MATLAB2016数学计算与工程分析从入门到精通

本书主要讲解了利用MATLAB2016进行数学计算和工程分析的各种方法和技巧，主要内容包括MATLAB的入门和基础知识、数据可视化与绘图、试验数据分析与处理、矩阵分析、数学分析、微分方程、优化设计、MATLAB联合编程。本书内容覆盖面广，涵盖数学计算与工程分析等各个方面；实例丰富而典型，全书通过近400个实例指导读者有的放矢地进行学习。本书内容由浅入深，既有MATLAB基本函数的介绍，也有用MATLAB编写的专门计算程序，所以既可作为初学者的入门用书，也可作为工程技术人员、硕士生、博士生的工具用书。

前言
第1章 MATLAB入门
1.1 MATLAB概述
1.1.1 什么是MATLAB
1.1.2 MATLAB的发展历程
1.1.3 MATLAB语言的特点
1.1.4 MATLAB系统
1.1.5 MATLAB R2016的新特性
1.2 MATLAB 2016的工作环境
1.2.1 启动MATLAB
1.2.2 命令窗口
1.2.3 历史窗口
1.2.4 当前目录窗口
1.2.5 工作空间管理窗口
1.3 MATLAB的帮助系统
1.3.1 联机帮助系统
1.3.2 命令窗口查询帮助系统
1.3.3 联机演示系统
1.3.4 常用命令和技巧
1.4 MATLAB的搜索路径与扩展
1.4.1 MATLAB的搜索路径
1.4.2 MATLAB搜索路径扩展
第2章 MATLAB基础知识
2.1 数据类型
2.1.1 变量与常量
2.1.2 数值
2.1.3 字符串
2.1.4 向量
2.1.5 矩阵
2.1.6 单元型变量
2.1.7 结构型变量
2.2 运算符
2.2.1 算术运算符
2.2.2 关系运算符
2.2.3 逻辑运算符
2.3 数值运算
2.3.1 矩阵运算
2.3.2 向量运算
2.3.3 多项式运算
2.4 符号运算
2.4.1 符号表达式的生成
2.4.2 符号表达式的运算
2.4.3 符号与数值间的转换
2.4.4 符号矩阵
2.5 M文件
2.5.1 命令文件
2.5.2 函数文件
2.6 MATLAB程序设计
2.6.1 程序结构
2.6.2 程序的流程控制
2.6.3 交互式输入
2.6.4 程序调试
2.7 函数句柄
2.7.1 函数句柄的创建与显示
2.7.2 函数句柄的调用与操作
2.8 图形用户界面
2.8.1 GUI设计向导
2.8.2 GUI设计工具
2.8.3 GUI控件
第3章 数据可视化与绘图
3.1 图形窗口
3.1.1 图形窗口的创建
3.1.2 工具条的使用
3.2 数据可视化
3.2.1 离散情况
3.2.2 连续情况
3.3 二维绘图
3.3.1 plot绘图命令
3.3.2 fplot绘图命令
3.3.3 ezplot绘图命令
3.3.4 其他坐标系下的绘图命令
3.4 二维图形修饰处理
3.4.1 坐标轴控制
3.4.2 图形注释
3.4.3 图形放大与缩小
3.4.4 颜色控制
3.5 三维绘图
3.5.1 三维曲线绘图命令
3.5.2 三维网格命令
3.5.3 三维曲面命令
3.5.4 柱面与球面
3.5.5 三维图形等值线
3.6 三维图形修饰处理
3.6.1 视角处理
3.6.2 颜色处理
3.6.3 光照处理
3.7 特殊图形
3.7.1 统计图形
3.7.2 离散数据图形
3.7.3 向量图形
3.8 图像处理及动画演示
3.8.1 图像的读写
3.8.2 图像的显示及信息查询
3.8.3 动画演示
第4章 试验数据分析与处理
4.1 曲线拟合
4.1.1 最小二乘法曲线拟合
4.1.2 直线的最小二乘拟合
4.2 数值插值
4.2.1 拉格朗日(Lagrange)插值
4.2.2 埃尔米特(Hermite)插值
4.2.3 分段线性插值
4.2.4 三次样条插值
4.2.5 多维插值
4.3 回归分析
4.3.1 一元线性回归
4.3.2 多元线性回归
