MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程
定 價(jià):59.9 元
叢書名:21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)規(guī)劃教材
- 作者:王健
- 出版時(shí)間:2018/6/1
- ISBN:9787111598695
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP312MA
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
MATLAB是一個(gè)功能強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算軟件,具備良好的兼容性與可移植性等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在信息科學(xué)、數(shù)學(xué)建模、圖像處理、工程控制、通信仿真與設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》介紹了MATLAB在數(shù)值計(jì)算中的應(yīng)用,內(nèi)容涵蓋數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)、MATLAB基礎(chǔ)介紹、數(shù)值計(jì)算在大學(xué)基礎(chǔ)課程和科研工作中的應(yīng)用等。全書共10章,首先介紹數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)、MATLAB的使用、通用函數(shù)、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容;然后向讀者展示數(shù)值計(jì)算在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論中的應(yīng)用;后應(yīng)用數(shù)值計(jì)算對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題進(jìn)行求解,包括線性/非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化及其他重要的數(shù)值計(jì)算問題等。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》在內(nèi)容編排上按照讀者學(xué)習(xí)的一般規(guī)律,結(jié)合了大量實(shí)例進(jìn)行講解,可以使讀者快速、真正地掌握MATLAB與數(shù)值計(jì)算。本書可以作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè),諸如:應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)、通信工程、電氣工程及其自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的教材、教輔工具書,也可供廣大科研人員、學(xué)者、工程技術(shù)人員自學(xué)或參考。
★本書針對(duì)MATLAB數(shù)值計(jì)算學(xué)習(xí)的特點(diǎn),結(jié)合作者多年使用MATLAB的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),詳細(xì)介紹了數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、線性與非線性規(guī)劃分析等方面的內(nèi)容。
★本書在講解的過程中配合大量的實(shí)例操作,每章都是從基礎(chǔ)知識(shí)開始介紹,然后是實(shí)例分析,后是習(xí)題練習(xí),力求做到理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。
MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件,專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。目前,其應(yīng)用非常廣泛。MATLAB可以用來進(jìn)行如下工作:數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等。尤其是在電子信息領(lǐng)域和數(shù)學(xué)建模領(lǐng)域中,MATLAB已經(jīng)成為學(xué)術(shù)研究、論文寫作的有力工具。同時(shí),MATLAB將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中,為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案,大大提高了運(yùn)算效率和準(zhǔn)確性。