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第1章 MATLAB入门1

1.1 MATLAB概述2

1.1.1 什么是MATLAB2

1.1.2 MATLAB的发展历程3

1.1.3 MATLAB语言的特点4

1.1.4 MATLAB系统6

1.1.5 MATLAB R2016a的新特性7

1.2 MATLAB 2016的工作环境8

1.2.1 启动MATLAB9

1.2.2 命令窗口10

1.2.3 历史窗口11

1.2.4 当前目录窗口11

1.2.5 工作空间管理窗口12

1.3 MATLAB的帮助系统13

1.3.1 联机帮助系统14

1.3.2 命令窗口查询帮助系统14

1.3.3 联机演示系统17

1.3.4 常用命令和技巧20

1.4 MATLAB的搜索路径与扩展20

1.4.1 MATLAB的搜索路径21

1.4.2 MATLAB搜索路径扩展21

第2章 MATLAB基础知识23

2.1 数据类型24

2.1.1 变量与常量24

2.1.2 数值25

2.1.3 字符串27

2.1.4 向量29

2.1.5 矩阵31

2.1.6 单元型变量40

2.1.7 结构型变量42

2.2 运算符43

2.2.1 算术运算符43

2.2.2 关系运算符44

2.2.3 逻辑运算符44

2.3 数值运算45

2.3.1 矩阵运算45

2.3.2 向量运算52

2.3.3 多项式运算53

2.4 符号运算56

2.4.1 符号表达式的生成56

2.4.2 符号表达式的运算57

2.4.3 符号与数值间的转换60

2.4.4 符号矩阵61

2.5 M文件67

2.5.1 命令文件67

2.5.2 函数文件68

2.6 MATLAB程序设计71

2.6.1 程序结构71

2.6.2 程序的流程控制78

2.6.3 交互式输入84

2.6.4 程序调试86

2.7 函数句柄89

2.7.1 函数句柄的创建与显示89

2.7.2 函数句柄的调用与操作90

2.8 图形用户界面91

2.8.1 GUI设计向导91

2.8.2 GUI设计工具92

2.8.3 GUI控件96

第3章 数据可视化与绘图98

3.1 图形窗口99

3.1.1 图形窗口的创建99

3.1.2 工具条的使用102

3.2 数据可视化108

3.2.1 离散情况108

3.2.2 连续情况109

3.3 二维绘图110

3.3.1 plot绘图命令110

3.3.2 plot绘图命令115

3.3.3 ezplot绘图命令118

3.3.4 其他坐标系下的绘图命令119

3.4 二维图形修饰处理123

3.4.1 坐标轴控制123

3.4.2 图形注释125

3.4.3 图形放大与缩小132

3.4.4 颜色控制133

3.5 三维绘图134

3.5.1 三维曲线绘图命令134

3.5.2 三维网格命令136

3.5.3 三维曲面命令140

3.5.4 柱面与球面142

3.5.5 三维图形等值线144

3.6 三维图形修饰处理151

3.6.1 视角处理151

3.6.2 颜色处理152

3.6.3 光照处理156

3.7 特殊图形158

3.7.1 统计图形159

3.7.2 离散数据图形163

3.7.3 向量图形167

3.8 图像处理及动画演示169

3.8.1 图像的读写169

3.8.2 图像的显示及信息查询170

3.8.3 动画演示173

第4章 试验数据分析与处理175

4.1 曲线拟合176

4.1.1 最小二乘法曲线拟合176

4.1.2 直线的最小二乘拟合179

4.2 数值插值181

4.2.1 拉格朗日（Lagrange）插值181

4.2.2 埃尔米特（Hermite）插值183

4.2.3 分段线性插值185

4.2.4 三次样条插值187

4.2.5 多维插值188

4.3 回归分析189

4.3.1 一元线性回归190

4.3.2 多元线性回归191

4.3.3 部分最小二乘回归194

4.4 方差分析200

4.4.1 单因素方差分析200

4.4.2 双因素方差分析202

4.5 正交试验分析206

4.5.1 正交试验的极差分析206

4.5.2 正交试验的方差分析209

4.6 判别分析212

4.6.1 距离判别212

4.6.2 费歇判别216

4.7 多元数据相关分析217

4.7.1 主成分分析218

4.7.2 典型相关分析219

4.8 MATLAB数理统计基础222

4.8.1 样本均值222

4.8.2 样本方差与标准差223

4.8.3 协方差和相关系数224

4.8.4 数据比较225

4.8.5 数据累积与累和227

第5章 矩阵分析229

5.1 特征值与特征向量230

5.1.1 标准特征值与特征向量问题230

5.1.2 广义特征值与特征向量问题232

5.1.3 部分特征值问题233

5.2 矩阵对角化235

5.2.1 预备知识235

5.2.2 具体操作237

5.3 若尔当（Jordan）标准形239

