cc2008 |
2008-10-21 19:23 |
MATLAB入门教程-MATLAB的基本知识
1-1、基本运算与函数 {0+WVZ4u pZ*%zt]-a 在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter键即可。例如: { Dm@_& ^C~R)M:C >> (5*2+1.3-0.8)*10/25 Ja&S_'P[ !fe_w5S^ ans =4.2000 `Xeiz'~f8 0:I<TJ~P MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答 案(Answer)并显示其数值於萤幕上。 * Wp?0CP :t "_I 小提示: ">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。 s~>1TxJe ,H.5TQ# 我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x: P4{~fh ( YuIF}mUr" x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25 0!0o[3* <ty]z!B x = 42 W?kJ+1"( tEo-Mj5: 此时MATLAB会直接显示x的值。由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。 R:Ih#2R #rr!ApJ 小提示: MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。 YjL'GmL< 2,g4yXws5 若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例: Np$&8v+en b]xoXC6@ t y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); 1\aTA, /!;v$es
S 若要显示变数y的值,直接键入y即可: d@a<Eq )'RaMo` 4 >>y [ "3s 9MI9$s2y y =-0.0045 8L_OH *pnaj\ 在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。 O8"
t.W 3>MILEY^ 下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: xb0,dZb .<fdX()e, 小整理:MATLAB常用的基本数学函数 ,:'JJZg@ b$*2bSdv0< abs(x):纯量的绝对值或向量的长度 FAM:; F30 2T(+VeMQ= angle(z):复 数z的相角(Phase angle) UmGKj9u
f.aa@> sqrt(x):开平方 5cU:wc kn$_X4^? real(z):复数z的实部 oq$#wiV"Q Q_iN/F imag(z):复数z的虚 部 L%\Wt1\[ A:Gd F-;[ conj(z):复数z的共轭复数 :WQlpLn _
gYj@
% round(x):四舍五入至最近整数 ln8NcAEx 0 } &/n>F fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 W1)<!nwA NR8`nc1~ floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 6~W@$SP,F V'Kied+ ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 }KIS_krs VEIct{ rat(x):将实数x化为分数表示 SRk!HuXh &^HVuYa.0 rats(x):将实数x化为多项分数展开 f$-n%7 NR
k~ sign(x):符号函数 (Signum function)。 <BZC5b6 5%fWX'mS 当x<0时,sign(x)=-1; ]a~sJz! >C6S2ISSz 当x=0时,sign(x)=0; k[a<KbS ?(K=du 当x>0时,sign(x)=1。 uG6.(A1LM ^QJJ2 jZ > 小整理:MATLAB常用的三角函数 tQNrDp+ 5 *YvgB; sin(x):正弦函数 2@2d
| em0Y' J cos(x):馀弦函数 cYC^;,C &| &$_!S!Sa/ tan(x):正切函数 uSQ#Y^V_ /w5*R5B{ asin(x):反正弦函数 ,i<cst)$u T=M##`jP% acos(x):反馀弦函数 _<sN54 o}/|"(K atan(x):反正切函数 DQXcf*R h| wdx(4
atan2(x,y):四象限的反正切函数 Kn@#5MC
rU .43cI( sinh(x):超越正弦函数 q
jc4IW t~ ,~ZD"'*n6g cosh(x):超越馀弦函数 D^.
