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第1章 MATLAB入门1

1.1 MATLAB简介1

1.2 工作窗和指令行的操作3

1.3 简单矩阵的输入4

1.4 变量与语句5

1.5 Who、Whos和永久变量6

1.6 数与表达式7

1.7 复数和复矩阵7

1.8 函数8

1.9 显示格式8

1.10 变量的存储与调用10

1.11 图形10

1.12 lp指令、lookfor指令及其他帮助指令11

1.13 用户目录的建立和搜索路径13

第2章 MATLAB的数值计算15

2.1 数值矩阵的创建、保存和数据格式15

2.1.1 利用直接输入法创建数值矩阵15

2.1.2 利用MATLAB函数和语句创建数值矩阵15

2.1.3 利用M文件创建和保存矩阵16

2.1.4 通过MAT文件保存和获取矩阵16

2.1.5 利用外部数据文件装入到指定矩阵16

2.2 矩阵的标识17

2.3 特殊矩阵生成17

2.4 矩阵运算和数组运算19

2.4.1 基本数组函数20

2.4.2 基本矩阵函数21

2.5 矩阵运算和数组运算22

2.5.1 LU分解22

2.5.2 QR分解25

2.5.3 Choleshy分解26

2.5.4 Schur分解26

2.5.5 奇异值分解（SVD）27

2.6 线性方程组28

2.6.1 矩阵逆和除法解恰定方程组28

2.6.2 矩阵除法解超定方程组29

2.6.3 矩阵除法解欠定方程组29

2.7 多项式30

2.7.1 多项式的表达和创建30

2.7.2 常用多项式运算指令31

2.8 数值积分33

2.9 优化和解非线性方程（组）34

2.9.1 多项式非线性函数求根34

2.9.2 单变量非线性方程求解（单变量函数求零点）35

2.9.3 一般非线性方程（组）求解35

2.10 微分方程的数值解36

2.11 磁盘文件管理与工作平台间交换数据39

2.11.1 磁盘文件管理39

2.11.2 工作平台间交换数据40

第3章 MATLAB的符号计算44

3.1 符号变量与符号表达式44

3.2 微积分运算49

3.2.1 导数49

3.2.2 积分50

3.2.3 极限51

3.2.4 级数和51

3.2.5 泰勒（Taylor）多项式52

3.3 解方程55

3.3.1 代数方程55

3.3.2 微分方程的解析解57

3.4 线性代数58

3.5 化简和代换59

3.6 符号积分变换62

3.6.1 傅里叶变换及其反变换62

3.6.2 拉普拉斯变换及其反变换64

3.6.3 Z变换及其反变换64

3.7 利用MAPLE的深层符号计算资源65

3.7.1 MAPLE库函数在线帮助的检索树（Version 6.5)65

3.7.2 发挥MAPLE的计算潜力66

3.8 其他67

3.9 符号函数命令汇总67

第4章 MATLAB的图形和可视化70

4.1 二维图形70

4.1.1 plot函数70

4.1.2 subplot函数subplot(m,n,p)74

4.1.3 hold命令75

4.1.4 函数f（x）曲线76

4.2 特殊坐标图形77

4.2.1 对数坐标图形77

4.2.2 极坐标图形78

4.3 其他图形函数79

4.3.1 阶梯图形stairs(x,y)79

4.3.2 条形图形bar(x,y)79

4.3.3 绘制火柴杆状图stem(x,y)80

4.3.4 绘制在y的每个分量附近x中的元素出现的频数直方图hist(x,y)80

4.3.5 函数y=f（x）在x各分量处的误差条状图errorbar(x,y,e)81

4.3.6 极坐标下的曲线绘制polar(θ,ρ)81

4.3.7 饼状图pie(pie3)82

4.3.8 拓扑关系绘图命令gplot(A,xy,lc)82

4.3.9 填充多边形命令fill(x,y,c)84

4.3.10 区域填充命令area(x,y,′属性名1′，属性值1,…)84

4.3.11 对比绘图命令plotyy(x1,y1,x2,y2)85

4.3.12 带状图绘制命令ribbon(x,y,c)85

4.3.13 将资料点视为多边形顶点，并将此多边形涂上颜色fill(x,y)86

4.3.14 视每一个资料点为复数，并以箭号画出feather(z)/compass(z)86

4.3.15 二维绘图函数小结87

4.4 三维图形87

4.4.1 plot3函数88

