基本信息
MATLAB與科學計算（第3版）
叢書名 ：MATLAB工程套用叢書
作 譯 者：王沫然
出版時間：2012-10
千 字 數：685
版 次：01-01
頁 數：428
開 本：16(185*260)
I S B N ：9787121180521
內容簡介
本書從高校數學課程的教學出發，結合了科學研究和工程計算的實際，系統詳細地介紹了MATLAB語言的強大功能及其在科學計算領域中的套用。本書前兩版出版之後受到了廣大讀者的一致好評，應熱心讀者的要求，第3版完善了數據可視化、統計最佳化以及建模仿真等內容，增加了例題，以適應各層次讀者的不同需求。
目錄信息
第1章 安裝及使用前的準備 1
1.1 MATLAB簡介 1
1.1.1 21世紀的科學計算語言 1
1.1.2 MATLAB的發展歷史 3
1.1.3 MATLAB的套用和網上資源 4
1.2 MATLAB的桌面平台 5
1.2.1 啟動MATLAB 5
1.2.2 桌面平台 5
1.3 幫助系統 8
1.3.1 在線上幫助系統 8
1.3.2 命令視窗查詢幫助 10
1.3.3 在線上演示系統 12
1.3.4 常用的命令和技巧 14
1.4 MATLAB的搜尋路徑與擴展 15
1.4.1 MATLAB的搜尋路徑 15
1.4.2 擴展MATLAB的搜尋路徑 16
第2章 數值計算功能 18
2.1 MATLAB的數據類型 18
2.1.1 變數與常量 18
2.1.2 數字變數 20
2.1.3 字元串 22
2.1.4 矩陣 25
2.1.5 單元型變數 25
2.1.6 結構型變數 28
2.2 向量及其運算 30
2.2.1 向量的生成 30
2.2.2 向量的基本運算 32
2.2.3 點積、叉積及混合積的實現 32
2.3 矩陣及其運算 33
2.3.1 矩陣的生成 34
2.3.2 矩陣的基本數學運算 35
2.3.3 矩陣的基本函式運算 40
2.3.4 矩陣分解函式 46
2.3.5 特殊矩陣的生成 48
2.3.6 矩陣的一些特殊操作 50
2.4 數組及其運算 54
2.4.1 基本數組運算 54
2.4.2 數組函式運算 56
2.4.3 數組邏輯運算 56
2.5 多項式運算 58
2.5.1 多項式的表示方法 58
2.5.2 多項式運算 59
第3章 符號運算功能 63
3.1 符號表達式的生成 64
3.2 符號和數值之間的轉換 65
3.3 符號函式的運算 66
3.3.1 複合函式運算 66
3.3.2 反函式運算 67
3.4 符號矩陣的創立 68
3.4.1 使用sym函式直接創建符號矩陣 68
3.4.2 用創建子陣的方法創建符號矩陣 68
3.4.3 將數值矩陣轉化為符號矩陣 68
3.4.4 符號矩陣的索引和修改 69
3.5 符號矩陣的運算 69
3.5.1 基本運算 69
3.5.2 矩陣分解 71
3.5.3 矩陣的空間運算 72
3.5.4 符號矩陣的簡化 73
3.6 符號微積分 75
3.6.1 符號極限 75
3.6.2 符號積分 76
3.6.3 符號微分和差分 77
3.7 符號代數方程求解 79
3.7.1 線性方程組的符號解法 79
3.7.2 非線性方程的符號解法 79
3.8 符號微分方程求解 80
3.9 符號函式的二維圖 81
3.9.1 符號函式的簡易繪圖函式ezplot 81
3.9.2 繪製函式圖函式fplot 82
3.10 圖示化函式計算器 82
3.10.1 輸入框的控制操作 83
3.10.2 命令按鈕的操作 83
第4章 圖形處理功能 86
4.1 二維圖形 86
4.1.1 基本繪圖命令 86
4.1.2 特殊的二維圖形函式 90
4.2 三維圖形 94
4.2.1 基本繪圖命令 95
4.2.2 特殊的三維圖形函式 99
4.3 四維表現圖 102
4.4 圖形處理的基本技術 103
4.4.1 圖形的控制 103
4.4.2 圖形的標註 106
4.4.3 圖形的保持與子圖 112
4.5 圖形處理的高級技術 114
4.5.1 顏色映像 114
4.5.2 視角與光照 120
4.5.3 圖像處理 124
4.5.4 圖形的輸出 127
4.6 圖形視窗 127
4.6.1 圖形視窗的選單操作 127
4.6.2 圖形視窗的工具列 129
4.7 句柄圖形 129
4.7.1 句柄圖形的層次結構 129
4.7.2 句柄的訪問 130
4.7.3 句柄的操作 131
4.8 圖形用戶界面操作GUI 135
4.8.1 GUI設計工具簡介 136
4.8.2 GUI嚮導設計 141
4.8.3 GUI程式設計 144
4.9 動畫 152
第5章 程式設計 155
5.1 M檔案介紹 155
5.1.1 M檔案的特點與形式 155
5.1.2 命令式檔案 156
5.1.3 函式式檔案 157
5.2 控制語句 158
5.2.1 循環語句 158
5.2.2 選擇語句 161
5.2.3 分支語句switch-case-otherwise 162
