Matlab工程數(shù)學(xué)應(yīng)用

　　最初的MatLab軟件包是1967年由ClereMaler用FORTRAN語言編寫的，新版的MatLab是由MathworkS用C語言完成的，它自1984年推向市場以來，歷經(jīng)十幾年的發(fā)展和競爭，現(xiàn)已成為國際認(rèn)可（IEEE）的最優(yōu)化的科技應(yīng)用軟件。在它的發(fā)展過程中，許多優(yōu)秀的編者為它的完善作出了卓越的貢獻(xiàn)，使它從一個簡單的矩陣分析軟件逐漸發(fā)展成為一個具有極高通用性的、帶有眾多實(shí)用工具的運(yùn)算操作平臺。與其他高級語言相比，MatLab提供了一個人機(jī)交互的數(shù)學(xué)系統(tǒng)環(huán)境，并以矩陣作為基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以大大節(jié)省編程時間。MatLab語法規(guī)則簡單、容易掌握、調(diào)試方便，調(diào)試過程中可以設(shè)置斷點(diǎn)，存儲中間結(jié)果，從而很快查出程序中的錯誤。正是由于MatLab的強(qiáng)大功能，在美國大學(xué)中，MatLab語言受到了教授與學(xué)生的歡迎和重視。由于它將使用者從繁重重復(fù)的計(jì)算中解放出來，把更多的精力投入到對數(shù)學(xué)的基本含義的理解上，因此，它已逐步成為許多大學(xué)生和研究生課程中的標(biāo)準(zhǔn)和重要的工具。像線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)、信號處理、振動理論、自動控制等許多領(lǐng)域，不論在教學(xué)還是學(xué)生解題時，它都表現(xiàn)出高效、簡單和直觀的性能，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)強(qiáng)有力的工具。因此，在國外的高等院校里，熟練運(yùn)用MatLab已成為大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能；在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，MatLab已成為研究必備軟件和標(biāo)準(zhǔn)軟件。國際上許多新版科技書籍（特別是高校教材）在講述其專業(yè)時都把MatLab作為基本工具使用。在優(yōu)秀軟件和使用者之間還有一條溝壑：軟件組織結(jié)構(gòu)和使用者知識結(jié)構(gòu)的不同。以往關(guān)于MatLab的書均從軟件組織的角度出發(fā)，向使用者介紹該軟件。但從使用者的知識結(jié)構(gòu)看，由于編寫組織分散，無統(tǒng)一體系，因而往往使用者對具體功能有所了解，但距如何將其與自己的數(shù)學(xué)知識相結(jié)合并從整體上把握、運(yùn)用該軟件還遠(yuǎn)得很。本書的最大優(yōu)點(diǎn)即在于從使用者出發(fā)，以身邊的數(shù)學(xué)教材為綱，以一個大家十分熟悉的結(jié)構(gòu)來組織全書。本書的另一大特點(diǎn)是以MatLab的SYMBOLIC工具箱為主，兼顧其數(shù)值計(jì)算對MatLab加以介紹。在本書面向的讀者群中，數(shù)值計(jì)算只是其數(shù)學(xué)工作的二部分，符號運(yùn)算是其另一個非常重要的部分，因此本書將其作為介紹的主要內(nèi)容之一。本書共分11章。第1、2、3章主要介紹了MatLab的基本語法和用法，是本書的基礎(chǔ)部分；第4章和第5章介紹了MatLab在線性代數(shù)中的應(yīng)用；第6章和第7章主要介紹了MatLab在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用；第8章介紹了MatLab在進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理中的強(qiáng)大功能；第9章介紹了基本的繪圖和圖形圖像處理等方面的功能；第10章主要針對MatLab的編程語言給出了一些基本的調(diào)試方法：第11章介紹了利用C和FORTRAN語言擴(kuò)充MatLab的功能的應(yīng)用。在本書的附錄中配有絕大多數(shù)常用命令的名字和功能說明的列表，以供參考。在本書中，對每一個命令或關(guān)鍵用途都配有非常有特色的例子，通過這些例子來理解書中給出的命令或概念，將會達(dá)到事半功倍的效果。在本書大多數(shù)章節(jié)的后面都配有一定數(shù)量的習(xí)題以供練習(xí)，并在附錄中給出了習(xí)題的參考答案。希望在閱讀本書時能夠利用MatLab軟件練習(xí)書中的例題，按本書的章次由淺入深地進(jìn)行學(xué)習(xí)。本書側(cè)重于利用大量的實(shí)例來引導(dǎo)讀者快速學(xué)習(xí)和掌握MatLab的各種功能，并盡量與實(shí)際問題相結(jié)合，以體現(xiàn)其工程應(yīng)用的重要性。書中配有習(xí)題和參考答案，供讀者練習(xí)；附錄則配有常用命令的列表，以供參考。編寫本書的目的是希望通過介紹這一高效的應(yīng)用軟件，幫助用戶擺脫繁重而重復(fù)的數(shù)學(xué)計(jì)算，能有更多的時間和精力來理解嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)概念和題目的含義，即“跳出重復(fù)計(jì)算，去理解數(shù)學(xué)概念”；以及有更多的時間去從事一些更重要和更有意義的工作。如果廣大讀者能夠從中受益，編寫本書也就達(dá)到了一定的目的。由于作者水平有限、經(jīng)驗(yàn)不足，錯誤和不當(dāng)之處在所難免，還望得到專家、讀者和行內(nèi)人士的批評指正。本書可以作為大專院校師生、科研和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)、試驗(yàn)和工程運(yùn)算的參考書。

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