MATLAB科學計算與可視化仿真寶典

第1部分 基礎篇
第1章 MATLAB科學計算基礎
1.1 認識MATLAB
1.2 安裝說明
1.3初學者如何開始使用MATLAB
1.4 如何獲取幫助
1.4.1 本地幫助
1.4.2 網上求助
1.5 路徑設定與轉換
1.6 偏好設置
1.7 添加工具箱
1.8 小結
第2章 理解MATLAB的數據類型
2.1 double型數據
2.2 字符串
2.2.1 字符串的定義
2.2.2 字符串操作函數
2.3 cell結構
2.3.1 圖形化表示cellI的內容
2.3.2 檢查變量是否為cell結構
2.4 結構型
2.5.8 位整型數據
2.6 不同數據類型之間的轉化
2.7 變量與常量
2.8 小結
第2章 向量與矩陣運算
3.1 向量的定義
3.2 向量運算函數
3.2.1 判斷矩陣是否為向量
3.2.2 向量的長度
3.2.2 向量的外積
3.2.4 向量的內積
3.2.5 求解線性趨勢項
3.2.6 反轉向量順序
3.3 集合的定義及相關運算
3.3.1 集合的交集
3.2.2 集合中元素的判斷
3.3.3 兩個集合的差集
2.3.4 集合異或運算
3.2.5 集合的并集
3.3.6 去除重復的元素
3.4 矩陣生成方法
3.5 特殊矩陣的生成
3.6 矩陣計算的基本函數
3.6.1 大小及索引問題
3.6.2 矩陣整形
3.6.3 對角矩陣
3.6.4 矩陣旋轉與移動
3.6.5 矩陣大小的增減
3.6.6 矩陣的本征值
3.7 高維數組
3.7.1 計算數組維數
3.7.2 刪除單獨的維數
3.7.3 移動數組維的順序
3.7.4 改變數組的維數
3.7.5 計算高維函數的離散形式
3.8 小結
第4章 表達式
4.1 算術表達式
4.2 關系表達式
4.3 邏輯運算
4.3.1 基本運算
4.3.2 腐蝕與膨脹運算
4.4 符號計算
4.4.1 變量的定義
4.4.2 賦值函數的使用
4.4.3 符號微積分
4.5 多項式運算
4.5.1 多項式的定義
4.5.2 特殊函數與特殊多項式
4.5.3 多項式的運算
4.6 卷積與相關
4.6.1 計算二維離散卷積
4.6.2 計算線相關系數
4.7 表達式的應用技巧
4.7.1 符號表達式轉化為字符串
4.7.2 對變量的調用
4.7.3 含變化參數的符號計算
4.7.4 用函數實現(xiàn)賦值
4.7.5 調用maple函數來計算
4.7.6 符號表達式的轉化
4.7.7 數值型矩陣轉化為符號矩陣
4.7.8 復合函數的應用
4.7.9 建立抽象函數
4.8 小結
第5章 程序結構與優(yōu)化
5.1 條件語句
5.2 switch語句
5.3 循環(huán)結構
5.4 遞歸結構
5.5 人機交互函數
5.6 程序加速
5.7 程序注釋
5.8 常見錯誤的調試
5.8.1 語法錯誤
5.8.2 非語法錯誤
5.9 小結
第6章 文件處理
6.1 腳本文件
6.2 函數文件
6.2.1 函數的定義
6.2.2 輸入輸出參數的控制
6.2.3 使用內聯(lián)函數
6.2.4 分段函數
6.2.5 子函數和私有函數
6.3 函數文件與腳本文件的比較
6.4 數據文件
6.4.1 常用的數據文件讀入函數
6.4.2 常用數據的寫入函數
6.5 圖片文件
6.5.1 讀入多種格式的圖片文件
6.5.2 把數據寫到一個圖片文件
6.5.3 把矩陣保存為圖片文件
6.5.4 打印當前圖形文件
6.6 視頻和音頻文件
6.7 文件批處理結構
6.7.1 改變MATLAB的當前路徑
6.7.2 復制文件
6.7.3 刪除文件
6.7.4 保存命令窗中的會話內容
6.7.5 指定路徑下的所有文件名
6.7.6 編輯一個文件
6.7.7 文件各個部分的信息
6.7.8 建立完整的文件名
6.7.9 列出內存中的函數名
6.7.1 建立新的文件夾
6.7.1 1記錄當前路徑信息
6.7.1 2刪除一個路徑
6.7.1 3顯示M文件的全部內容
6.7.1 4列出當前路徑下的內容
6.7.1 5基本結構
6.7.1 6無規(guī)則文件名的處理
6.8 小結
第2部分 科學計算
第7章 線性方程組
7.1 基礎MATLAB函數
7.1.1 矩陣的cholesky分解
7.1.2 矩陣的不完全Cholesky分解
7.1.3 提取矩陣的對角元素
7.1.4 求本征值和本征向量
7.1.5 矩陣的基本運算
7.1.6 矩陣的LU分解
7.1.7 矩陣的不完全LU分解
