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matlab实例讲解及基础知识必备

变量是任何程序设计语言的基本元素之一。 Matlab 并不要求对所使用的变量进行事先声明, 也不需要指定变量类型,Matlab会自动根据所赋予变 量的值或对变量所进行的操作来确定变量的类型。 在赋值过程中,如果变量已经存在,Matlab会用 新值代替旧值,并以新的变量类型代替旧的变量类 型。 赋值: 变量=表达式(或数)
生物医学信号的文本文件bio_signal.txt,在命令窗口输入:
importdata('C:\Program Files\MATLAB\R2006a\work\temp\bio_signal.t xt');
其他方法
fopen, fread, textscan, fscan, fclose
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数据存储
六、矩阵元素之间的逻辑运算
一、矩阵的构造
1、向量的构造
向量是1×N( N×1 )的特殊矩阵,称为N维向量。
是一种特殊的矩阵 (1)逐个输入法:x=[ ] 行向量:数据元素之间均用空格(或逗号)隔开; 例:x1=[2 3 sqrt(3) 5] 列向量:数据元素之间均用分号隔开 例:x2=[2;3;sqrt(3);5] 注:行向量和列向量之间的转换“ ’ ”
sin(x) cos(x) tan(x) abs(x) min(x) sqrt(x) log(x) sign(x)
asin(x) acos(x) atan(x) max(x) sum(x) exp(x) log10 ( x) fix(x)
max, min, sum, length, … 2、向量函数:
2.逗号和分号
在赋值语句中,逗号(空格)用在同一行中各元素之间,分
号用在行与行之间。多条语句放在一行,用逗号分开表示要求显
示结果,由分号分开表示不要求显示结果。
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3.续行标志(…)
当一条语句或矩阵太长,一行不能显示时,可用续行标志 … , 另起一行继续完成该条语句的书写。
4.中断键
在命令的执行过程中,可以随时按下CTRL+C键中断MATLAB的 运行。
(b)函数法:
a=linspase ( first,last ,n), 创建均匀间隔的 行向量a,n为元素总数。
>> a=linspace(-2,2,5)
a=
-2 -1 0 1 2
2、矩阵的构造
(1)逐个输入法:
例:表示矩阵
7+3i,8+2j,1i] >> B=[1+9i 2+8i 3+7j;4+6j 5+5i 6+4i;7+3i 8+2j 1i] B= 1.0000 + 9.0000i 2.0000 + 8.0000i 3.0000 + 7.0000i 4.0000 + 6.0000i 5.0000 + 5.0000i 6.0000 + 4.0000i 7.0000 + 3.0000i 8.0000 + 2.0000i 0 + 1.0000i B=[1+9i,2+8i,3+7j 4+6j,5+5i,6+4i
+ 加法
- 减法 * 乘法
一个数在matlab中被看成1×1矩阵
对标量而言,这二者的作用没 ^ 乘方(幂运算) 有区别;但对矩阵来说,“左 除”和“右除”将产生不同的 / 右除 结果。 \ 左除
在运算式中,MATLAB通常不需要考虑空格。 3+4 3+ 4
与复数相关的一些函数
z a bi rei
第八章 MATLAB 的数值 计算功能
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第一节 变量命名与保存
第二节 简单的数学运算
第三节 MATLAB数值计算基础
第四节 MATLAB数值分析与多项式计算
1.1 变量及其赋值
1.1.1变量
变量由变量名表示,变量的命名应遵循如下规则: 1.变量名必须以字母开头;由字母、数字和下划线混合组成;不允 许使用空格、标点符号; 2.变量名的字符长度不应超过31个(对于6.x版本); 3. MATLAB严格区分大小写字母,因此,A和a是不同的变量。
注释符: “%”,其后面的内容为注释,对 Matlab 的计 算不产生任何影响 :冒号 :在数组中应用较多。 () :指定运算优先级。
[ ] :用于构成单元数组
三、常用操作命令和键盘技巧
ctrl+P:调用上一行 ctrl+n:调用下一行 ctrl+b:光标左移一个字符 ctrl+f:光标右移一个字符 ctrl+ :光标左移一个单词 ctrl+ :光标右移一个单词 ctrl+a:home 光标置于当前行开头 ctrl+e:end 光标置于当前行结尾 ctrl+u:Esc 清除当前输入行 BackSpace退格键:删除光标前字符 ctrl+k:删除到行尾 ctrl+c:中断正在执行的命令
magic(n) 魔方矩阵,其特点是元素由1到n2的自然数组成,每行、每列及 两对角线上的元素之和均等于(n3+n)/2
