matlab编程基础及应用

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❷ MATLAB是什么干什么用的需要什么基础

Matlab是一个具有强大计算能力和仿真能力的数学软件。

❸ matlab如何编程

• 首先，在我们的桌面上找到matlab软件的图标，将鼠标移到该位置双击点开，这时电脑屏幕会弹出matlab软件的主界面。

  

  这只是我的一点个人经验，还是希望能够帮助大家的。

❹ MATLAB编程及应用-第5章 多项式与数据分析

本章将介绍如何使用MATLAB来解决一些基本的数学运算问题，主要包括多项式的相关计算，数据插值，曲线拟合以及数据统计处理等相关的内容。本章的主要内容如下：

在MATLAB中，多项式是以行向量的形式存放的，并且约定多项式以降幂的形式出现，如果多项式中缺少某幂次项，则该幂次项的系数为0。例如，多项式 可以表示为：p1=[1 21 20 0]，其中常数项为0。

本节将全面介绍与多项式有关的各种计算，包括多项式的四则运算、导函数运算、求值、求根以及分部展开。

多项式的加减运算并无特别，可以使用向量的加减运算实现。多项式的乘除运算比较复杂，为此MATLAB提供了专门的运算函数 conv 和 deconv 。
函数 conv 用于求多项式P1和P2的乘积，它的调用格式如下：

其中，P1、P2是两个多项式系数向量。
函数 deconv 用于对多项式P1和P2作除法运算，它的调用格式如下：

其中，Q返回多项式P1除以P2的商式，r返回P1除以P2的余式。返回的Q和r仍是多项式系数向量。

可以将除法运算deconv看作是乘法运算conv的逆运算，即有P1=conv(P2,Q)+r。

下面通过示例介绍多项式的表示和多项式的四则运算。

使用函数poly2str显示多项式p1和p2相乘后生成的新多项式，如下所示：
>> poly2str(y,'x') %以比较习惯的方式显示多项式
ans =
2 x^6 + 15 x^5 - 5 x^4 + 24 x^3 - 20 x^2 + 10 x - 30

MATLAB提供了polyder函数，用于求多项式的导函数。该函数的格式如下：

其中，参数P和Q是多项式的系数向量，返回结果p和q也是多项式的系数向量。

MATLAB提供了两种求多项式值的函数：polyval与polyvalm，它们的输入参数均为多项式系数向量P和自变量x，但是两者是有很大区别的，前者是按数组运算规则对多项式求值，而后者是按矩阵运算规则对多项式求值。具体的调用格式如下所示。

>> p3=[2 6 8 0 5 9 4] %生成多项式系数
>> A=rand(3) %生成随机矩阵
①使用函数polyval按数组运算规则求A中的每个元素对于多项式p3的值。在命令窗口中输入如下内容：
>> Y=polyval(p3,A)
运算结果如下：
Y =
7.2917 15.2885 5.4763
5.8986 7.2672 15.8387
5.9409 11.3612 8.3376
②使用函数polyvalm按矩阵运算规则求以方阵A为自变量的多项式p3的值。在命令窗口中输入如下内容：
>> Y1=polyvalm(p3,A)
运算结果如下：
Y1 =
13.6694 21.1448 16.7431
8.7641 22.5846 21.5403
8.4161 19.5396 22.2629
③如果函数polyval和polyvalm的第二个参数为数值，仍然可以按照数组和矩阵的运算规则计算求多项式在该参数下的结果。在命令窗口中输入如下内容：
>> A=3
分别使用函数polyval和polyvalm计算多项式的值，具体操作及返回结如下：
>> Y=polyval(p3,A)
Y =
3640
>> Y1=polyvalm(p3,A)
Y1 =
3640
④如果函数ployval和ployvalm的第二个参数为一向量，前者按照数组运算规则仍然可以计算求多项式在该参数下的结果，但是后者按矩阵运算规则计算则会提示错误信息。在命令窗口中输入如下内容：
>> p4=[4 8 0 0 0 3 6]
分别使用函数polyval和polyvalm计算多项式的值，具体操作及返回结果如下：
>> Y=polyval(p3,p4) %第二个参数为向量
Y =
16504 754060 4 4 4 3640 150574
>> Y1=polyvalm(p3,p4) %第二个参数必须为方阵或数值
??? Error using ==> polyvalm
Matrix must be square.