c: pXN'vP tanh(x):超越正切函数 ug ;Xoh5w GxG~J4 asinh(x):反超越正弦函数 '#LzQ6Pn R*lq7n9 acosh(x):反超越馀弦函数 c};%VB u?dPCgs;h atanh(x):反超越正切函数 wW)(mY? (y.N-I, 变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row vector)运算: =IQ}Y_xr Mkk.8AjC| x = [1 3 5 2]; -40X3 d*gv.mE y = 2*x+1 QOg >|"KL Rb:<?&7ZzN y = 3 7 11 5 m<>BxX y<Xu65 小提示:变数命名的规则 C]5 kQ1Og 1Pw1TO"Z
1.第一个字母必须是英文字母 2.字母间不可留空格 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 [*zg? ur !R\FCAW[x 我们可以随意更改、增加或删除向量的元素: L98T!5) r=Lgh#9S y(3) = 2 % 更改第三个元素 N\|z{vn H2Wlgt y =3 7 2 5 \-;f<%+ n^ fUKi*; y(6) = 10 % 加入第六个元素
0]c&K 2y^:T'p y = 3 7 2 5 0 10 b=:u d[h Q9O_>mZy y(4) = [] % 删除第四个元素, ^-k"gLg ={oNY.(Q y = 3 7 2 0 10 V27RK-.N! U[?_|=~7 在上例中,MATLAB会忽略所有在百分比符号(%)之後的文字,因此百分比之後的文字均可视为程式的注解(Comments)。MATLAB亦可取出向量的一个元素或一部份来做运算: E;C{i /ugyUpyg x(2)*3+y(4) % 取出x的第二个元素和y的第四个元素来做运算 ;j1E 6 Gg9MAK\ C9 ans = 9 c5WMN.z |JYb4J4Ni y(2:4)-1 % 取出y的第二至第四个元素来做运算 ~r8<|$; fy"}#
2 ans = 6 1 -1 ..u{v}4& HBE[q# 在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量 ;Hk3y+&]a _(h=@cv z6E =%-` ,*6K3/kW 若对MATLAB函数用法有疑问,可随时使用help来寻求线上支援(on-line help):help linspace /CsP@f_Gw Vl5>o$G|<. 小整理:MATLAB的查询命令 Y#68_%[ ={P`Tve help:用来查询已知命令的用法。例如已知inv是用来计算反矩阵,键入help inv即可得知有关inv命令的用法。(键入help help则显示help的用法,请试看看!) lookfor:用来寻找未知的命令。例如要寻找计算反矩阵的命令,可键入 lookfor inverse,MATLAB即会列出所有和关键字inverse相关的指令。找到所需的命令後 ,即可用help进一步找出其用法。(lookfor事实上是对所有在搜寻路径下的M档案进行关键字对第一注解行的比对,详见後叙。) C&w0HoF L@(. i 将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector): -\?- tjXg z = x' PtW2S 1?j NLL"~ z = 4.0000 e3;D1@ 63u%=-T%a
5.2000 Q+
V<& BkXv4|UE 6.4000 '|ntwK*f ;Y*K!iFWH 7.6000 mk1R~4v *GE6zGdN 8.8000 tf6m. hp'oiR;~w 10.0000 Wds>'zzS ,6g{-r-2 不论是行向量或列向量,我们均可用相同的函数找出其元素个数、最大值、最小值等: > U?\WgE$ Nz`8)Le length(z) % z的元素个数 :gwmk9LZ :Pdh##k ans = 6 /OztkThx= J2VPOn max(z) % z的最大值 ?Xypn#OPt 1 gjaTPwY ans = 10 o-RZwufZ` f~mwDkf?L min(z) % z的最小值 q][kD2 .2JZ7 ans = 4 jD S\ 9/0H,qZc 小整理:适用於向量的常用函数有: u?72]?SM nb/q!8 min(x): 向量x的元素的最小值 Wu$ryX (]'wQ4iQ max(x): 向量x的元素的最大值 8m
iJQIq c2g[w;0" mean(x): 向量x的元素的平均值 Q;3`T7 n>.@@ median(x): 向量x的元素的中位数 i;%G Z8 Ro2V-6/ std(x): 向量x的元素的标准差 I(~([F2 IwnDG;+Ap diff(x): 向量x的相邻元素的差 Fw&ImRMk SnFyK5 sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) Qt4mg?X/ ]j7`3%4uK length(x): 向量x的元素个数 p+=zl`\=| tjtvO@?1- norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 R5=J :o S&UP;oc sum(x): 向量x的元素总和 fU$Jh/#": 3:jxr prod(x): 向量x的元素总乘积 &{8:XJe*,% Fc`IRPW< cumsum(x): 向量x的累计元素总和 p4z4[=-: >WLX5i& cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 _?"y1L. KU$,{Sn6@ dot(x, y): 向量x和y的内 积 8+w*,Ry` _=I1 cross(x, y): 向量x和y的外积 (大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。) fu\j FA,n> F*U(Wl= *.nSv@F >|%3j,<U +g?uvXC& 若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例: 2EM6k|l5 }'wZ)N@ A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]; I=&i &6v8G lGYW[0dy A = O
MQ?*^eA .\$A7DD+A 1 2 3 4 Zm*d)</> 4$VDJ 5 6 7 8 5?H8?~&dz }d}sC\>U 9 10 11 12 >U*p[ FGW If'2
m_ 同样地,我们可以对矩阵进行各种处理: #:BkDidt2v $>#0RzU A(2,3) = 5 % 改变位於第二列,第三行的元素值 h'em?fN( (mP{A(kwJ A = mTu>S i;{lY1 1 2 3 4 rAP="H< | |