MATLAB 6.5 技术计算语言官方手册

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"MATLAB 6.5 用户手册是官方提供的详细指南，旨在帮助用户了解和掌握MATLAB 6.5版本的功能和用法。手册涵盖了MATLAB作为一种技术计算语言的基本概念、操作方法以及如何与The MathWorks公司进行联系获取技术支持和服务。" MATLAB 6.5 是一个强大的数值计算和数据可视化平台，它被广泛应用于工程、科学和数学领域。这个版本的手册主要讲解了以下几个关键知识点： 1. **MATLAB语言基础**：手册详细介绍了MATLAB的语法和编程元素，包括变量、运算符、控制结构（如循环和条件语句）、函数定义以及矩阵和数组的操作。 2. **数值计算**：MATLAB的核心在于其高效处理数值计算的能力。手册会讲解如何执行线性代数运算、微积分、统计分析以及数值解方程等操作。 3. **图形绘制**：MATLAB提供了丰富的图形功能，用于数据可视化。用户可以学习如何创建2D和3D图形，调整图元属性，以及动态交互式地探索数据。 4. **文件输入输出**：手册会涵盖读取和写入各种数据格式，如文本文件、Excel表格和图像文件，这对于数据导入和导出至关重要。 5. **应用程序接口(API)**：MATLAB可以与其他软件包和编程语言（如C、C++、Java）进行接口，手册会介绍如何实现这些接口以及使用外部代码。 6. **MATLAB工作环境**：包括命令窗口、工作空间、编辑器和调试工具的使用，这些都是日常MATLAB编程中不可或缺的部分。 7. **函数和工具箱**：MATLAB拥有众多内置函数和专用工具箱，如信号处理、控制系统、图像处理等。手册会提供这些工具箱的简介和使用示例。 8. **技术支持与反馈**：手册中列出了与The MathWorks公司的联系方式，用户可以通过这些途径获取技术支持、报告问题、提出产品改进建议或反馈文档错误。 9. **许可证管理**：对于企业或机构用户，手册还将包含关于许可证管理的信息，如订单状态查询、许可证续订和密码获取等。 10. **版权和法律条款**：手册最后会提及软件的版权信息以及对于联邦政府收购该软件的特定条款，强调用户必须遵守许可协议才能使用软件。 MATLAB 6.5 用户手册是一个全面的指南，无论是初学者还是经验丰富的用户，都能从中获得对MATLAB更深入的理解和应用技巧。通过阅读和实践手册中的内容，用户能够有效地利用MATLAB解决各种计算和数据分析问题。

xiv Contents

Minimizing Functions and Finding Zeros . . . . . . . . . . . . . . 13-8

Minimizing Functions of One Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

Minimizing Functions of Several Variables . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

Setting Minimization Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-10

Finding Zeros of Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-14

Converting Your Optimization Code to

MATLAB Version 5 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13-14

Numerical Integration (Quadrature) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

Example: Computing the Length of a Curve . . . . . . . . . . . . . 13-18

Example: Double Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-19

Differential Equations

Initial Value Problems for ODEs and DAEs . . . . . . . . . . . . . 14-2

ODE Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

Introduction to Initial Value ODE Problems . . . . . . . . . . . . . . 14-5

Initial Value Problem Solvers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

Solving ODE Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10

Changing ODE Integration Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-16

Examples: Applying the ODE Initial Value Problem Solvers 14-31

Questions and Answers, and Troubleshooting . . . . . . . . . . . . 14-50

Initial Value Problems for DDEs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-57

DDE Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-57

Introduction to Initial Value DDE Problems . . . . . . . . . . . . . 14-58

DDE Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-59

Solving DDE Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-62

Discontinuities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-65

Changing DDE Integration Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-68

Boundary Value Problems for ODEs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-77

BVP Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-78

Introduction to Boundary Value ODE Problems . . . . . . . . . . 14-79

Boundary Value Problem Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-80

Solving BVP Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-84

Using Continuation to Make a Good Initial Guess . . . . . . . . 14-88

Solving Singular BVPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-96

Changing BVP Integration Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-100

Partial Differential Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-108

PDE Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-108

Introduction to PDE Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-109

MATLAB Partial Differential Equation Solver . . . . . . . . . . 14-110

Solving PDE Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-114

Changing PDE Integration Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-119

Example: Electrodynamics Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-120

Selected Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-125

Sparse Matrices

Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

Sparse Matrix Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

General Storage Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

Creating Sparse Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

Importing Sparse Matrices from Outside MATLAB . . . . . . . 15-11

Viewing Sparse Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

Information About Nonzero Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

Viewing Sparse Matrices Graphically . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-14

The find Function and Sparse Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-15

Example: Adjacency Matrices and Graphs . . . . . . . . . . . . . 15-16

Introduction to Adjacency Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-16

Graphing Using Adjacency Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

The Bucky Ball . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

An Airflow Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

xvii

Programming and Data Types

M-File Programming

MATLAB Programming: A Quick Start . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-3

Kinds of M-Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-4

What’s in an M-File? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-4

Providing Help for Your Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

Creating M-Files: Accessing Text Editors . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7

Simple Script Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7

Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

Simple Function Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

Basic Parts of a Function M-File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-9

How Functions Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-12

Checking the Number of Function Arguments . . . . . . . . . . . 16-15

Passing Variable Numbers of Arguments . . . . . . . . . . . . . . . 16-16

Subfunctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-19

Private Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-21

Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-22

Naming Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-22

Local Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-23

Global Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-23

Persistent Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-26

Special Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-27

Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-28

xviii Contents

Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-32

Arithmetic Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-32

Relational Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-33

Logical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-35

Operator Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-40

Keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-42

Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-43

if, else, and elseif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-43

switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-45

while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-47

for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-48

continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-49

break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-49

try - catch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-50

return . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-50

String Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-51

eval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-51

feval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-51

Dates and Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-53

Date Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-54

Current Date and Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-58

Calling Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-59

Function Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-59

Command Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-59

Passing Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-60

Obtaining User Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-63

Prompting for Keyboard Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-63

Pausing During Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-63

Subscripting and Indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-64

Subscripting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-64

Advanced Indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-68

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