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掌握Matlab基础:环境与矩阵运算入门
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更新于2024-06-27
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Matlab应用基础文档详细介绍了MATLAB这款强大的数值计算和图形处理软件。MATLAB由MathWorks公司开发,以其易用的指令表达式、符号计算能力和丰富的功能而闻名,适用于数学和工程领域的各种应用。它以数组为核心,支持高级编程,包括控制语句、函数、数据结构、输入输出以及面向对象编程。 文档的核心内容分为两个部分:Matlab的基础介绍和矩阵计算功能。在基础部分,首先定义了Matlab的含义,它是集数值计算、符号计算、图形处理、建模仿真和实时控制于一体的环境。Matlab的开发环境主要包括五个关键窗口:主窗口用于环境设置,命令窗口是主要操作平台,用户可以通过菜单或命令行执行函数;历史窗口记录用户历史命令,方便查阅;当前目录窗口显示和管理文件,提供文件搜索功能;工作空间管理窗口则用于查看和管理内存中的变量。 接着,重点讲述了Matlab的矩阵计算功能,因为矩阵是MATLAB的基础数据结构。用户可以通过直接输入法或预定义函数快速创建矩阵。矩阵在MATLAB中的使用非常广泛,几乎所有运算都是基于矩阵操作的,如矩阵加减乘除、矩阵求逆、矩阵分解、矩阵运算符等。此外,文档可能还会涉及矩阵向量乘法、矩阵转置、以及矩阵的特殊运算,如傅里叶变换、线性代数运算等。 通过学习这部分内容,用户可以掌握如何在MATLAB中高效地进行数值分析、算法设计、数据处理和可视化,这对于理工科学生和工程师来说是非常实用的技能。同时,熟悉Matlab的工作流程和环境设置有助于提升编程效率和解决问题的能力。
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通过上例可以看到 B 是由矩阵 A 的 1 到 2 行和相应的所有列的元素构成的一个新的
矩阵。在这里,冒号代替了矩阵 A 的所有列。
MATLAB中,也可采用特殊的矩阵——向量来表示序列,但 MATLAB 对序列下标
默认为从 1 开始递增,因此要表示离散信号
,一般应采用
x(n) { ... , x(-1) , x(0) , x(1) , ... }
两个向量分别对信号的自变量和因变量预予描述。如
, n=
x(n) { 2, 1, 1, 0, 1, 4, 3, 7}
-3~4
在 MATLAB中表示为:
n = [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]; %自变量取值
x = [ 2, 1, -1, 0, 1, 4, 3, 7]; %因变量取值
注意:分号“;”表示不回显表达式的值;“%”表示其后内容为注释对象。
2.外部文件读入法
Matlab 语言也允许用户调用在 Matlab 环境之外定义的矩阵。可以利用任意的文本编
辑器编辑所要使用的矩阵,矩阵元素之间以特定分断符分开,并按行列布置。另外也可
以利用 load 函数,其调用方法为: Load+文件名[参数]
Load 函数将会从文件名所指定的文件中读取数据,并将输入的数据赋给以文件名命
名的变量,如果不给定文件名,则将自动认为 matlab.mat 文件为操作对象,如果该文件
在 Matlab 搜索路径中不存在时,系统将会报错。
例如:事先在记事本中建立文件: 1
(并以 data1.txt 保存)
1
1
1
1
2
3
3
6
在 Matlab 命令窗口中输入:
>> load data1.txt
>> data1
data1=
1
1
1
1
2
3
1
3
6
3.特殊矩阵的生成
对于一些比较特殊的矩阵(单位阵、矩阵中含 1 或 0 较多),由于其具有特殊的结
构,Matlab 提供了一些函数用于生成这些矩阵。常用的有下面几个:
zeros(m)
生成 m 阶全 0 矩阵
4
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