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第1章 安装及使用前的准备1

1.1 MATLAB6.x简介1

1.1.1 21世纪的科学计算语言1

1.1.2 MATLAB的发展历史3

1.1.3 MATLAB6x的新特点4

1.1.4 MATLAB的应用和网上资源5

1.2 MATLAB6x的安装6

1.3 MATLAB的桌面平台10

1.3.1 启动MATLAB10

1.3.2 桌面平台11

1.4 帮助系统14

1.4.1 联机帮助系统14

1.4.2 命令窗口查询帮助17

1.4.3 联机演示系统20

1.4.4 常用的命令和技巧21

1.5 MATLAB的搜索路径与扩展22

1.5.1 MATLAB的搜索路径22

1.5.2 扩展MATLAB的搜索路径24

2.1 MATLAB的数据类型26

2.1.1 变量与常量26

第2章 数值计算功能26

2.1.2 数字变量27

2.1.3 字符串30

2.1.4 矩阵33

2.1.5 单元型变量33

2.1.6 结构型变量36

2.2 向量及其运算38

2.2.1 向量的生成39

2.2.2 向量的基本运算40

2.2.3 点积、叉积及混合积的实现40

2.3.1 矩阵的生成42

2.3 矩阵及其运算42

2.3.2 矩阵的基本数学运算43

2.3.3 矩阵的基本函数运算49

2.3.4 矩阵分解函数54

2.3.5 特殊矩阵的生成57

2.3.6 矩阵的一些特殊操作60

2.4 数组及其运算63

2.4.1 基本数组运算63

2.4.2 数组函数运算65

2.4.3 数组逻辑运算65

2.5.1 多项式的表示方法68

2.5 多项式运算68

2.5.2 多项式运算69

第3章 符号运算功能73

3.1 符号表达式的生成73

3.2 符号和数值之间的转换74

3.3 符号函数的运算76

3.3.1 复合函数运算76

3.3.2 反函数的运算77

3.4.3 将数值矩阵转化为符号矩阵78

3.4.2 用创建子阵的方法创建符号矩阵78

3.4.1 使用sym函数直接创建符号矩阵78

3.4 符号矩阵的创立78

3.4.4 符号矩阵的索引和修改79

3.5 符号矩阵的运算79

3.5.1 基本运算79

3.5.2 矩阵分解81

3.5.3 矩阵的空间运算82

3.5.4 符号矩阵的简化83

3.6 符号微积分85

3.6.1 符号极限85

3.6.2 符号积分86

3.6.3 符号微分和差分87

3.7 符号代数方程求解89

3.7.1 线性方程组的符号解法89

3.7.2 非线性方程的符号解法90

3.8 符号微分方程求解90

3.8.1 常微分方程的符号解90

3.9 符号函数的二维图91

3.9.1 符号函数的简易绘图函数ezplot91

3.9.2 绘制函数图函数fplot92

3.10 图示化函数计算器93

3.10.2 命令按钮的操作94

3.10.1 输入框的控制操作94

3.11 Maple接口95

3.11.1 maple命令95

3.11.2 mfun命令97

第4章 图形处理功能98

4.1 二维图形98

4.1.1 基本绘图命令98

4.1.2 特殊的二维图形函数102

4.2 三维图形106

4.2.1 基本绘图命令107

4.2.2 特殊的三维图形函数111

4.3 四维表现图114

4.4.1 图形的控制115

4.4 图形处理的基本技术115

4.4.2 图形的标注117

4.4.3 图形的保持与子图123

4.5 图形处理的高级技术125

4.5.1 颜色映像125

4.5.2 视角与光照130

4.5.3 图像处理134

4.6 图形窗口137

4.6.1 图形窗口的菜单操作137

4.5.4 图形的输出137

4.6.2 图形窗口的工具栏142

4.7 句柄图形143

4.7.1 句柄图形的层次结构143

4.7.2 句柄的访问144

4.7.3 句柄的操作145

4.8 图形用户界面操作GUI149

4.8.1 GUI设计工具简介149

4.8.2 GUI向导设计155

4.8.3 GUI程序设计158

4.9 动画166

5.1.1 M文件的特点与形式169

第5章 程序设计169

5.1 M文件介绍169

5.1.2 命令式文件170

5.1.3 函数式文件171

5.2 控制语句172

5.2.1 循环语句172

5.2.2 选择语句175

5.2.3 分支语句switch-case-otherwise176

5.2.4 人机交互语句177

5.3 函数变量及变量作用域179

5.5 程序设计的辅助函数182

5.4 子函数与局部函数182

5.6 程序设计的优化186

5.7 程序调试187

5.7.1 M文件错误的种类187

5.7.2 错误的识别188