5.2.4 人機互動語句 163
5.3 函式變數及變數作用域 165
5.4 子函式與局部函式 167
5.5 程式設計的輔助函式 168
5.6 程式設計的最佳化 172
5.7 程式調試 173
5.7.1 M檔案錯誤的種類 173
5.7.2 錯誤的識別 174
5.7.3 調試過程 174
5.8 M檔案的調用記錄 176
5.9 函式句柄 177
5.9.1 函式句柄的創建和顯示 177
5.9.2 函式句柄的調用和操作 178
第6章 應用程式接口 180
6.1 應用程式接口介紹 180
6.1.1 MEX檔案 180
6.1.2 MATLAB計算引擎 182
6.1.3 MAT檔案 182
6.2 MEX檔案的編輯與使用 182
6.2.1 C語言MEX檔案 183
6.2.2 FORTRAN語言MEX檔案 185
6.3 MATLAB計算引擎 186
6.3.1 C語言MATLAB計算引擎 186
6.3.2 FORTRAN語言MATLAB計算引擎 188
6.4 MAT檔案的編輯與使用 190
6.4.1 MATLAB中的數據處理 190
6.4.2 C語言MAT檔案 190
6.4.3 FORTRAN語言MAT檔案 193
6.5 創建獨立應用程式 195
6.5.1 轉化為C/C++語言程式 195
6.5.2 創建獨立的可執行程式 197
6.6 與Word的接口——Notebook 198
6.6.1 Notebook的安裝與啟動 198
6.6.2 在Word中使用Notebook 199
第7章 MATLAB在計算方法中的套用 200
7.1 插值與擬合 200
7.1.1 Lagrange插值 200
7.1.2 Runge現象的產生和分段插值 201
7.1.3 Hermite插值 204
7.1.4 樣條插值 205
7.1.5 最小二乘法擬合 208
7.1.6 快速Fourier變換簡介 210
7.2 積分與微分 211
7.2.1 Newton-Cotes系列數值求積公式 212
7.2.2 Gauss求積公式 218
7.2.3 Romberg求積公式 221
7.2.4 Mote-Carlo方法簡介 222
7.2.5 符號積分 223
7.2.6 微分和差分 223
7.3 求解線性方程組 225
7.3.1 直接解法 225
7.3.2 疊代解法的幾種形式 228
7.3.3 線性方程組的符號解法 231
7.3.4 稀疏矩陣技術 232
7.4 求解非線性方程組 236
7.4.1 非線性方程的解法 236
7.4.2 方程組解法 240
7.4.3 非線性方程（組）的符號解法 243
7.5 特徵值問題 243
7.5.1 特徵值函式 243
7.5.2 廣義特徵值分解 244
7.5.3 其他分解 245
7.6 常微分方程的解法 246
7.6.1 歐拉方法 246
7.6.2 Runge-Kutta方法 249
7.6.3 剛性問題的解 251
7.6.4 常微分方程的符號解 253
第8章 MATLAB在複變函數中的套用 254
8.1 複數和復矩陣的生成 254
8.1.1 複數的生成 254
8.1.2 創建復矩陣 254
8.2 複數的運算 255
8.2.1 複數的實部和虛部 255
8.2.2 共軛複數 255
8.2.3 複數的模和輻角 255
8.2.4 複數的乘除法 256
8.2.5 複數的平方根 256
8.2.6 複數的冪運算 256
8.2.7 複數的指數和對數運算 257
8.2.8 複數的三角函式運算 257
8.2.9 複數方程求根 257
8.3 留數 258
8.4 Taylor級數展開 259
8.5 Laplace變換及其逆變換 260
8.6 Fourier變換及其逆變換 261
第9章 MATLAB在機率統計中的套用 263
9.1 統計量的數字特徵 263
9.1.1 簡單數學期望和幾種均值 263
9.1.2 數據比較 265
9.1.3 累積和累和 265
9.1.4 方差和標準差 265
9.1.5 偏斜度和峰度 266
9.1.6 協方差和相關係數 267
9.1.7 協方差矩陣 268
9.2 常用的統計分布量 269
9.2.1 給定分布下的期望和方差 269
9.2.2 機率密度函式 270
9.2.3 機率值函式（機率累積函式） 272
9.2.4 分值點函式（逆機率累積函式） 274
9.2.5 隨機數生成函式 275
9.3 參數估計 276
9.3.1 常態分配參數估計 277
9.3.2 指數最大似然參數估計 278
9.4 區間估計 279
9.4.1 Gauss-Newton法的非線性最小二乘數據擬合 279
9.4.2 非線性擬合和預測的互動圖形工具 279
9.4.3 非線性最小二乘預測的置信區間 279
9.4.4 非線性模型的參數置信區間 280
9.4.5 非負最小二乘 280
9.5 假設檢驗 280
9.5.1 單個總體N(,2)均值 的檢驗 280
9.5.2 兩個正態總體均值差的檢驗（t檢驗） 282