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3、从外部数据文件调入矩阵:
load
从磁盘读入.mat文件,或读入排列成矩阵的.txt文件 例如:目录C:\Program Files\MATLAB\R2007b\work\matlab_training 下有生物医学信号的文本文件bio_signal.txt,在命令窗口输入:
save
save filename 把全部内存变量保存为filename.mat文 件。 save filename a b c 把a、b、c三个变量保存在文件 名为 filename.mat的文件中。 save filename a b c –append 把a、b、c三个变量添加 到文件名为myfile.mat的文件中。
real z imag z abs z angle z conj z 给出复数z的实部a r cos 给出复数z的虚部b r sin 给出复数z的模r a 2 b 2 b 给出复数z的相角 arctg a 给出复数z的共轭复数z
上机练习
作用于矩阵的每一列向量(或行向量)
zeros, ones, eye,
rand, diag, triu, tril, …
构造矩阵
3、矩阵函数
矩阵计算
size, det, rank, inv, eig,
trace, norm, …
第二节
一、矩阵的构造 二、对矩阵的操作
MATLAB数值计算基础
三、矩阵的四则运算 四、矩阵的特征参数运算和分解运算 五、矩阵元素之间的关系运算
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示例
clear; %删除工作空间内的所有变量 N=1000; x=rand(1,N); %产生一个随机向量 y=5; % save rand_data x y; % 把x y存入文件rand_data.mat中 save rand_data_txt.txt x -ascii clear %删除工作空间内的所有变量
Sin是变量名,而sin是正弦函数名
4.关键字(如 if,while 等)不能作为变量名。
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永久变量
• eps — 容差变量,定义为1.0到最近浮点数的距离,在 pc机上= 2-52
• pi — 圆周率的近似值3.1415926
• inf或Inf — 表示正无穷大,定义为1/0
• NaN — 非数,它产生于0× ,0/0,/ 等运算
五、函数
1、标量函数:
三角、指数、对数、取整(fix)等基本函数 作用于标量或矩阵(数组)的每一元素 要想得到基本初等函数的列表,命令窗口输入: help elfun elementary function
常用标量函数
函 数 名 称 函 数 名 称 正弦函数 余弦函数 正切函数 绝对值 最小值 开平方 自然对数 符号函数 反正弦函数 反余弦函数 反正切函数 最大值 元素的总和 以 e 为底的指数 以 10 为底的对数 取整
1 2 3 4 5 6 7 8 9
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2、由函数创建矩阵:
几种特殊矩阵的产生
zeros(m,n) 元素全为零的mn阶矩阵
ones(m,n) 元素全为 1 的mn矩阵 rand(m,n) 元素为在[0,1]上均匀分布的mn随机矩阵 randn(m,n) 元素为正态分布的mn随机矩阵 eye(n) 单位矩阵, nn阶的方阵
(2)等差元素向量的生成
(a)冒号生成法:x=first:increment:last,表示包含由首元素 开始,步长为increment,到末元素结束的组成的行向量。
例: >> v1=0:pi/4:pi
v1 = 0 0.7854 1.5708 2.3562 3.1416 >> v2=0:-0.1:pi %步距为负,不能生成向量,得出空矩阵 v2 = Empty matrix: 1-by-0 >> v3=0:pi v3 = 0 1 2 3 >> v4=pi:-1:0 %逆序排列构成新向量 v4 = 3.1416 2.1416 1.1416 0.1416
MATLAB变量的命名规则:
(1)变量名必须以字母打头,之后可以是任意字母、 数字或下划线,变量名中不允许使用标点符号和空格。 (2)变量名区分大小写; (3)变量名长度不超过31位;64 (4)不能含中文(包括文件名) ; 例: 6x、y’r、o p为非法变量。 ui_y、y9oi都是合法变量。
• i,j — 虚数单位
• ans — 对于未赋值运算结果,自动赋给ans 如果用户给永久变量赋值,原始默认值丢失,直至清除变量 或重启Matlab
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1.1.2、 MATLAB 的语句
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