5.7.3 调试过程188

5.8 M文件的调用记录190

5.8.1 profile函数190

5.8.2 调用记录结果的显示191

5.9.1 函数句柄的创建和显示193

5.9 函数句柄193

5.9.2 函数句柄的调用和操作194

第6章 应用程序接口196

6.1 应用程序接口介绍196

6.1.1 MEX文件196

6.1.2 MATLAB计算引擎197

6.1.3 MAT文件198

6.2 MEX文件的编辑与使用198

6.2.1 C语言MEX文件198

6.2.2 FORTRAN语言MEX文件201

6.3.1 C语言MATLAB计算引擎203

6.3 MATLAB计算引擎203

6.3.2 FORTRAN语言MATLAB计算引擎205

6.4 MAT文件的编辑与使用206

6.4.1 MATLAB中的数据处理207

6.4.2 C语言MAT文件207

6.4.3 FORTRAN语言MAT文件210

6.5 创建独立应用程序212

6.5.1 转化为C/C++语言程序212

6.5.2 创建独立的可执行程序217

7.1.1 Lagrange插值219

7.1 插值与拟合219

第7章 MATLAB在计算方法中的应用219

7.1.2 Runge现象的产生和分段线性插值220

7.1.3 Hermite插值223

7.1.4 三次样条插值225

7.1.5 最小二乘法拟合227

7.1.6 快速Fourier变换简介229

7.2 积分与微分231

7.2.1 Newton-Cotes系列数值求积公式231

7.2.2 Gauss求积公式238

7.2.3 Romberg求积公式240

7.2.4 Mote-Carlo方法简介242

7.2.5 符号积分243

7.2.6 微分和差分244

7.3 求解线性方程组245

7.3.1 直接解法246

7.3.2 迭代解法的几种形式248

7.3.3 线性方程组的符号解法252

7.3.4 稀疏矩阵技术253

7.4 求解非线性方程组257

7.4.1 非线性方程的解法257

7.4.2 方程组解法262

7.4.3 非线性方程（组）的符号解法264

7.5 特征值问题265

7.5.1 特征值函数265

7.5.2 广义特征值分解266

7.5.3 其他分解267

7.6 常微分方程的解法268

7.6.1 欧拉方法268

7.6.2 Runge-Kutta方法271

7.6.3 刚性问题的解274

7.6.4 常微分方程的符号解275

第8章 MATLAB在复变函数中的应用277

8.1 复数和复矩阵的生成277

8.1.1 复数的生成277

8.1.2 创建复矩阵277

8.2 复数的运算278

8.2.1 复数的实部和虚部278

8.2.2 共轭复数278

8.2.3 复数的模和辐角278

8.2.6 复数的幂运算279

8.2.7 复数的指数和对数运算279

8.2.5 复数的平方根279

8.2.4 复数的乘除法279

8.2.8 复数的三角函数运算280

8.2.9 复数方程求根280

8.3 留数280

8.4 Taylor级数展开282

8.5 Laplace变换及其逆变换283

8.6 Fourier变换及其逆变换284

第9章 MATLAB在概率统计中的应用286

9.1 统计量的数字特征286

9.1.1 简单数学期望和几种均值286

9.1.2 数据比较287

9.1.3 累积和累和288

9.1.4 方差和标准差288

9.1.5 偏斜度和峰度289

9.1.6 协方差和相关系数290

9.1.7 协方差矩阵291

9.2 常用的统计分布量292

9.2.1 期望和方差292

9.2.2 概率密度函数293

9.2.3 概率值函数（概率累积函数）295

9.2.4 分值点函数（逆概率累积函数）297

9.3 参数估计298

9.2.5 随机数生成函数298

9.3.1 正态分布参数估计299

9.3.2 指数最大似然参数估计301

9.4 区间估计301

9.4.1 Gauss-Newton法的非线性最小二乘数据拟合301

9.4.2 非线性拟合和预测的交互图形工具301

9.4.3 非线性最小二乘预测的置信区间301

9.5.1 单个总体N（μ,σ2）均值μ的检验302

9.5 假设检验302

9.4.5 非负最小二乘302

9.4.4 非线性模型的参数置信区间302

9.5.2 两个正态总体均值差的检验（t检验）304

9.5.3 秩和检验305

9.5.4 中值检验306

9.6 方差分析和回归诊断306

9.6.1 方差分析306

9.6.2 回归分析309

9.7.3 正态分布图310

9.7.2 角度扇形图310

9.7.4 参考线310

9.7.1 直方图310

9.7 统计图310

9.7.5 显示数据采样的盒图311