n次多项式具有n个根，这些根可能是实根，也可能含有若干对共轭复根。MATLAB提供了roots函数用于求多项式的全部根，该函数的调用格式为：

其中，P为多项式的系数向量，返回向量x为多项式的根，即x(1),x(2),…,x(n)分别代表多项式的n个根。

另外，如果已知多项式的全部根，MATLAB还提供了函数poly用来建立该多项式，该函数的调用格式为：

其中，x为多项式的根，返回向量P为多项式的系数向量。

对于一个方阵s，可以用函数poly来计算矩阵的特征多项式的系数。特征多项式的根即为特征值，可以用roots函数来计算。

MATLAB提供函数 resie 可以实现将分式表达式进行多项式的部分分式展开。
对于 ,函数的调用格式如下：

其中，b和a分别是分子和分母多项式系数行向量；返回值r是[r1 r2 …rn]留数行向量，p为[p1 p2 …pn]极点行向量，k为直项行向量。下面通过示例来讲述该函数的使用。

多项式的微分MATLAB提供了函数 polyder 来实现，前面介绍多项式的导函数时已经介绍了该函数的具体使用。但是对于多项式的积分运算MATLAB没有提供专门的函数，但可以用 [p./length(p):-1:1,k] 的方法来完成积分，其中k为常数。下面通过示例讲解如何进行多项式的积分运算。

插值运算是根据数据点的规律，首先找到一个多项式连接这些已知的数据点，然后根据该多项式计算出要得到的与已知数据点相邻的点对应的数值。数据的插值运算在信号和图象处理等领域使用比较广泛。MATLAB提供了专用的函数来处理数据的插值问题，下面将详细的介绍使用这些插值函数的方法。

一维插值是指对一个自变量的插值，实现一维数据插值的函数是interp1，该函数的调用格式为：

interp1函数的功能是根据X，Y的值，计算出在X1处的值，并返回给Y1。其中，X和Y是两个等长的已知向量，分别描述采样点和样本值；X1是一个向量或标量，描述欲插值的点，返回值Y1是与X1等长的插值结果；method是插值函数的类型，允许的取值有“linear”（线性插值）、“nearest”（用最接近的相邻点插值）、“cubic”（三次插值）和“spline”（三次样条插值），linear为默认值。

除此之外，MATLAB还提供了一个专门的用于3次样条插值的函数spline，功能与函数 Y1=interp1(X,Y,X1,‘spline’) 完全相同，使用方法也类似。该函数的调用格式如下：

除前面介绍的一维数据的插值，MATLAB还提供用于解决二维插值问题的函数 interp2 ，该函数的调用格式为：

其中，X和Y是两个向量，分别描述两个参数的采样点，Z是与参数采样点对应的函数值，X1，Y1是两个向量或标量，描述欲插值的点。返回值Z1是根据相应的插值方法得到的插值结果。method的取值与一维插值函数相同。X，Y，Z也可以是矩阵形式。

多项式曲线拟合是用一个多项式来逼近一组给定的数据，拟合的准则是最小二乘法，即找出使 的 .
在MATLAB中，用 polyfit 函数来求得最小二乘拟合多项式的系数，计算得到多项式后可以用 polyval 函数计算所给出点的近似值。polyfit函数的调用格式为：

polyfit 函数根据采样点X和采样点函数值Y，返回一个m次多项式P及供polyval使用的结构数组S，S有三个域：S.R给出QR分解后满足Q·R=V的矩阵R，S.df给出相应χ2量的自由度，S.normr给出拟合残数的2—范数。其中X,Y是两个等长的向量，P是一个长度为m+1的向量，P的元素为多项式系数。

>> Y=polyval(P,x) %根据多项式系数向量计算对应点x处的拟合函数值
即可计算得到拟合多项式在给定点的函数值。

本节介绍数据统计处理方法，包括最大（小）值运算、求和（积）运算、平均值（中值）运算、累加（乘）运算、标准方差、相关系数以及排序运算。

MATLAB提供的求数据序列的最大值和最小值的函数分别为max和min，两个函数的调用格式和操作过程类似，可以分别用来求向量或矩阵的最大值和最小值。

（1）求向量的最大值和最小值

求向量的最大值和最小值的函数调用格式见表5.1。

表5.1 求向量最大值、最小值函数

（2）求矩阵的最大值和最小值
求矩阵的最大值和最小值的函数调用格式见表5.2。

表5.2 求矩阵的最大值、最小值函数

（3）两个向量或矩阵对应元素的比较

函数max和min还能对两个同型的向量或矩阵进行比较，函数调用格式见表5.3。

表5.3 最大值、最小值函数

MATLAB提供的数据序列求和与求积的函数分别是sum和prod，这两个函数的使用方法类似，分别可以用来对向量和矩阵求和与求积。函数调用格式及功能见表5.4。
表5.4 求和与求积函数