7.1.8 矩陣范數的計算
7.1.9 計算偽逆矩陣
7.1.10矩陣的QR分解
7.1.11計算矩陣的秩與跡
7.2 矩陣求逆法
7.3 消元法
7.4 矩陣分解算法
7.5 迭代法
7.6 共軛梯度法解方程組
7.7 小結
第8章 超越方程的求解
8.1 函數解法
8.2 數值方法
8.3 小結
第9章 數據擬合與插值
9.1 擬合基礎
9.2 最小二乘擬合
9.3 多項式擬合
9.4 非線性擬合
9.5 Lagrange插值
9.6 Hermite插值
9.7 樣條插值
9.8 二維插值
9.9 小結
第10章 最值問題的求解
10.1 極值計算
10.2 最值
10.3 利用極值畫包絡線
10.4 小結
第11章 隨機數的應用
11.1 隨機數的產生
11.2 隨機數的使用
11.3 統(tǒng)計量的計算
11.4 回歸分析
11.5 小結
第12章 微分方程組的計算
12.1 極限
12.2 全導數
12.3 dsolve函數
12.4 ode系列函數
12.5 打靶法
12.6 時滯微分方程
12.7 偏微分方程
12.8 利用微分算積分
12.9 小結
第13章 積分運算
13.1 級數求和
13.2 離散積分的計算
13.3 奇異積分計算
13.4 小結
第14章 數學變換運算
14.1 分數傅里葉變換
14.2 菲涅爾變換
14.3 Harrier變換
14.4 離散正/余弦變換
14.5 分數隨機變換
14.6 漢克爾(Hankel)變換
14.7 小波變換
14.8 小結
第15章 特殊函數
15.1 Bessel函數
15.2 Hermite函數
15.3 階乘函數與Gamma函數
15.4 Beta函數
15.5 其他特殊數學函數
15.6 小結
第3部分數據可視化仿真
第16章 二維數據可視化
16.1 基本命令
16.2 圖形編輯
16.3 自定義特殊圖形樣式
16.4 基本圖形的繪制
16.5 多圖布局
16.6 圖像處理函數
16.7 動畫的繪制
16.8 圖形的保存
16.9 小結
第17章 三維數據可視化
17.1 基本函數
17.2 彩色圖及顏色條
17.3 視角與光照
17.4 圖形的注釋
17.5 小結
第18章 用戶圖形界面設計
18.1 菜單設計
18.2 自定義工具條
18.3 控件設計
18.4 對話框
18.5 實例
18.6 小結
第4部分科學問題編程
19章 MATLAB建模基礎
19.1 抽象模型
19.2 離散采樣方法
19.3 算法結構設計
19.4 實例仿真
19.5 驗證方法
19.6 算法優(yōu)化
19.7 小結
第20章 混沌現(xiàn)象
20.1 離散混沌
20.2 微分方程中的分岔和混沌行為
20.3 混沌吸引子
20.4 Lyapunov指數
20.5 小結
第21章 分形圖形
21.1 基本分形圖
21.2 迭代函數系統(tǒng)
21.3 遞歸算法
21.4 分維的計算
21.5 小結
第22章 元胞自動機
22.1 奇偶規(guī)則
22.2 砂堆規(guī)則
22.3 細菌生長模型
22.4 氣體擴散
22.5 螞蟻規(guī)則
22.6 六邊形格子的粒子運動
22.7 小結
第23章 晶體生長模擬
23.1 隨機布朗運動
23.2 擴散限制凝聚(DLA)
23.3 隨機吸附
23.4 隨機向心吸附
23.5 小結
第24章 光學現(xiàn)象模擬
24.1 網格上的魚眼
24.2 計算全息編碼及再現(xiàn)程序
24.3 光的等厚干涉
24.4 楊氏雙縫干涉
24.5 牛頓環(huán)
24.6 小結
第25章 機械運動模擬
25.1 凸輪機構繞中軸線旋轉
25.2 阻尼運動
25.3 連桿機構的運動模擬
25.4 凸輪的轉動
25.5 小結
第26章 經濟和金融問題的求解
26.1 金融工具箱介紹
26.2 時間序列預測模型
26.3 經濟學模型
26.4 規(guī)劃問題求解
26.5 小結
第27章 常用算法及MATLAB實現(xiàn)
27.1 遺傳算法
27.2 模擬退火算法
27.3 分步傅里葉算法
27.4 蟻群算法
27.5 分水嶺算法
27.6 粒子群優(yōu)化算法
27.7 BP算法
27.8 最短路徑Dijkstra和floyd算法
27.9 3個圓的外切圓算法
27.10小結
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參考文獻