MATLAB程序设计及其数学建模应用

第1部分 MATLAB程序设计

第1章 MATLAB简介

1.1 MATLAB的发展历程

1.2 MATLAB的特点

1.3 MATLAB的安装

1.4 MATLAB环境

1.5 命令窗口运行入门

1.5.1 最简单的计算和命令

1.5.2 命令窗口的显示方式

1.5.3 命令中的标点符号

1.5.4 命令窗口的常用控制命令

1.5.5 命令窗口中命令行的编辑

1.6 历史命令窗口和实录命令diary

1.6.1 历史命令窗口简介

1.6.2 命令窗口实录命令diary

1.7 工作空间

1.7.1 工作空间简介

1.7.2 工作空间浏览器

1.8 MATLAB当前目录和搜索路径

1.8.1 当前目录浏览器

1.8.2 MATLAB的搜索路径

1.9 编辑/调试窗口

1.10 图形窗口

1.11 帮助系统

1.11.1 MATLAB中获取帮助的方法

1.11.2 其他帮助

练习

第2章 MATLAB基本功能

2.1 数组和变量

2.1.1 数组的定义

2.1.2 变量的命名

2.2 在MATLAB中初始化变量

2.2.1 利用赋值语句给变量赋值

2.2.2 利用短赋值语句给变量赋值

2.2.3 利用内置函数进行赋值

2.2.4 利用键盘输入变量内容

2.3 多维数组

2.4 子数组

2.4.1 寻访子数组

2.4.2 给子数组赋值

2.5 特殊的预定义变量

2.6 显示输出的数据

2.6.1 改变默认的显示格式

2.6.2 使用disp函数

2.7 数据文件

2.8 标量运算符、数组和矩阵运算符

2.8.1 标量运算符

2.8.2 数组和矩阵运算符

2.8.3 运算符的优先级

2.9 MATLAB的内置函数

2.9.1 可选的输出参数

2.9.2 函数中利用数组作为输入变量

2.9.3 常用的MATLAB函数

2.10 绘图简介

2.10.1 使用简单的plot绘图标注

2.10.2 图形的打印

2.10.3 绘制多条曲线

2.10.4 刻画线型、颜色、图例等设置

2.10.5 对数坐标绘图

2.10.6 双坐标轴绘图

2.10.7 练习绘图实例

2.11 调试MATLAB程序

练习

第3章 程序设计和程序结构

3.1 自顶向下的程序设计方法

3.2 使用伪代码

3.3 关系运算符与逻辑运算符

3.3.1 关系运算符

3.3.2 注意“==”和“～=”的使用

3.3.3 逻辑运算符

3.3.4 逻辑函数

3.4 分支结构

3.4.1 if基本结构

3.4.2 if 嵌套结构

3.4.3 if结构使用实例

3.4.4 switch语句

3.4.5 try/catch结构

3.5 循环结构

3.5.1 while循环

3.5.2 for循环

3.5.3 控制程序的其他常用命令

3.5.4 循环嵌套

3.6 逻辑数组和向量计算

3.6.1 逻辑数组的重要性

3.6.2 创建与if/else等价的逻辑数组

3.7 其他应用实例

3.8 其他的绘图设置

3.8.1 控制x轴和y轴上限

3.8.2 在一个plot图上多次绘制曲线

3.8.3 创建多个图形窗口

3.8.4 创建子图

3.8.5 增强的画线功能

3.8.6 极坐标图形

3.8.7 在图形上添加标注

3.9 MATLAB调试功能

练习

第4章 用户自定义函数

4.1 MATLAB函数介绍

4.2 在MATLAB中的变量传递——传值方式

4.3 函数参数的说明

4.4 使用全局变量来共享数据

4.5 调用函数时保存数据

4.6 快速函数定义

4.7 Function的函数

4.7.1 Function的函数简介

4.7.2 函数作为参数的实例

4.8 子函数和私有函数

练习

第5章 复数、字符函数和图形其他类型

5.1 复数

5.1.1 复数变量

5.1.2 复数的关系运算

5.1.3 复数的函数

5.1.4 绘制复数的曲线图形

5.2 字符函数

5.2.1 字符转换函数

5.2.2 创建二维字符串数组

5.2.3 字符串连接函数

5.2.4 字符串比较函数

5.2.5 字符运算实例

5.3 多维数组

5.4 两维绘图的其他设置

5.4.1 其他图形样式

5.4.2 绘图函数

5.4.3 数据分布统计图形histogram

5.5 三维图形

5.5.1 三维曲线

5.5.2 三维曲面的绘制函数

5.5.3 三维曲线的绘制函数

练习

第6章 稀疏数组、元数组和结构数组

6.1 稀疏数组

6.1.1 稀疏数组概述

6.1.2 稀疏矩阵数据类型

6.2 元数组

6.2.1 创建元数组