4.4.2 mesh函数88

4.4.3 surf函数89

4.4.4 视点90

4.4.5 等高线图91

4.4.6 三维等值线的绘制94

4.4.7 二元函数的伪彩色图（等值线）94

4.4.8 其他相关命令95

4.4.9 颜色控制101

4.5 符号绘图108

4.5.1 二维曲线绘图ezplot108

4.5.2 空间曲线绘图ezplot3109

4.5.3 空间曲面绘图ezmesh、ezsurf109

4.6 空间几何绘图110

第5章 MATLAB程序设计117

5.1 M文件117

5.1.1 M文件的建立与编辑117

5.1.2 命令文件118

5.2 数据的输入输出118

5.3 关系及逻辑运算122

5.4 选择结构123

5.4.1 if语句123

5.4.2 switch语句125

5.4.3 try语句126

5.5 循环结构126

5.5.1 for语句126

5.5.2 while语句128

5.5.3 循环语句的嵌套130

5.6 函数文件131

5.6.1 函数文件格式131

5.6.2 函数调用132

5.6.3 函数所传递参数数目的可调性133

5.7 全局变量和局部变量134

第6章 MATLAB图形用户界面（GUI）设计136

6.1 MATLAB图形用户界面（GUI）入门136

6.2 图形用户界面中的图形对象的树结构层次关系图（Tree-structured hierarchy）140

6.2.1 GUI对象层次结构140

6.2.2 句柄图形对象140

6.3 图形用户界面的设计原则和一般步骤141

6.3.1 设计原则141

6.3.2 一般制作步骤141

6.4 图形窗口的建立与控制141

6.4.1 图形窗口的创建141

6.4.2 图形窗口的常用属性142

6.4.3 图形窗口的控制函数144

6.5 界面菜单的设计（uimenu)144

6.5.1 用户菜单的创建145

6.5.2 菜单对象的常用属性145

6.6 界面用户控件的设计（uicontrol)147

6.6.1 控件种类与控件制作函数147

6.6.2 控件属性152

6.7 帮助、出错、警告窗口的设计161

6.8 用户界面设计工具——Guide Control Panel161

6.9 MATLAB GUI举例167

第7章 基于MATLAB的大规模矩阵计算169

7.1 稀疏矩阵的建立169

7.2 稀疏矩阵运算的MATLAB函数175

7.3 大规模线性方程组的数值解法177

7.4 大规模矩阵特征值问题的数值解法187

7.5 Matrix Market简介与利用191

第8章 基于MATLAB的最优化问题求解194

8.1 线性规划问题194

8.2 foptions函数199

8.3 非线性规划问题200

8.3.1 有约束的一元函数的最小值200

8.3.2 无约束多元函数的最小值201

8.3.3 有约束多元函数的最小值205

8.3.4 二次规划问题210

8.4 “半无限”有约束的多元函数的最优解213

8.5 极小化极大（Minmax）问题218

8.6 多目标规划问题220

8.7 最小二乘最优问题223

8.7.1 约束线性最小二乘223

8.7.2 非线性数据（曲线）拟合224

8.7.3 非线性最小二乘226

8.7.4 非负线性最小二乘227

8.8 非线性方程（组）的求解228

8.8.1 非线性方程的解228

8.8.2 非线性方程组的解228

第9章 基于MATLAB的数据插值与拟合232

9.1 插值问题232

9.1.1 插值问题的数学原理232

9.1.2 插值问题在MATLAB中的实现235

9.2 曲线拟合246

9.2.1 曲线拟合的数学原理246

9.2.2 曲线拟合在MATLAB中的实现246

第10章 基于MATLAB的图像处理初步253

10.1 MATLAB中的图像文件格式253

10.2 MATLAB中的8位和16位图像253

10.3 图像文件的读写、查询和显示技术254

10.4 图像类型261

10.5 图像类型的转换265

第11章 基于MATLAB的科学计算274

11.1 非线性方程求根274

11.2 线性方程组的数值解法277

11.3 数值积分281

11.4 常微分方程的数值解法283

11.5 矩阵特征值和特征向量的数值解法286

附录 MATLAB命令汇总292

参考文献317