matlab

matlab程序设计——数学软件i

授课人：艾斯卡尔。

课时：周学时：2＋2，共18周。

授课班级：2008级应数班。

授课地点：数学学院2#

课程类型：本课程是新大重点课程。

电子教案说明：电子教案以word为工作界面，采用notebook技术与matlab相连接，集教学与演示为一体；同时采用vba技术与外部程序连接，以作辅助教学之用。本电子教案由授课人共同编制。

教学指导思想：在保证讲授必备的基础知识的前提下，着重培养学生的动手能力，贯穿“在使用中学习，学了能用”的思想。在教学中增加实用技术和开发范例，使大量的学生具有良好的编程能力，为毕业**的写作打下基础；使优秀的学生在一些应用方向上具有专业的开发水平。

本课程教学要求。

1. 授课方式：本课程用电子教案授课＋上机实习。

2. 习题：课程备有习题，大作业和开发专题。习题和大作业学生必须完成，开发专题由学生选作。

3. 学习方式：听课+读书+上机练习。

4. 考试成绩：平时成绩（30%）+期末成绩（70%）

5. 学习平时成绩：包括作业(40%)、考勤（30%）、大作业（30%）

本课程结构说明。

第一章 matlab简介与工作环境。

第二章 matlab初步。

第三章 matlab的图形处理。

第四章 matlab的程序设计。

第五章 matlab的gui程序设计。

主要参考书目。

1. 张志勇，徐彦琴等，matlab教程，北京航天航空大学出版社，2023年。

2. 周金平，王冉等，matlab6实践与提高，中国电力出版社，2023年。

3. 郝红伟，matlab6实例教程，中国电力出版社，2023年。

4. 著（张航黄攀译），精通matlab6，清华大学出版社，2023年。

起源与现状。

1. matlab=matrix laboratory

2. matlab是clever moler博士用fortran 开发的符号科学计算语言（80年后又和john little用c改写了matlab的内核）。

3. 2023年由mathworks 公司将matlab产品推向市场。

4. mathworks公司的**是：各种关于matlab的开发与应用信息都可在该**中查到。

5. matlab已成为科学研究，工程计算，应用开发的重要工具。国外已将它作为理工科大学的必修课程，国内的大学也开始开设这门课程。

6. 除了matlab以外，数学专业软件还有：mathematics, maple,sas 等。matlab是其中最优秀的一个。

作用与特点。

1. matlab主要用于工程计算，算法研究，符号运算，建模与**，原形开发，数据分析及科学与工程绘图，应用程序设计及图形界面设计和线性代数，计算方法，高等数学等高校数学课程的教学辅助工具。

2. matlab主要有以下特点：

matlab采用数学符号的形式以矩阵，数组为对象进行运算。

matlab以解释方式运行（也可实现编译）。

窗口式的可视化工作界面。

可扩展，与高级语言有接口。它可以借用编译器（matcom）将matlab下的m－文件转换为可被visual basic,excel以及delphi调用的dll（动态链接库）文件，或者是独立的可执行文件。

matlab也有局限性，一般它不能脱离matlab集成环境工作；而且编写界面的功能比较弱；尚没有外部对象接口。这些方面都有待于改进。

基本组成。

1. matlab的主程序。

2. matlab资源库（工具箱）

3. simulink**系统。

matlab在我院。

我院开设matlab课程已有三四年的时间了，现在是新大的一个重点建设课程。

我院开设的数值分析、偏微分方程数值解等课程的实验都需要用到matlab软件，还有21世纪“微积分”课程中的实验内容也都可以用matlab来实现。

我院（校）matlab的研发还在起步阶段。

matlab浏览。

一。三维视图可视效果的控制

1. 三维图形从不同的角度观察有不同的效果。matlab针对这一情况设置了控制函数：

view()（观点规范），campos()(camera position)，hidden()，shading()。

view(az,el) az=方位角（azimuth）, el=俯视角(elevition)。举例如下：

x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);r=sqrt(x.^2+y.^4)+eps;z=sin(r)./r;

subplot(2,2,1)

surf(x,y,z)

xlabel('x轴','fontweight','bold')

ylabel('y轴','fontweight','bold')

zlabel('z轴','fontweight','bold')

title('\fontname缺省视角')

subplot(2,2,2)

surf(x,y,z)

xlabel('x轴','fontweight','bold')

ylabel('y轴','fontweight','bold')

zlabel('z轴','fontweight','bold')

title('\fontname方位角90度，仰角0度')

view(45,0)

subplot(2,2,3)

surf(x,y,z)

xlabel('x轴','fontweight','bold')

ylabel('y轴','fontweight','bold')

zlabel('z轴','fontweight','bold')

title('\fontname方位角-37.5度，仰角80度')

view(-37.5,80)

subplot(2,2,4)

surf(x,y,z)

xlabel('x轴','fontweight','bold')

ylabel('y轴','fontweight','bold')

zlabel('z轴','fontweight','bold')

title('\fontname方位角0度，仰角90度')

view(0,90)

2. matlab作图与tex

利用随机函数给出十个顶点的位置，给出这十个顶点的关联矩阵，依此关联矩阵做出这十个顶点的图。并对这个图的顶点标号。

作图。x=randn(1,10);y=randn(1,10);xy=[x' y'];

a=randn(10,10);a=abs(a)>1;

gplot(a,xy,'-ro')

s=char('\fontsize\bf\alpha','fontsize\bf\beta','fontsize\bf\gamma','fontsize\bf\delta','fontsize\bf\epsilon','fontsize\bf\theta','fontsize\bf\varsigma','fontsize\bf\omega','fontsize\bf\upsilon','fontsize\bf\eta');

x1=x+0.05;

text(x1,y,s)

title('a graph of vertices 10 ',fontsize',10,'fontweight','bold','fontangle','italic')

对以上图形实现旋转。

x1=cos(135).*x-sin(135).*y;

y1=sin(135).*x+cos(135).*y;

xyz=[x1' y1'];

gplot(a,xyz,'-ro');

t1=x1+0.05;

text(t1,y1,s)

title('a graph of vertices 10 ',fontsize',10,'fontweight','bold','fontangle','italic')

二。 matlab中的符号计算。

1. 解线性方程组。

a=sym([1 1/2 1/2 -1;1 1 -1 1;1 -1/4 -1 1;-8 -1 1 1])

b=sym([0;10;0;1])

x=a\b

2. 图示微分方程的通解和奇解的关系。

y=dsolve('y=x*dy-(dy)^2','x')

clf,hold on, ezplot(y(2),[6,6,-4,8],1)

cc=get(gca,'children');

set(cc,'color','r','linewidth',5)

for k=-2:0.5:2; ezplot(subs(y(1),'c1',k),[6,6,-4,8],1);end

hold off, title('\fontname fontsize 通解和奇解')

三。 matlab的动画制作。

1. 制作红色小球沿螺线运动。

在m-file窗口编程序（**如下：

function f=movingball(k,ki)

t1=(0:1000)/1000*10*pi; x1=cos(t1); y1=sin(t1); z1=-t1;

t2=(0:10)/10; x2=x1(end)*(1-t2);y2=y1(end)*(1-t2);z2=z1(end)*ones(size(x2));

t3=t2; z3=(1-t3)*z1(end); x3=zeros(size(z3));y3=x3;

t4=t2; x4=t4; y4=zeros(size(x4));z4=y4;

x=[x1,x2,x3,x4]; y=[y1,y2,y3,y4]; z=[z1,z2,z3,z4];

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