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第1章 MATLAB基础1

1.1 MATLAB的发展1

1.2 MATLAB的安装、退出与卸载2

1.3 MATLAB的用户界面8

1.3.1 命令窗口8

1.3.2 命令历史窗口9

1.3.3 工作内存浏览器9

1.3.4 工具栏10

1.3.5 主菜单10

1.3.6 路径管理器11

1.3.7 目录结构12

1.3.8 MATLAB启动与退出12

1.4 MATLAB的变量与符号13

1.4.1 特殊变量13

1.4.2 运算符和特殊字符13

1.4.3 标点符号13

1.5 M文件的编辑调试环境16

1.5.1 编译器的安装和配置16

1.5.2 编译器的使用16

1.6 通用命令与常用数学函数19

1.6.1 通用命令20

1.6.2 常用数学函数20

1.6.3 快捷键21

1.7 MATLAB帮助系统22

1.7.1 帮助窗口22

1.7.2 命令窗口查询帮助23

第2章 MATLAB数值计算26

2.1 数据类型26

2.1.1 数值类型26

2.1.2 逻辑类型27

2.1.3 字符和字符串28

2.1.4 函数句柄29

2.1.5 数组32

2.1.6 结构体变量32

2.1.7 单元数组类型34

2.1.8 数据的输入输出36

2.2 数值矩阵的创建、保存和数据格式36

2.2.1 创建数值矩阵的直接输入法36

2.2.2 利用MATLAB函数和语句创建数值矩阵37

2.2.3 利用M文件创建和保存矩阵37

2.2.4 特殊矩阵的生成37

2.3 矩阵运算40

2.3.1 矩阵的构造41

2.3.2 矩阵信息的获取42

2.3.3 矩阵的重组42

2.3.4 矩阵的乘46

2.3.5 矩阵的逆47

2.3.6 矩阵分析47

2.3.7 解线性方程组53

2.3.8 矩阵的分解57

2.3.9 矩阵的特征值和特征向量64

2.3.10 非线性矩阵运算65

2.3.11 标量的矩阵乘方68

2.4 矩阵元素的数学函数69

2.4.1 三角函数69

2.4.2 指数和对数函数70

2.4.3 复数函数71

2.4.4 截断和求余函数73

2.5 稀疏型矩阵75

2.5.1 稀疏矩阵的创建75

2.5.2 稀疏矩阵图形显示77

2.5.3 矩阵中的非零元素操作78

2.5.4 稀疏矩阵转换为满矩阵80

2.5.5 稀疏矩阵的存储方式80

2.6 关系和逻辑运算81

2.6.1 关系运算81

2.6.2 逻辑运算83

2.6.3 关系与逻辑函数86

2.6.4 NaNs和空矩阵87

2.6.5 各种运算符的优先级90

2.7 向量及其运算90

2.7.1 向量的生成90

2.7.2 向量的基本运算91

2.8 数组及其运算93

2.8.1 数组的创建及其标识93

2.8.2 数组寻址、赋值和排序96

2.8.3 数组的基本运算98

2.8.4 数组的逻辑运算100

2.9 多项式103

2.9.1 多项式的表达方法103

2.9.2 多项式运算104

2.10 数据分析109

2.10.1 基本数据分析函数109

2.10.2 协方差和相关系数矩阵110

2.10.3 有限差分和梯度112

2.11 数字信号处理115

2.11.1 信号滤波和卷积115

2.11.2 傅立叶变换118

2.12 插值和样条119

2.12.1 一维插值119

2.12.2 二维插值123

2.12.3 高维函数的插值125

2.12.4 样条插值128

2.12.5 样条函数用于数值积分和微分130

2.13 微分方程组数值解132

2.13.1 常微分方程组的初值求解132

2.13.2 延迟微分方程组的数值解139

2.13.3 常微分方程组的边界问题141

2.14 概率统计144

2.14.1 统计量的数字特征144

2.14.2 常用统计分布量148

2.14.3 参数估计151

2.14.4 区间估计153

2.14.5 假设检验156

2.14.6 方差分析和回归分析160

2.14.7 统计图163

2.15 功能函数167

2.15.1 函数的表示167

2.15.2 函数画图168

2.15.3 函数最小值和零点169

2.15.4 数值积分172

2.15.5 在功能函数中使用含参函数176

2.15.6 优化和解非线性方程179

2.15.7 特殊函数181

2.15.8 数论函数184

