Добавил:
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1-2 Моделирование / Matlab. Практический подход. Самоучитель

.pdf
Скачиваний:
769
Добавлен:
31.01.2021
Размер:
12.72 Mб
Скачать

серия — САМОУЧИТЕЛЬ — серия

Наука и Техника

Санкт-Петербург 2015

Васильев А. Н.

Matlab

САМОУЧИТЕЛЬ

ПРАКТИЧЕСКИЙ

ПОДХОД

(2-Е ИЗДАНИЕ)

Наука и Техника

Санкт-Петербург 2015

Васильев А. Н.

MATLAB. САМОУЧИТЕЛЬ. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПОДХОД. 2-Е ИЗДАНИЕ. — СПб.: Наука и Техника, 2015. — 448 с.: ил.

Серия “Самоучитель“

Данная книга представляет собой 2-е издание отличного самоучителя по работе с Matlab и проведению в нем различных вычислений, расчетов, обработок данных

иисследований. С одной стороны, отличается хорошим справочным аппаратом

иобщим описанием различных аспектов работы в Matlab, а с другой — большим количеством наглядных примеров и пошаговых действий. Весь теоретический материал поддержан реальными практическими примерами.

Книга отличается доступным языком изложения, охватом всех основных приемов работы, богатым иллюстративным материалом. Основывается на последних версиях Matlab, доступных в 2014 г. Лучший выбор для всех, кто хочет освоить Matlab и научиться эффективно им пользоваться.

Контактные телефоны издательства:

(812) 412 70 25, (812) 412 70 26, (044) 516 38 66 Официальный сайт: www.nit.com.ru

©Васильев А. Н., 2015

©Наука и техника (оригинал-макет), 2015

©Прокди, 2015

Оглавление

ВСТУПЛЕНИЕ О КНИГЕ И ПАКЕТЕ MATLAB.................................

11

Глава 1. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ MATLAB

 

 

И ОСНОВЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ......................................

15

Глава 2. ГРАФИКА В MATLAB...............................................

42

Глава 3. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.........................

104

Глава 4. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОЙ АЛГЕБРЫ .........................

149

Глава 5. РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ И ОПТИМИЗАЦИЯ .................

199

Глава 6.

ИНТЕГРИРОВАНИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ

 

 

УРАВНЕНИЯ........................................................

236

Глава 7.

УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ................

273

Глава 8.

ОБРАБОТКА ДАННЫХ ...........................................

311

Глава 9.

СИМВОЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ................................

348

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ФАЙЛОВЫЙ ВВОД/ВЫВОД...........................

418

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СТРУКТУРЫ И ЯЧЕЙКИ.................................

423

ПРИЛОЖЕНИЕ В. НАДСТРОЙКА ДЛЯ РАБОТЫ С EXCEL ..............

429

5

Содержание

 

ВСТУПЛЕНИЕ

 

О КНИГЕ И ПАКЕТЕ MATLAB .........................................

11

ЕЩЕ НЕМНОГО О ПАКЕТЕ ..............................................................................................

12

СТРУКТУРА КНИГИ .......................................................................................................

13

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ........................................................................................................

14

Глава 1. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ MATLAB

 

И ОСНОВЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ......................................

15

ПРОСТЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ...............................................................................................

15

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ......................................................................................

22

ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ И ОПЕРАТОРЫ СРАВНЕНИЯ .......................................................

26

КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА.................................................................................................

27

ОПЕРАТОР СОЗДАНИЯ ИНТЕРВАЛА ЗНАЧЕНИЙ .................................................................

29

ВСТРОЕННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ....................................................................

31

ФОРМАТ ВЫВОДА ЧИСЛОВЫХ ДАННЫХ ..........................................................................

38

Глава 2. ГРАФИКА В MATLAB...............................................

42

СОЗДАНИЕ ГРАФИКА ФУНКЦИИ .....................................................................................

42

ОТОБРАЖЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ КРИВЫХ НА ОДНОМ ГРАФИКЕ...............................................

47

НАСТРОЙКИ ВИДА ГРАФИКА..........................................................................................

51

ГРАФИК В ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТАХ .............................................................................

64

КОНТУРНЫЕ ГРАФИКИ..................................................................................................

71

6

 

Содержание

СОЗДАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ГРАФИКОВ..............................................................................