5.3.1 若尔当（Jordan）标准形介绍239

5.3.2 jordan命令240

5.4 矩阵的反射与旋转变换241

5.4.1 两种变换介绍241

5.4.2 豪斯霍尔德（Householder）反射变换242

5.4.3 吉文斯（Givens）旋转变换243

5.5 矩阵分解246

5.5.1 楚列斯基（Cholesky）分解246

5.5.2 LU分解247

5.5.3 LDMT与LDLT分解249

5.5.4 QR分解252

5.5.5 SVD分解254

5.5.6 舒尔（Schur）分解255

5.5.7 海森伯格（Hessenberg）分解257

5.6 线性方程组的求解257

5.6.1 线性方程组基础258

5.6.2 利用矩阵的逆（伪逆）与除法求解259

5.6.3 利用行阶梯形求解261

5.6.4 利用矩阵分解法求解264

5.6.5 非负最小二乘解269

5.7 综合应用举例270

第6章 数学分析276

6.1 极限、导数与微分277

6.1.1 极限277

6.1.2 导数与微分278

6.2 积分280

6.2.1 定积分与广义积分280

6.2.2 不定积分282

6.3 级数求和283

6.3.1 有限项级数求和283

6.3.2 无穷级数求和284

6.4 泰勒（Taylor）展开285

6.4.1 泰勒（Taylor）定理285

6.4.2 MATLAB实现方法286

6.5 傅里叶（Fourier）展开288

6.6 积分变换289

6.6.1 傅里叶（Fourier）积分变换289

6.6.2 傅里叶（Fourier）逆变换291

6.6.3 快速傅里叶（Fourier）变换292

6.6.4 拉普拉斯（Laplace）变换295

6.6.5 拉普拉斯（Laplace）逆变换296

6.7 多元函数分析297

6.7.1 多元函数的偏导297

6.7.2 多元函数的梯度299

6.8 多重积分301

6.8.1 二重积分301

6.8.2 三重积分303

第7章 微分方程306

7.1 常微分方程的数值解法307

7.1.1 欧拉（Euler）方法307

7.1.2 龙格-库塔（Runge Kutta）方法309

7.1.3 龙格-库塔（Runge-Kutta）方法解刚性问题315

7.2 常微分方程的符号解法316

7.3 常微分方程的仿真317

7.4 时滞微分方程的数值解法322

7.5 偏微分方程324

7.5.1 介绍324

7.5.2 区域设置及网格化326

7.5.3 边界条件设置330

7.5.4 解椭圆型方程331

7.5.5 解抛物型方程335

7.5.6 解双曲型方程337

7.5.7 解特征值方程338

7.5.8 解非线性椭圆型方程340

第8章 优化设计342

8.1 优化问题概述343

8.1.1 背景343

8.1.2 基本概念及分支343

8.1.3 最优化问题的实现345

8.2 线性规划346

8.2.1 表述形式346

8.2.2 MATLAB求解347

8.3 无约束优化问题355

8.3.1 无约束优化算法简介355

8.3.2 MATLAB求解356

8.4 约束优化问题363

8.4.1 单变量约束优化问题363

8.4.2 多元约束优化问题365

8.4.3 Minimax问题369

8.4.4 二次规划问题373

8.5 最小二乘优化376

8.5.1 线性最小二乘优化376

8.5.2 非线性最小二乘优化380

8.5.3 最小二乘曲线拟合384

8.6 多目标规划387

8.6.1 表述形式387

8.6.2 MATLAB求解388

8.7 非线性方程（组）的求解392

8.7.1 非线性方程的求解393

8.7.2 非线性方程组的求解394

8.8 优化参数设置396

8.8.1 设置优化参数396

8.8.2 获取优化参数398

第9章 MATLAB联合编程399

9.1 应用程序接口介绍400

9.1.1 MEX文件简介400

9.1.2 mx-函数库和MEX文件的区别400

9.1.3 MAT文件401

9.2 MEX文件的编辑与使用401

9.2.1 编写C语言MEX文件401

9.2.2 编写FORTRAN语言MEX文件403

9.3 MATLAB与.NET联合编程404

9.3.1 MATLAB Builder for.NET主要功能404

9.3.2 MATLAB Builder for.NET原理404

9.3.3 MATLAB Builder for.NET应用实例406

9.4 MATLAB与C／C＋＋语言联合编程413

9.4.1 独立应用程序413

9.4.2 面向C／C＋＋的DLL414

9.5 MATLAB与Excel联合编程418

9.5.1 Excel Link安装与运行418

9.5.2 Excel Link函数421

9.5.3 Excel Link应用示例422

9.5.4 Excel Link应用注意事项424

9.5.5 MATLAB Builder for Excel424

9.5.6 Excel Builder创建实例424