3.3.2　色彩处理　71
3.3.3　光照处理　73
3.3.4　图形的裁剪处理　73
3.4　隐函数绘图　74
3.5　图像处理与动画制作　75
3.5.1　图像处理　75
3.5.2　动画制作　76
思考与实验　77

第4章　线性代数中的数值计算　79
4.1　特殊矩阵的生成　79
4.1.1　通用的特殊矩阵　79
4.1.2　面向特定应用的特殊矩阵　80
4.2　矩阵分析　83
4.2.1　矩阵结构变换　83
4.2.2　矩阵求值　86
4.2.3　矩阵的特征值与特征向量　88
4.3　线性方程组求解　90
4.3.1　矩阵求逆及线性代数方程组求解　90
4.3.2　利用左除运算符求解线性方程组　91
4.4　矩阵分解　92
4.4.1　矩阵的LU分解　92
4.4.2　矩阵的QR分解　95
4.4.3　矩阵的Cholesky分解　96
4.5　超越函数运算　97
4.6　稀疏矩阵的处理　98
4.6.1　矩阵存储方式　98
4.6.2　矩阵的稀疏存储方式　99
4.6.3　稀疏矩阵应用举例　102
思考与实验　103

第5章　数据处理与多项式计算　105
5.1　数据统计处理　105
5.1.1　**大值和**小值　105
5.1.2　求和与求积　106
5.1.3　平均值和中值　107
5.1.4　累加和与累乘积　108
5.1.5　标准方差与相关系数　108
5.1.6　排序　110
5.2　数据插值　110
5.2.1　一维数据插值　111
5.2.2　二维数据插值　112
5.3　曲线拟合　113
5.4　离散傅立叶变换　114
5.4.1　离散傅立叶变换算法概述　114
5.4.2　离散傅立叶变换的实现　115
5.5　多项式计算　116
5.5.1　多项式的四则运算　116
5.5.2　多项式的导函数　117
5.5.3　多项式的求值　117
5.5.4　多项式求根　118
5.6　非线性方程数值求解　119
5.6.1　单变量非线性方程求解　119
5.6.2　非线性方程组的求解　120
思考与实验　120

第6章　数值微积分与常微分方程求解　122
6.1　数值微分　122
6.1.1　数值差分与差商　122
6.1.2　数值微分的实现　123
6.2　数值积分　125
6.2.1　数值积分的原理　125
6.2.2　定积分的数值求解实现　126
6.2.3　多重定积分的数值求解实现　128
6.3　常微分方程的数值求解　130
6.3.1　龙格-库塔法简介　130
6.3.2　常微分方程数值求解的实现　131
思考与实验　133

第7章　符号计算　135
7.1　符号对象及其运算　135
7.1.1　建立符号对象　135
7.1.2　符号表达式运算　137
7.1.3　符号表达式中变量的确定　140
7.1.4　符号矩阵　141
7.2　符号微积分　142
7.2.1　符号极限　142
7.2.2　符号导数　143
7.2.3　符号积分　144
7.3　级数　144
7.3.1　级数符号求和　144
7.3.2　函数的泰勒级数　145
7.4　符号方程求解　146
7.4.1　符号代数方程求解　146
7.4.2　符号常微分方程求解　146
思考与实验　147

第8章　图形句柄　149
8.1　图形对象及其句柄　149
8.1.1　图形对象　149
8.1.2　图形对象句柄　150
8.1.3　图形对象属性　151
8.2　图形窗口对象与坐标轴　152
8.2.1　图形窗口对象　153
8.2.2　坐标轴　154
8.3　核心图形对象　156
8.3.1　曲线对象　156
8.3.2　曲面对象　157
8.3.3　文本对象　158
8.3.4　其他核心对象　159
思考与实验　161

第9章　图形用户界面设计　163
9.1　用户界面对象　163
9.1.1　用户界面对象概述　163
9.1.2　控件的公共属性　165
9.1.3　回调函数　167
9.1.4　GUI的设计方式　168
9.2　图形用户界面设计工具　168
9.2.1　图形用户界面设计窗口　168
9.2.2　对象属性查看器　170
9.2.3　菜单编辑器　170
9.2.4　位置调整工具　172
9.2.5　对象浏览器　172
9.2.6　Tab顺序编辑器　172
9.2.7　GUIDE设计示例　173
9.3　GUI编程　177
9.3.1　建立控件对象　177
9.3.2　建立用户菜单　178
9.3.3　建立快捷菜单　178
思考与实验　179

第 10章　Simulink仿真环境　180
10.1　初识Simulink——一个简单的仿真实例　180
10.2　仿真模型的建立　183
10.2.1　Simulink的基本模块　183
10.2.2　模块操作　183
10.2.3　模块的连接　185
10.2.4　模块的参数和属性设置　185
10.3　系统的仿真与分析　186
10.3.1　设置仿真参数　186
10.3.2　仿真结果分析　190
10.3.3　系统仿真实例　191
10.4　子系统与封装　193
10.4.1　子系统的建立　193
10.4.2　子系统的条件执行　194
10.4.3　子系统的封装　196
10.5　S函数的设计与应用　199
10.5.1　用MATLAB语言编写S函数　199
10.5.2　S函数的应用　201
思考与实验　202

第 11章　MATLAB应用接口　204
11.1　MATLAB与Word和Excel的混合使用　204
11.1.1　Notebook的使用　204
11.1.2　Spreadsheet Link的使用　206
11.2　MATLAB数据接口　208
11.2.1　文件输入/输出操作　208
11.2.2　MAT文件与应用　213
11.2.3　多媒体文件的读写　217
11.3　MATLAB编译器　217
11.3.1　MATLAB编译器的配置与使用　217
11.3.2　MATLAB Builder的使用　219
11.4　MATLAB与其他语言的接口　221
11.4.1　MEX文件　221
11.4.2　MATLAB引擎　224
思考与实验　227

第 12章　MATLAB的学科应用　228
12.1　MATLAB在优化问题中的应用　228
12.1.1　优化模型与优化工具　228
12.1.2　应用实例　230
12.2　MATLAB在控制系统中的应用　232
12.2.1　控制系统工具箱　233
12.2.2　应用实例　234
12.3　MATLAB在信号处理中的应用　237
12.3.1　信号处理工具箱与Simulink模块集　237
12.3.2　应用实例　238
12.4　MATLAB在数字图像处理中的应用　241
12.4.1　图像处理工具箱　241
12.4.2　应用实例　242
12.5　MATLAB在经济和金融领域中的应用　243
12.5.1　经济和金融领域的工具箱　244
12.5.2　应用实例　244
思考与实验　245

参考文献　247