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》針對(duì)MATLAB數(shù)值計(jì)算學(xué)習(xí)的特點(diǎn),結(jié)合作者多年使用MATLAB的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),由淺入深、從簡(jiǎn)到繁、圖文并茂,詳細(xì)介紹了數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、線性與非線性規(guī)劃分析等方面的內(nèi)容。條理清晰,語言通俗易懂,針對(duì)性強(qiáng),在講解的過程中配合大量的實(shí)例操作,符合讀者的學(xué)習(xí)規(guī)律。每章都從基礎(chǔ)知識(shí)開始介紹,然后是實(shí)例分析,最后是習(xí)題練習(xí),理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》共10章,主要內(nèi)容如下:
第1章介紹數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ),包括數(shù)據(jù)的類型、數(shù)組的應(yīng)用、矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式等。
第2章介紹MATLAB基礎(chǔ),包括MATLAB基本功能及特點(diǎn)、MATLAB程序控制結(jié)構(gòu)、MATLAB函數(shù)介紹、Bug的調(diào)試方法等。
第3章介紹數(shù)值計(jì)算的通用函數(shù),包括符號(hào)運(yùn)算函數(shù)、數(shù)值統(tǒng)計(jì)函數(shù)、數(shù)值積分函數(shù)、圖形繪制函數(shù)等。
第4章介紹數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵技術(shù),包括不同維度下的數(shù)據(jù)插值、不同情形下的數(shù)據(jù)優(yōu)化等。
第5章介紹高等數(shù)學(xué)中的數(shù)值計(jì)算,主要講解MATLAB數(shù)值計(jì)算在極限、導(dǎo)數(shù)、不定積分與定積分、數(shù)值積分、二重積分與常微分方程等問題中的應(yīng)用。
第6章介紹線性代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算,主要講解MATLAB數(shù)值計(jì)算在矩陣運(yùn)算、矩陣的秩與相關(guān)性、線性方程組求解、特征值與二次型等問題中的應(yīng)用。
第7章介紹概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的數(shù)值計(jì)算,主要講解MATLAB數(shù)值計(jì)算在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法、離散型和連續(xù)型隨機(jī)變量、多維隨機(jī)變量數(shù)字特征、參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)等問題中的應(yīng)用。
第8章介紹線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化,主要分析MATLAB數(shù)值計(jì)算在線性規(guī)劃問題、參數(shù)設(shè)置與獲取優(yōu)化、線性規(guī)劃函數(shù)中的運(yùn)用。
第9章介紹非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化,主要分析MATLAB數(shù)值計(jì)算在無約束與有約束非線性規(guī)劃問題、二次規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃、最小二乘擬合的規(guī)劃中的運(yùn)用。
第10章介紹其他數(shù)值計(jì)算的求解問題,包括單變量函數(shù)的求解、共軛梯度法、遺傳算法、模擬退火算法、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》主要由王健、趙國(guó)生、宋一兵編寫。哈爾濱理工大學(xué)王健主要負(fù)責(zé)編寫第1~2章,哈爾濱師范大學(xué)趙國(guó)生負(fù)責(zé)編寫第3~9章,其余章節(jié)由宋一兵、管殿柱、談世哲、王獻(xiàn)紅、趙景偉、段輝、董青、李文秋、管玥、趙景波、湯愛君、王奎東編寫,在此一并感謝。
《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》得到了以下項(xiàng)目的支持:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“可生存系統(tǒng)的自主認(rèn)知模式研究”(61202458)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于認(rèn)知循環(huán)的任務(wù)關(guān)鍵系統(tǒng)可生存性自主增長(zhǎng)模型與方法”(61403109)、哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(xiàng)(2016RAQXJ036)和黑龍江省自然科學(xué)基金(F2017021)。