4.3.3 部分最小二乘回归
4.4 方差分析
4.4.1 单因素方差分析
4.4.2 双因素方差分析
4.5 正交试验分析
4.5.1 正交试验的极差分析
4.5.2 正交试验的方差分析
4.6 判别分析
4.6.1 距离判别
4.6.2 费歇判别
4.7 多元数据相关分析
4.7.1 主成分分析
4.7.2 典型相关分析
4.8 MATLAB数理统计基础
4.8.1 样本均值
4.8.2 样本方差与标准差
4.8.3 协方差和相关系数
4.8.4 数据比较
4.8.5 数据累积与累和
第5章 矩阵分析
5.1 特征值与特征向量
5.1.1 标准特征值与特征向量问题
5.1.2 广义特征值与特征向量问题
5.1.3 部分特征值问题
5.2 矩阵对角化
5.2.1 预备知识
5.2.2 具体操作
5.3 若尔当(Jordan)标准形
5.3.1 若尔当(Jordan)标准形介绍
5.3.2 jordan命令
5.4 矩阵的反射与旋转变换
5.4.1 两种变换介绍
5.4.2 豪斯霍尔德(Householder)反射变换
5.4.3 吉文斯(Givens)旋转变换
5.5 矩阵分解
5.5.1 楚列斯基(Cholesky)分解
5.5.2 LU分解
5.5.3 LDM与LDL分解
5.5.4 QR分解
5.5.5 SVD分解
5.5.6 舒尔(Schur)分解
5.5.7 海森伯格(Hessenberg)分解
5.6 线性方程组的求解
5.6.1 线性方程组基础
5.6.2 利用矩阵的逆（伪逆）与除法求解
5.6.3 利用行阶梯形求解
5.6.4 利用矩阵分解法求解
5.6.5 非负最小二乘解
5.7 综合应用举例
第6章 数学分析
6.1 极限、导数与微分
6.1.1 极限
6.1.2 导数与微分
6.2 积分
6.2.1 定积分与广义积分
6.2.2 不定积分
6.3 级数求和
6.3.1 有限项级数求和
6.3.2 无穷级数求和
6.4 泰勒(Taylor)展开
6.4.1 泰勒(Taylor)定理
6.4.2 MATLAB实现方法
6.5 傅里叶(Fourier)展开
6.6 积分变换
6.6.1 傅里叶(Fourier)积分变换
6.6.2 傅里叶(Fourier)逆变换
6.6.3 快速傅里叶(Fourier)变换
6.6.4 拉普拉斯(Laplace)变换
6.6.5 拉普拉斯(Laplace)逆变换
6.7 多元函数分析
6.7.1 多元函数的偏导
6.7.2 多元函数的梯度
6.8 多重积分
6.8.1 二重积分
6.8.2 三重积分
第7章 微分方程
7.1 常微分方程的数值解法
7.1.1 欧拉(Euler)方法
7.1.2 龙格-库塔(Runge-Kutta)方法
7.1.3 龙格-库塔(Runge-Kutta)方法解刚性问题
7.2 常微分方程的符号解法
7.3 常微分方程的仿真
7.4 时滞微分方程的数值解法
7.5 偏微分方程
7.5.1 介绍
7.5.2 区域设置及网格化
7.5.3 边界条件设置
7.5.4 解椭圆型方程
7.5.5 解抛物型方程
7.5.6 解双曲型方程
7.5.7 解特征值方程
7.5.8 解非线性椭圆型方程
第8章 优化设计
8.1 优化问题概述
8.1.1 背景
8.1.2 基本概念及分支
8.1.3 最优化问题的实现
8.2 线性规划
8.2.1 表述形式
8.2.2 MATLAB求解
8.3 无约束优化问题
8.3.1 无约束优化算法简介
8.3.2 MATLAB求解
8.4 约束优化问题
8.4.1 单变量约束优化问题
8.4.2 多元约束优化问题
8.4.3 Minimax问题
8.4.4 二次规划问题
8.5 最小二乘优化
8.5.1 线性最小二乘优化
8.5.2 非线性最小二乘优化
8.5.3 最小二乘曲线拟合
8.6 多目标规划
8.6.1 表述形式
8.6.2 MATLAB求解
8.7 非线性方程（组）的求解