在命令窗口中输入：
>> prod(B) %返回各列元素的积
计算得到的各列元素的积如下：
ans =
0.0648 0.0057 0.1780 0.0487
③可以采用下列的方式返回矩阵B各列元素的和与矩阵B各列元素的乘积，具体输入内容和计算返回结果如下：
>> sum(B,1) %返回各列元素的和
ans =
2.2741 2.1284 2.6735 2.2420
>> prod(B,1) %返回各列元素的积
ans =
0.0648 0.0057 0.1780 0.0487
④返回矩阵B各行所有元素的和与矩阵B各行所有元素的积，在命令窗口中输入：
>> sum(B,2) %返回各行元素的和
>> prod(B,2) %返回各行元素的积

MATLAB提供了求数据序列平均值的函数mean与数据序列中值的函数median，函数调用格式及功能见表5.5。
表5.5 求平均值与中值函数

④求矩阵A的各行的算术平均值与中值，在命令窗口中输入：
>> mean(A,2) %计算得到矩阵A各行的算术平均值
>> median(A,2) %计算得到矩阵A各行的中值

在MATLAB中，使用cumsum和cumprod函数能方便地求得向量和矩阵元素的累加和与累乘积向量，函数调用格式及功能见表5.6。
表5.6 累加和与累加积函数

在MATLAB中，提供了计算数据序列的标准方差的函数std。该函数对于向量X返回一个标准方差；对于矩阵A返回一个行向量，它的各个元素便是矩阵A各列或各行的标准方差。调用格式为：
Y=std(A,flag,dim)
其中，dim可以取1或2。当dim=1时，求各列元素的标准方差；当dim=2时，则求各行元素的标准方差。flag可以取0或1，当flag=0时，置前因子为 ；否则置前因子为 。缺省flag=0和dim=1。

MATLAB提供了corrcoef函数，可以求出数据的相关系数矩阵。调用格式为：

corrcoef函数返回从矩阵X形成的一个相关系数矩阵。此相关系数矩阵的大小与矩阵X一样。它把矩阵X的每列作为一个变量，然后求它们的相关系数。其中X，Y是向量，与corrcoef([X,Y])的作用一样。

>> corrcoef(A) % 求解矩阵A形成的一个相关系数矩阵
返回相关系数矩阵如下：
ans =
1.0000 -0.2608 0.5478 -0.7232
-0.2608 1.0000 -0.9397 0.2996
0.5478 -0.9397 1.0000 -0.3984
-0.7232 0.2996 -0.3984 1.0000
②可以求向量B形成的一个相关系数矩阵。在命令窗口中输入以下内容：
>> corrcoef(B) %求取向量B形成的一个相关系数矩阵
返回相关系数矩阵如下：
ans =
1

MATLAB提供了sort函数来实现排序功能，调用格式如下：

函数返回一个对X中的元素按升序排列的新向量，Y是排序后的矩阵，而I记录Y中的元素在A中位置。其中，dim指明对矩阵A的列还是行进行排序。若dim=1，则按列排；若dim=2，则按行排。

Y =
0.5226 0.1730 0.0118 0.1991
0.7948 0.2523 0.1365 0.2987
0.8801 0.2714 0.7373 0.6614
0.9568 0.9797 0.8757 0.8939
I =
3 1 4 2
1 4 3 3

本章重点介绍了MATLAB提供的基本的数学运算功能，主要包括多项式的相关运算、数据的插值与拟合运算、数据统计处理运算以及傅立叶变换等内容。

多项式部分通过实例重点介绍了多项式运算相关的内容，主要包括多项式的表示方法、多项式的四则运算、多项式的求导运算、多项式的求值与求根运算、多项式的展开以及多项式的积分运算等内容。掌握多项式运算内容是深入学习MATLAB其他内容的基础。