感謝您選擇了《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》,雖然編者在編寫本書的過程中力求敘述準(zhǔn)確、完善,但由于水平有限,書中欠妥之處在所難免,希望您把對(duì)《MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)與實(shí)例教程》的意見和建議告訴我們。 最后希望本書能夠?qū)δ墓ぷ骱蛯W(xué)習(xí)有所幫助!
前言
第1章數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)
1.1數(shù)據(jù)的類型
1.1.1字符串
1.1.2數(shù)值類型
1.1.3函數(shù)句柄
1.1.4布爾運(yùn)算與關(guān)系運(yùn)算
1.1.5結(jié)構(gòu)類型
1.1.6元胞數(shù)組
1.2數(shù)組的應(yīng)用
1.2.1數(shù)組創(chuàng)建
1.2.2數(shù)組操作
1.3矩陣運(yùn)算
1.3.1矩陣創(chuàng)建
1.3.2矩陣的算術(shù)運(yùn)算與關(guān)系運(yùn)算
1.3.3相關(guān)矩陣分析
1.3.4稀疏矩陣的創(chuàng)建與運(yùn)算
1.4多項(xiàng)式
1.4.1多項(xiàng)式創(chuàng)建
1.4.2多項(xiàng)式計(jì)算
1.5本章小結(jié)
1.6習(xí)題
第2章MATLAB基礎(chǔ)
2.1M文件概述
2.1.1M文件的創(chuàng)建與打開
2.1.2M文件的基本內(nèi)容
2.1.3M命令文件與M函數(shù)文件
2.1.4M文件案例
2.2程序控制結(jié)構(gòu)
2.2.1順序結(jié)構(gòu)
2.2.2選擇結(jié)構(gòu)
2.2.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
2.2.4其他輔助控制語句
2.2.5程序控制結(jié)構(gòu)綜合案例
2.3MATLAB函數(shù)
2.3.1主函數(shù)
2.3.2子函數(shù)與私有函數(shù)
2.3.3嵌套函數(shù)
2.4Bug調(diào)試方法
2.5本章小結(jié)
2.6習(xí)題
第3章數(shù)值計(jì)算的通用函數(shù)
3.1符號(hào)計(jì)算基礎(chǔ)
3.1.1創(chuàng)建符號(hào)對(duì)象
3.1.2表達(dá)式創(chuàng)建
3.1.3運(yùn)算符及運(yùn)算
3.2符號(hào)矩陣運(yùn)算函數(shù)
3.2.1代數(shù)運(yùn)算函數(shù)
3.2.2線性運(yùn)算函數(shù)
3.2.3科學(xué)運(yùn)算函數(shù)
3.3數(shù)值統(tǒng)計(jì)函數(shù)
3.3.1隨機(jī)數(shù)
3.3.2最大(。┲
3.3.3和與積
3.3.4均(中)值
3.3.5標(biāo)準(zhǔn)差和方差
3.3.6協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)
3.3.7排序
3.4數(shù)值積分函數(shù)
3.4.1一元函數(shù)
3.4.2矢量積分
3.4.3二元函數(shù)
3.4.4三元函數(shù)
3.5圖形繪制函數(shù)
3.5.1二維曲線繪制
3.5.2三維曲線繪制
3.5.3等值線繪制
3.5.4表面圖繪制
3.5.5曲面圖繪制
3.6本章小結(jié)
3.7習(xí)題
第4章數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵技術(shù)
4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.1.1處理缺失數(shù)據(jù)
4.1.2處理異常值
4.1.3數(shù)據(jù)平滑處理
4.1.4數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與歸一化處理
4.2一維插值
4.2.1方法介紹
4.2.2實(shí)例應(yīng)用
4.3二維插值
4.3.1方法介紹
4.3.2實(shí)例應(yīng)用
4.4三維插值
4.4.1方法介紹
4.4.2實(shí)例應(yīng)用
4.5樣條插值
4.5.1方法介紹
4.5.2實(shí)例應(yīng)用
4.6拉格朗日插值
4.6.1方法介紹
4.6.2實(shí)例應(yīng)用
4.7擬合
4.7.1多項(xiàng)式最小二乘曲線擬合
4.7.2正交最小二乘擬合
4.7.3擬合界面
4.8本章小結(jié)
4.9習(xí)題
第5章高等數(shù)學(xué)中的數(shù)值計(jì)算
5.1極限
5.1.1數(shù)列極限
5.1.2函數(shù)極限
5.1.3極限的實(shí)現(xiàn)
5.1.4實(shí)例應(yīng)用
5.2導(dǎo)數(shù)
5.2.1意義與性質(zhì)
5.2.2導(dǎo)數(shù)與極值的實(shí)現(xiàn)
5.2.3實(shí)例應(yīng)用
5.3不定積分
5.3.1定義與性質(zhì)