6.2.2 访问元数组中的内容

6.2.3 元数组基本操作

6.2.4 字符型元数组

6.2.5 元数组的重要性

6.3 结构数组

6.3.1 创建结构数组

6.3.2 访问结构数组中的数据

6.3.3 结构数组的基本操作

6.3.4 结构数组中的常用函数

练习

第7章 符号运算

7.1 符号对象和符号表达式

7.1.1 符号对象的生成和使用

7.1.2 符号运算中的算法和基本函数

7.1.3　识别对象类别的命令

7.2 符号表达式和符号函数的操作

7.2.1 符号表达式的操作

7.2.2 求反和复合

7.2.3 置换

7.2.4 矩阵运算

7.2.5 符号数值精度控制和任意精度计算

7.2.6 符号对象与其他数据对象之间的转换

7.3 符号微积分

7.3.1 符号序列的求和

7.3.2 符号表达式的极限

7.3.3 符号微分

7.3.4 符号积分

7.4 符号代数方程的求解

7.4.1 线性方程组的符号解

7.4.2 一般代数方程组的解

7.5 符号微分方程的求解

7.5.1 符号法和数值法的互补作用

7.5.2 求解微分方程符号解的一般命令

7.6 可视化数学分析界面

7.6.1 单变量函数分析的交互界面

7.6.2 泰勒级数逼近分析界面

练习

第2部分 MATLAB建模分析应用

第8章 数据的导入和导出

8.1 二进制文件的导入和导出

8.2 TXT文件的导入和导出

8.2.1 调用高级函数读取数据

8.2.2 调用低级函数读取数据

8.2.3 文件位置和状态函数

8.2.4 写入文本文件函数

8.3 文本文件和二进制文件的比较

8.4 Excel文件的导入与导出

8.4.1 利用函数导入数据

8.4.2 将数据写入Excel文件

8.4.3 在Excel中安装MATLAB工具箱

8.5 图形界面导入数据

8.5.1 导入数据向导

8.5.2 利用图形界面返回文件信息

8.5.3 利用图形界面保存数据

第9章 数据的统计描述和分析

9.1 常用统计量

9.2 数据统计特征量的计算

9.2.1 数据统计计算实例

9.2.2 图形窗口的统计结果显示

9.3 概率分布的实现

9.3.1 均匀分布

9.3.2 二项随机分布

9.3.3 泊松分布

9.3.4 正态分布

9.3.5 概率分布函数小结

9.4 统计推断

9.4.1 参数估计

9.4.2 假设检验

第10章 统计回归方法

10.1 数值插值函数

10.1.1 一维数值插值

10.1.2 二维数值插值

10.1.3 多维数值插值

10.2 统计回归模型

10.2.1 回归模型简介

10.2.2 估计模型的拟合优度

10.2.3 回归分析的步骤

10.3 回归分析实例

10.3.1 单变量回归分析

10.3.2 多变量回归分析

10.3.3 非线性模型回归分析

10.4 其他多变量回归方法

10.4.1 逐步分析方法

10.4.2 偏最小二乘回归分析

10.5 聚类分析

10.5.1 聚类简介

10.5.2 聚类常用方法

10.5.3 MATLAB中的系统聚类函数

10.5.4 MATLAB中的K均值聚类函数

10.5.5 聚类分析实例

第11章 优化模型的计算

11.1 无条件约束的极值问题

11.2 线性规划

11.2.1 线性规划问题定义

11.2.2 线性规划的求解

11.3 二次规划

11.4 非线性规划

11.4.1 非线性规划问题定义

11.4.2 非线性规划的求解

11.5 整数规划

11.5.1 整数线性规划

11.5.2 0-1整数规划

11.6 多目标规划

11.6.1 多目标规划的常用解法

11.6.2 最大最小化模型

11.6.3 应用实例

11.7 优化工具

附录 部分习题答案

参考文献

《普通高等教育电气信息类应用型规划教材：MATLAB程序设计及其数学建模应用》对MATLAB2011b进行了详细的介绍，内容由浅入深、循序渐进。《普通高等教育电气信息类应用型规划教材：MATLAB程序设计及其数学建模应用》共有两大部分，第1部分（第1～7章）介绍了MATLAB编制程序的基本方法，内容包括MATLAB环境基本介绍，数据类型、程序结构以及符号运算；第2部分（第8～11章）介绍了MATLAB在建立数学模型中的基本应用，内容包括数据的导入和导出、数据的统计描述、回归分析以及优化问题求解，通过实例介绍了专用的MATLAB建模工具。
　　《普通高等教育电气信息类应用型规划教材：MATLAB程序设计及其数学建模应用》结构清晰、深入浅出，有丰富的实例和课后习题，既可作为高等院校本科生、研究生学习数学建模及其相关课程的教材或教学参考书，又可作为教师和广大科研工作人员的参考用书。