数据插值部分和拟合部分通过实例介绍了MATLAB提供的数据处理时经常使用的数据插值和拟合运算函数，其中插值部分包括一维和二维数据的插值运算。曲线拟合运算时要正确的选择所要拟合的多项式的阶，并不是拟合多项式的阶越高精度越好，一般拟合多项式的阶不超过5阶。

数据统计处理部分通过实例详细介绍一些常用的数据统计处理方法，主要包括数据的最大值与最小值运算、求和与求积运算、平均值与中值运算、累加和与累乘积运算、标准方差、相关系数以及排序等运算。

❺ 什么是MATLAB语言 程序设计应用有什么用途

MATLAB是一种计算机语言，用于算法开发、数据分析等。

MATLAB是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的程序设计环境，成为“科学计算的语言”。Simulink是一种框图环境，可用于对多域动态系统和嵌入式系统进行方针和基于模型设计。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

(5)matlab编程基础及应用扩展阅读

优点

1、最快的数学和计算平台，尤其是向量化运算/线性矩阵代数。

2、适合所有数学和交易领域的商业级软件。

3、脚本简短，但高度集成了所有包。

4、拥有图和交互式图表的最佳可视化。

5、具备良好测试和支持。

6、易于管理多线程支持和垃圾收集。

7、最好的调试器 。

❻ matlab软件是什么软件有什么用途

MATLAB是一款主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境的软件。

一、MATLAB软件的简介：

MATLAB由美国mathworks公司所发布，主要应用方面是数值计算、可视化程序设计、交互式程序设计等高科技计算环境。

它集数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等各种十分强大的功于一个易于使用、便于观察的视窗之内，可以为科学研究与工程设计等工作以及其他需要进行有效数值计算的众多科学任务提供了一种具体而又全面的解决方法。

同时，MATLAB还在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

二、MATLAB的主要功能有以下几个方面：

1、进行数值分析。

2、可以带入数值和符号并进行相关计算。

3、在工程方面，还可以利用科学的方法绘制复杂精确的图像。

4、运用于控制系统时，可以进行设计与仿真等内容。

5、在面对数字图像时，可以对图像进行处理，编辑图像的内容。

6、可以对数字信号进行处理。

7、在通讯系统中，可以完成设计与仿真等任务。

8、除了工程领域之外，还可以应用于财务与金融工程的分析与仿真等工作。

(6)matlab编程基础及应用扩展阅读：

MATLAB在使用时，显现出以下强大的优势特点：

1、利用强大的数值计算及符号计算功能，能使用户直观简便地进行繁杂的数学运算分析。

2、MATLAB具有全面、强大的图形处理功能，可以轻易实现计算结果和编程的可视化。

3、MATLAB的用户界面十分简洁，接近数学表达式的自然化语言，使学习者可以很轻松地学习并掌握。

4、MATLAB内部备有功能丰富的应用工具箱，为用户提供了大量方便实用的处理工具。

❼ matlab编程入门需要怎么做

入门需要做下面几个方面事：

1、M语言编程。这是所有Matlab操作的基础，Matlab的所有功能都是通过M语言来实现的。M语言是一种简单的脚本语言，学习M语言，要学会基本的语句，还要能够掌握基本的文件IO，GUI开发，数据导入，矩阵操作等等。

2、科学计算。科学计算是matlab最为强大的功能之一，这一部分的学习实质上是对大学数学的一个复习。你得复习微分方程的建立，积分求导的法则，线性代数的基本理论。复习完这些知识，再来进行各种计算。

3、机器学习。Matlab内置了丰富的机器学习库最新版的matlab甚至支持深度学习以及GPU运算，只需要一些简单的M语言编程就能快速搭建起来一个网络。

4、模拟仿真。能够进行模拟仿真也是Matlab的一大特色功能，在科学领域，小到原子运行，大到宇宙爆炸，没有他不能胜任的；在工程领域，电磁场模拟，机械结构评估，水利电力仿真，Matlab几乎无所不能。

注意事项:

1、我们必须下载好一个matlab版本，一般来说新版的话，它的内置命令函数简化，操作容易上手快，对基础知识的储备也不是很多。

2、这款软件需要一定的数学知识，最为重要的是懂些矩阵和线性代数的知识，为了更好的更直观地表达数据的可视化。

3、后面我们自己可以找一本有关matlab的书籍教材，网上资料很多，找一本然后按照上面的例子上手matlab。

4、最后，我们再根据具体的工程、项目的需求来验证我们的matlab知识。