9.5.3 秩和檢驗 283
9.6 方差分析和回歸診斷 284
9.6.1 方差分析 284
9.6.2 回歸分析 286
9.7 統計圖 287
9.7.1 直方圖 287
9.7.2 角度扇形圖 288
9.7.3 常態分配圖 288
9.7.4 參考線 288
9.7.5 顯示數據採樣的盒圖 288
9.7.6 對離散圖形加最小二乘法直線 289
9.7.7 QQ圖 289
第10章 MATLAB在運籌最佳化問題中的套用 291
10.1 線性最佳化 292
10.2 二次最佳化 295
10.3 非線性無約束最佳化問題 296
10.3.1 fminbnd 297
10.3.2 fminsearch 298
10.3.3 fminunc 298
10.3.4 options選項 301
10.4 最小二乘最佳化問題 303
10.4.1 最小二乘最佳化 303
10.4.2 最小二乘曲線/面擬合 305
10.5 非線性約束問題最佳化 306
10.5.1 函式介紹 306
10.5.2 套用舉例 307
10.6 多任務“目標達到”問題的最佳化 309
10.7 非線性方程的最佳化解 311
第11章 MATLAB在偏微分方程解法中的套用 313
11.1 解簡單Poisson方程 313
11.2 解Helmholtz方程並研究反射波 314
11.2.1 Helmholtz方程的求解 314
11.2.2 反射波的可視化研究 316
11.3 最小表面問題求解 317
11.4 使用子區域分解法解FEM問題 317
11.5 求解熱傳導方程 319
11.6 求解波形傳遞問題 321
11.7 使用自適應格線求解點力方程問題 323
11.8 使用矩形柵格解Poisson方程 325
第12章 MATLAB在建模仿真中的套用 327
12.1 Simulink快速入門 327
12.1.1 Simulink與建模仿真 327
12.1.2 創建一個簡單模型 329
12.1.3 Simulink是如何工作的 330
12.1.4 創建一個複雜模型 333
12.2 運行仿真 338
12.2.1 使用視窗運行仿真 338
12.2.2 仿真參數的設定 340
12.3 模型的調試 344
12.3.1 Simulink調試器 344
12.3.2 在調試狀態下運行仿真 345
12.3.3 設定斷點 346
12.4 子系統及其封裝技術 346
12.4.1 Simulink子系統 346
12.4.2 壓縮子系統 347
12.4.3 子系統模組 348
12.4.4 封裝技術概述 350
12.4.5 子系統到封裝模組的轉化 350
12.4.6 查看封裝和解封裝 351
12.5 回調 352
12.5.1 回調函式的介紹 352
12.5.2 基於回調的圖形用戶界面 353
12.6 S函式 354
12.6.1 什麼是S函式 354
12.6.2 S函式模組 354
12.6.3 S函式是如何工作的 355
12.6.4 S函式中的幾個概念 356
12.6.5 S函式動畫 359
12.7 高級套用 363
12.7.1 算法選擇 363
12.7.2 解法參數設定 365
12.7.3 代數環 367
12.7.4 改善仿真性能及精度 372
附錄A MATLAB的設定 374
A.1 通用屬性設定（General） 375
A.2 顏色屬性設定（Colors） 375
A.3 命令視窗屬性設定（Command Window） 376
A.4 編輯調試屬性設定（Editor/Debugger） 377
A.5 幫助屬性設定（Help） 377
A.6 當前資料夾屬性設定（Current Folder） 378
A.7 工作空間屬性設定（Workspace） 378
A.8 變數編輯器屬性設定（Variable Editor） 379
A.9 GUIDE屬性設定（GUIDE） 379
A.10 圖形複製屬性設定（Figure Copy Template） 380
附錄B 主要函式命令注釋 382
B.1 一般函式命令 382
B.2 運算符與運算 383
B.3 參數選擇 384
B.4 數據類型和結構 385
B.5 數據分析和Fourier變換 386
B.6 基本矩陣和矩陣操作 387
B.7 基本數學函式 388
B.8 矩陣函式 389
B.9 稀疏矩陣 390
B.10 專用數學函式 391
B.11 時間函式 392
B.12 二維圖 393
B.13 圖形句柄 393
B.14 特殊圖形 394
B.15 三維圖 396
B.16 插值和多項式 397
B.17 語言程式設計 398
B.18 檔案輸入/輸出函式 399
B.19 字元串函式 400
B.20 符號數學工具箱 400
B.21 統計工具箱 402
B.22 最最佳化工具箱 405
B.23 常微分方程解法（ODE） 406
附錄C Simulink主要庫和庫函式介紹 407
參考文獻 411