2.15.9 坐标变换函数185

第3章 MATLAB符号计算186

3.1 MATLAB符号对象186

3.1.1 符号对象的生成和使用186

3.1.2 识别对象类别的指令188

3.1.3 用findsym（）函数确定符号表达式中的自由变量188

3.1.4 符号数值精度控制和任意精度计算189

3.1.5 符号对象与其他数据对象间的转换190

3.2 符号表达式和符号函数的操作191

3.2.1 符号计算中的基本算符和函数191

3.2.2 符号表达式的化简192

3.2.3 符号函数的求反和复合194

3.2.4 符号表达式的四则运算196

3.2.5 符号多项式的因式分解196

3.2.6 符号表达式的置换197

3.3 符号矩阵的计算197

3.3.1 符号矩阵的创建和修改197

3.3.2 符号矩阵的加、减、乘和除运算199

3.3.3 符号矩阵的逆运算199

3.3.4 符号矩阵的幂运算200

3.3.5 符号矩阵的秩200

3.3.6 符号矩阵的逆和行列式运算200

3.3.7 矩阵分解201

3.4 符号微积分203

3.4.1 符号极限203

3.4.2 符号积分204

3.4.3 符号微分和差分206

3.4.4 符号序列的求和208

3.4.5 符号卷积209

3.5 符号积分变换210

3.5.1 Fourier变换及其逆变换210

3.5.2 Laplace变换及其逆变换211

3.5.3 Z变换及其反变换212

3.6 符号代数方程求解213

3.6.1 符号线性方程组的求解213

3.6.2 符号非线性方程组的求解214

3.6.3 一般符号代数方程组的求解215

3.7 符号微分方程求解216

3.7.1 符号解法和数值解法的互补作用216

3.7.2 求微分方程长符号解的一般指令216

3.7.3 求微分方程长符号解实例217

3.8 图示化符号函数计算器217

3.8.1 单变量符号函数计算器217

3.8.2 泰勒级数逼近计算器221

3.9 利用MAPLE的深层符号计算资源223

3.9 MAPLE库函数在线帮助的检索树223

3.9.2 定义MAPLE工作空间中的变量224

3.9.3 调用MAPLE的符号计算能力224

第4章 MATLAB程序设计226

4.1 M文件编辑器226

4.1.1 M文件的功能和特点226

4.1.2 M文件编辑器的功能227

4.1.3 脚本式M文件228

4.1 函数式M文件228

4.2 变量和函数种类229

4.2.1 变量类型229

4.2.2 函数变量及其作用域230

4.2.3 函数的分类234

4.3 运算符和特殊符号238

4.3.1 数学运算238

4.3.2 关系运算238

4.3.3 逻辑运算239

4.3.4 位运算239

4.3.5 集合运算239

4.3.6 运算优先级241

4.4 程序结构242

4.4.1 表达式和语句242

4.4.2 条件语句242

4.4.3 循环语句245

4.4.4 转移语句248

4.4.5 暂停语句251

4.5 函数的设计和实现252

4.5.1 建立数学模型252

4.5.2 编写代码253

4.5.3 运行程序253

4.5.4 串演算函数253

4.5.5 函数句柄257

4.5.6 程序设计的辅助函数263

4.6 程序的调试273

4.6.1 直接调试法273

4.6.2 工具调试法273

4.7 文件输入与输出（I/O）278

4.7.1 打开及关闭文件278

4.7.2 读取和写入二进制文件280

4.7.3 读取和写入文本文件283

4.8 MATLAB编译器287

4.8.1 编译器概述287

4.8.2 编译器的功能288

4.8.3 编译器的安装和配置289

4.8.4 编译指令mcc的基本调用格式和选项标志292

4.8.5 编译过程295

4.8.6 编译文件的性能优化298

4.8.7 创建独立的外部应用程序300

4.9 创建用户工具箱312

4.9.1 MATLAB对工具箱文件的管理312

4.9.2 建立用户工具箱313

第5章 数据和函数的可视化314

5.1 离散数据、离散函数和连续函数的可视化314

5.1.1 离散数据和离散函数的可视化314

5.1.2 连续函数的可视化315

5.1.3 可视化的一般步骤316

5.2 二维绘图318

5.2.1 二维绘图基本命令318

5.2.2 驶图形控制命令321

5.2.3 图轴控制命令324