5.3.2不定積分的實(shí)現(xiàn)
5.3.3實(shí)例應(yīng)用
5.4定積分
5.4.1定義與性質(zhì)
5.4.2定積分的實(shí)現(xiàn)
5.4.3實(shí)例應(yīng)用
5.5數(shù)值積分
5.5.1定義與性質(zhì)
5.5.2數(shù)值積分的實(shí)現(xiàn)
5.5.3實(shí)例應(yīng)用
5.6二重積分
5.6.1定義與性質(zhì)
5.6.2實(shí)例應(yīng)用
5.7常微分方程
5.7.1常微分方程求解方法
5.7.2微分方程的實(shí)現(xiàn)
5.7.3實(shí)例應(yīng)用
5.8綜合實(shí)例應(yīng)用
5.8.1求長(zhǎng)方體體積案例
5.8.2衛(wèi)星的地面覆蓋案例
5.9本章小結(jié)
5.10習(xí)題
第6章線性代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算
6.1矩陣運(yùn)算
6.1.1逆運(yùn)算
6.1.2轉(zhuǎn)置
6.1.3行列式運(yùn)算
6.1.4向量點(diǎn)乘
6.1.5混合積
6.1.6實(shí)例應(yīng)用
6.2秩與相關(guān)性
6.2.1矩陣與向量組的秩
6.2.2線性相關(guān)性
6.2.3最大無關(guān)組
6.2.4實(shí)例應(yīng)用
6.3特征值與二次型
6.3.1特征值與特征向量
6.3.2正交矩陣
6.3.3實(shí)例應(yīng)用
6.4線性方程組求解
6.4.1唯一解
6.4.2齊次線性方程組通解
6.4.3非齊次線性方程組通解
6.4.4MATLAB中其他內(nèi)置函數(shù)求解線
性方程組
6.4.5實(shí)例應(yīng)用
6.5綜合實(shí)例
6.5.1求解線性方程組案例
6.5.2線性規(guī)劃案例
6.5.3廠址選擇案例
6.6本章小結(jié)
6.7習(xí)題
第7章概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的數(shù)值計(jì)算
7.1數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)知識(shí)
7.2離散型隨機(jī)變量
7.2.1三種常見分布
7.2.2七種概率密度函數(shù)值
7.2.3實(shí)例應(yīng)用
7.3連續(xù)型隨機(jī)變量
7.3.1六種常見分布
7.3.2兩種計(jì)算概率密度函數(shù)值的方法
7.3.3兩種計(jì)算累積概率函數(shù)值的方法
7.3.4兩種計(jì)算逆累積概率函數(shù)值的方法
7.3.5實(shí)例應(yīng)用
7.4一維隨機(jī)變量數(shù)字特征
7.4.1期望
7.4.2方差與標(biāo)準(zhǔn)差
7.4.3常用函數(shù)
7.4.4實(shí)例應(yīng)用
7.5二維隨機(jī)變量數(shù)字特征
7.5.1期望
7.5.2相關(guān)與協(xié)方差
7.5.3相關(guān)系數(shù)
7.5.4實(shí)例應(yīng)用
7.6參數(shù)估計(jì)
7.6.1點(diǎn)估計(jì)的評(píng)價(jià)角度
7.6.2區(qū)間估計(jì)的四種置信區(qū)間
7.6.3最大似然估計(jì)法
7.6.4實(shí)例應(yīng)用
7.7假設(shè)檢驗(yàn)
7.7.1正態(tài)總體均值的假設(shè)檢驗(yàn)
7.7.2正態(tài)總體方差的檢驗(yàn)
7.7.3實(shí)例應(yīng)用
7.8綜合實(shí)例
7.8.1商品生產(chǎn)案例
7.8.2學(xué)生成績(jī)檢驗(yàn)案例
7.9本章小結(jié)
7.10習(xí)題
第8章線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化
8.1參數(shù)優(yōu)化
8.1.1設(shè)置優(yōu)化參數(shù)
8.1.2獲取優(yōu)化參數(shù)
8.2線性規(guī)劃問題簡(jiǎn)介
8.3求解線性規(guī)劃
8.3.1MATLAB中的線性規(guī)劃函數(shù)
8.3.2線性最小二乘
8.3.3MATLAB中的線性規(guī)則實(shí)現(xiàn)
8.4優(yōu)化工具簡(jiǎn)介
8.5綜合實(shí)例
8.5.1材料使用最優(yōu)化案例
8.5.2糧食生產(chǎn)與利潤(rùn)最優(yōu)化案例
8.6本章小結(jié)
8.7習(xí)題
第9章非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化
9.1無約束與有約束的非線性規(guī)劃
9.1.1非線性規(guī)劃定義
9.1.2無約束非線性規(guī)劃
9.1.3有約束非線性規(guī)劃
9.2二次規(guī)劃問題
9.3多目標(biāo)規(guī)劃
9.4最小二乘擬合的規(guī)劃
9.5綜合實(shí)例
9.5.1投資與效益案例
9.5.2采購(gòu)案例
9.6本章小結(jié)
9.7習(xí)題
第10章其他數(shù)值計(jì)算的求解問題
10.1單變量函數(shù)的求解
10.1.1二分法
10.1.2迭代法