79

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ И ПОВЕРХНОСТИ ................................................................

83

ПАРАМЕТРЫ ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКИ..............................................................................

86

АНИМАЦИЯ.................................................................................................................

89

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ .................................................................................

98

Глава 3. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.........................

104

СОЗДАНИЕ СЦЕНАРИЕВ...............................................................................................

104

ФУНКЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ...........................................................................................

109

УПРАВЛЯЮЩИЕ ИНСТРУКЦИИ......................................................................................

119

ЛОГИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ ......................................................

130

ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ ...................................................................

133

ФУНКЦИИ С ПЕРЕМЕННЫМ ЧИСЛОМ АРГУМЕНТОВ ..........................................................

139

ФУНКЦИИ EVAL () И FEVAL () ..........................................................................................

145

Глава 4. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОЙ АЛГЕБРЫ.........................

149

ВЕКТОРЫ И ОПЕРАЦИИ С НИМИ ....................................................................................

149

ОПЕРАЦИИ С МАТРИЦАМИ ...........................................................................................

155

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МАТРИЦ .........................................................................................

169

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ................................................................................................

178

Глава 5. РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ И ОПТИМИЗАЦИЯ .................

199

ВСТРОЕННЫЕ ФУНКЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ........................................................

199

ВЫЧИСЛЕНИЕ КОРНЕЙ УРАВНЕНИЙ

 

В ЯВНОМ ВИДЕ............................................................................................

209

ОПТИМИЗАЦИЯ..........................................................................................................

232

Глава 6. ИНТЕГРИРОВАНИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ

 

УРАВНЕНИЯ........................................................

236

ВЫЧИСЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ .................................................................

236

7

Содержание

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ..............................................................................

244

РЕШЕНИЕ СИСТЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ .................................................

249

УРАВНЕНИЯ ВЫСОКИХ ПОРЯДКОВ ................................................................................

251

СНОВА ОБ ИНТЕГРАЛАХ ...............................................................................................

254

РЕШЕНИЕ НЕЯВНЫХ УРАВНЕНИЙ ..................................................................................

260

КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ.......................................................................................................

262

ЗАВЕРШАЮЩИЙ ПРИМЕР............................................................................................

270

Глава 7. УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ................

273

ОДНОМЕРНЫЙ СЛУЧАЙ ...............................................................................................

274

ЗНАКОМСТВО СО СРЕДОЙ PDETOOL ..............................................................................

284

ОБРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ...................................................................

300

Глава 8. ОБРАБОТКА ДАННЫХ ...........................................

311

ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЕ ПОЛИНОМЫ...............................................................................

311

АППРОКСИМАЦИЯ ......................................................................................................

320

ГЕНЕРИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ............................................................................

335

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ..................................................................................

344

Глава 9. СИМВОЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ................................

348

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИМВОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ .............................................................

348

ОСНОВНЫЕ СИМВОЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ...........................................................................

354

СРЕДА MUPAD............................................................................................................

364

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ............................................................................................

370

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ .....................................................................................

373

ВЫЧИСЛЕНИЕ ИНТЕГРАЛОВ .........................................................................................

378

РЕШЕНИЕ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ И НЕРАВЕНСТВ .................................................

380

РЕШЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ................................................................

382

8

 

Содержание

ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ................................................................................

384

РЕДАКТОР КОДОВ.......................................................................................................

403

СОЗДАНИЕ АНИМАЦИИ................................................................................................

409

НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ О СОЗДАНИИ ГРАФИКИ............................................................

415

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ФАЙЛОВЫЙ ВВОД/ВЫВОД...........................

418

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СТРУКТУРЫ И ЯЧЕЙКИ.................................

423

ПРИЛОЖЕНИЕ В. НАДСТРОЙКА ДЛЯ РАБОТЫ С EXCEL ..............

429

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

ПОЛЕЗНЫЕ И НЕ ОЧЕНЬ ССЫЛКИ................................

441

БАЗОВЫЕ МЕТОДЫ РАБОТЫ С MATLAB...........................................................................

441

ПРИКЛАДНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATLAB..........................................................................

441

СМЕЖНЫЕ ВОПРОСЫ РАБОТЫ С MATLAB........................................................................

442

МАТЕМАТИКА И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ...........................................................................

442

9