8.7.1 非线性方程的求解
8.7.2 非线性方程组的求解
8.8 优化参数设置
8.8.1 设置优化参数
8.8.2 获取优化参数
第9章 MATLAB联合编程
9.1 应用程序接口介绍
9.1.1 MEX文件简介
9.1.2 mx-函数库和MEX文件的区别
9.1.3 MAT文件
9.2 MEX文件的编辑与使用
9.2.1 编写C语言MEX文件
9.2.2 编写FORTRAN语言MEX文件
9.3 MATLAB与.NET联合编程
9.3.1 MATLAB Builder for.NET主要功能
9.3.2 MATLAB Builder for.NET原理
9.3.3 MATLAB Builder for.NET应用实例
9.4 MATLAB与C/C++语言联合编程
9.4.1 独立应用程序
9.4.2 面向C/C++的
9.5 MATLAB与Excel联合编程
9.5.1 Excel Link安装与运行
9.5.2 Excel Link函数
9.5.3 Excel Link应用示例
9.5.4 Excel Link应用注意事项
9.5.5 MATLAB Builder for Excel
9.5.6 Excel Builder创建实例

MATLAB是美国MathWorks公司出品的一款优秀的数学计算软件，其强大的数值计算能力和数据可视化能力令人震撼。经过多年的发展，MATLAB已布至2016版，功能日趋完善，并成为多种学科必不可少的计算工具，掌握MATLAB已成为自动控制、应用数学、信息与计算科学等专业学科的本科生和研究生必须掌握的基本技能。    MATLAB主要具有以下五大功能：    1）数值计算功能。    2）符号计算功能。    3）图形与数据可视化功能。    4）可视化建模与仿真功能。    5）与其他环境联合编程的功能。    编者在学习和工作中，应用MATLAB解决了很多工程问题，本书就是编者对MATLAB多年使用经验和感想的总结。    本书的主要内容包括： MATLAB入门，介绍MATLAB环境的基本组成：MATLAB基础知识，主要包括数据类型、运算符、数值运算、符号运算、M文件、MATLAB程序设计、MATLAB函数句柄等；数据可视化与绘图，主要包括MATLAB中离散数据与连续数据的可视化、二维和三维绘图、特殊图形的绘制、图像处理与动画演示等；试验数据分析与处理，主要包括利用MATLAB实现拟合与插值、回归分析、方差分析、正交试验分析、判别分析、多元数据相关分析等数据处理方法；矩阵分析，包括MATLAB中矩阵的基本运算、矩阵的特征值与特征向量、矩阵对角化、标准形、矩阵反射与旋转变换、矩阵分解、利用矩阵求解线性方程等；数学分析，包括MATLAB在微积分、级数求和、积分变换、多元函数分析等方面的应用；微分方程，包括MATLAB对常微分方程的数值与符号解法，以及对偏微分方程的解法等；优化设计，包括MATLAB对线性规划、无约束优化、约束优化、最小二乘优化、多目标规划等最优化问题的解法。MATLAB联合编程，包括MATLAB与.NET环境的联合编程、与Excel环境的联合编程、与C/C++语言的联合编程等内容。    本书由三维书屋工作室策划，由军械工程学院的黄少罗教授、甘勤涛老师和胡仁喜博士主要编写。、周冰、董伟、李瑞、王敏、刘昌丽、张俊生、王玮、孟培、王艳池、阳平华、袁涛、闫聪聪、王培合、路纯红、王义发、王玉秋、杨雪静、张日晶、卢园、王渊峰、王兵学、孙立明、李兵、徐声杰、张琪、李亚莉等参加了部分章节的编写。    由于编者学识有限，加上时间仓促，如有疏漏之处请登录www.sjzswsw.com或通过邮件联系编者，电子邮箱为win760520@126.com。读者如需要本书源程序文件，请登录wangmin770520 @126.com后进入网盘下载，密码为770621。也欢迎加入三维书屋图书学习交流群（QQ：379090620）进行交流探讨。    编  者