5.2.4 图形标志328

5.2.5 多次叠绘、双纵坐标和多子图331

5.3 三维绘图334

5.3.1 三维绘图基本命令335

5.3.2 三维网线图和曲面图343

5.3.3 透视、镂空和裁切345

5.4 三维图形的精细控制347

5.4.1 视点控制和图形的旋动347

5.4.2 色彩控制与表现349

5.4.3 照明和材质处理354

5.4.4 透明处理356

5.4.5 子图和图形保持364

5.5 特殊图形和高维可视化365

5.5.1 特殊的二、三维图形绘制函数365

5.5.2 特殊坐标轴的图形函数380

5.5.3 四维表现图385

5.5.4 动态图形390

5.6 图形窗的图形编辑功能392

5.6.1 图形窗口的创建与控制392

5.6.2 图形窗菜单和工具条简介394

5.6.3 二维图形的交互编辑示例396

5.7 图形的打印和输出397

5.7.1 图形打印的菜单操作方式397

5.7.2 图形输出的指令操作方式398

5.7.3 打印属性选项399

5.7.4 使用Windows应用程序打印400

5.7.5 图形的专业印刷质量复制402

5.8 句柄图形体系403

5.8.1 图形对象、对象句柄和句柄图形树结构403

5.8.2 图形对象种类404

5.8.3 图形对象属性406

5.9 图形对象的创建407

5.9.1 创建图形对象407

5.9.2 图形对象创建指令408

5.10 句柄使用方法409

5.10.1 访问对象句柄409

5.10.2 使用句柄操作图形对象410

5.10.3 控制图形输出410

5.10.4 在M文件中保存句柄413

5.11 对象属性的获取和设置413

5.11.1 对象句柄的获取方法413

5.11.2 对象属性设置415

5.11.3 对象属性值查询418

5.11.4 对象属性的默认设置和查询418

第6章 神经网络工具箱函数419

6.1 概述419

6.2 神经网络工具箱中的通用函数420

6.2.1 神经网络仿真函数420

6.2.2 神经网络训练及学习函数420

6.2.3 神经网络初始化函数422

6.2.4 神经网络输入函数423

6.2.5 神经网络传递函数423

6.2.6 其他重要函数424

6.3 感知器神经网络工具箱函数424

6.3.1 感知器神经网络创建函数424

6.3.2 感知器神经网络显示函数425

6.3.3 感知器神经网络性能函数425

6.4 BP神经网络工具箱函数425

6.4.1 BP神经网络创建函数426

6.4.2 BP神经网络传递函数426

6.4.3 BP神经网络学习函数428

6.4.4 BP神经网络训练函数428

6.4.5 BP神经网络性能函数429

6.4.6 BP神经网络显示函数430

6.4.7 BP神经网络设计实例431

6.5 线性神经网络工具箱函数432

6.5.1 线性神经网络创建函数和设计函数432

6.5.2 线性神经网络学习函数433

6.6 自组织竞争神经网络工具箱函数433

6.6.1 自组织竞争神经网络创建函数434

6.6.2 自组织竞争神经网络传递函数434

6.6.3 自组织竞争神经网络距离函数435

6.6.4 自组织竞争神经网络学习函数436

6.6.5 自组织竞争神经网络初始化函数437

6.6.6 自组织竞争神经网络权值函数437

6.6.7 自组织竞争神经网络显示函数437

6.6.8 自组织竞争神经网络结构函数438

6.7 径向基神经网络工具箱函数438

6.7.1 径向基神经网络创建函数438

6.7.2 径向基神经网络转换函数439

6.7.3 径向基神经网络传递函数440

6.7.4 径向基神经网络设计实例440

6.8 反馈神经网络工具箱函数441

6.8.1 Hopfield网络的工具箱函数441

6.8.2 Elman网络的工具箱函数442

第7章 信号处理工具箱443

7.1 MATLAB信号处理工具箱简介443

7.1.1 信号处理工具箱的功能特点443

7.1.2 信号处理工具箱的图形用户界面443

7.1.3 MATLAB的信号处理工具箱函数450

7.2 基于MATLAB的信号处理系统分析与设计452

7.2.1 离散信号与系统的MATLAB实现452

7.2.2 离散傅里叶变换的MATLAB实现454

7.2.3 IIR滤波器的MATLAB实现455

7.2.4 FIR滤波器的MATLAB实现457

7.3 实例461