9.7.6 对离散图形加最小二乘法直线311

9.7.7 QQ图311

第10章 MATLAB在最优化问题中的应用313

10.1 线性优化313

10.2 二次优化316

10.3 非线性无约束优化问题318

10.3.1 fmin318

10.3.2 fmins318

10.3.3 fminu319

10.3.4 foptions函数321

10.4 最小二乘优化问题322

10.4.1 leastsq322

10.4.2 curvefit322

10.5 强约束问题323

10.5.1 函数介绍323

10.5.2 应用举例324

10.6 目标－达到问题的优化327

10.6.1 函数介绍327

10.6.2 应用举例327

10.7.1 fzero329

10.7 非线性方程的优化解329

10.7.2 fsolve330

第11章 MATLAB在偏微分方程解法中的应用332

11.1 解简单泊松方程332

11.2 解Helmholtz方程并研究反射波333

11.2.1 Helmholtz方程的求解333

11.2.2 反射波的可视化研究334

11.3 最小表面问题求解335

11.4 使用子区域分解法解FEM问题336

11.5 求解热传导方程338

11.6 求解波形传递问题340

11.7 点力和适应解342

11.8 使用矩形栅格解泊松方程343

第12章 MATLAB在建模仿真中的应用346

12.1 Simulink快速入门346

12.1.1 Simulink与建模仿真346

12.1.2 创建一个简单模型348

12.1.3 Simulink是如何工作的350

12.1.4 创建一个复杂模型352

12.2 运行仿真357

12.2.1 使用窗口运行仿真357

12.2.2 仿真参数的设置359

12.2.3 使用MATLAB命令运行仿真365

12.3 模型的调试367

12.3.1 Simulink调试器367

12.3.2 命令行调试369

12.3.3 在调试状态下运行仿真369

12.3.4 设置断点370

12.4 子系统及其封装技术370

12.4.1 Simulink子系统370

12.4.2 压缩子系统371

12.4.3 子系统模块371

12.4.4 封装技术概述373

12.4.5 子系统到封装模块的转化374

12.4.6 查看封装和解封装379

12.5 回调379

12.5.1 回调函数的介绍380

12.5.2 基于回调的图形用户界面380

12.6 S函数383

12.6.1 什么是S函数383

12.6.2 S函数模块383

12.6.3 S函数是如何工作的384

12.6.4 S函数中的几个概念385

12.6.5 S函数动画387

12.7 高级应用392

12.7.1 算法选择392

12.7.2 解法参数设置393

12.7.3 代数环395

12.7.4 改善仿真性能及精度400

附录A MATLAB6.x的设置402

A.1 通用属性设置（General）402

A.2 命令窗口属性设置（CommandWindow）403

A.3 编辑调试属性设置（Editor/Debugger）405

A.4 帮助属性设置408

A.5 当前路径属性设置409

A.6 工作空间属性设置410

A.7 数组编辑器属性设置410

A.8 GUIDE属性设置页面411

A.9 图形复制属性设置411

附录B 主要函数命令注释413

B.1 一般函数命令（GENERAL）413

B.2 操作符与操作（OPERATER）414

B.3 参数选择（PREFERANCE）415

B.4 数据类型和结构（DATETYPE）416

B.5 数据分析和Fourier变换（DATAFUN）417

B.6 基本矩阵和矩阵操作（ELMAT）418

B.7 基本数学函数（ELFUN）419

B.8 矩阵函数（MATFUN）420

B.9 稀疏矩阵（SPMAT）421

B.10 专用数学函数（SPECFUN）422

B.11 时间函数（TIME）423

B.12 二维图（PLOTXY）423

B.13 图形句柄（GENGRAPH）424

B.14 特殊图形（SPECGRAPH）424

B.15 三维图（3DGRAPH）426

B.16 插值和多项式（INTERPOLY）427

B.17 语言程序设计（LANGUAGE）428

B.18 文件输入输出函数（IOFUN）428

B.19 字符串函数（STRFUN）429

B.20 符号工具箱（SYMBOLIC）430

B.21 动态数据交换（DDE）432

B.22 统计学（STASTICS）432

B.23 最优化工具箱（OPT）436

B.24 功能函数和常微分方程解法（ODE）437

附录C imulink主要库和库函数介绍439

参考文献442