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    想要上南大的同学的博客:MATLAB01:基本的数学运算与矩阵运算

    作者:[db:作者] 时间:2021-07-17 13:16

    一 MATLAB01:基本的数学运算与矩阵运算

    1 MATLAB基本语法

    1.1 变量

    • MATLAB中的变量不需要声明.
    • 使用=为变量赋值

    1.1.1 变量名

    • 与大多数编程语言相同,MATLAB中的变量名是大小写敏感的.
    • 变量名只能由[0~9,a~z,A~z,_]组成,且变量名不能以数字开头.
    1.1.1.1 保留变量不适合做变量名

    MATLAB中有一些变量有其具体意义,不适合用作变量名.

    变量意义
    ans上一句的运算的结果
    ij复数算子
    Inf无穷 ∞ ∞
    eps浮点相对精度,即1.0到下一个浮点数之间的距离(值为2.2204e-16)
    NaN非数字
    pi圆周率

    除此以外,使用iskeyword命令可以查看MATLAB语言所有的关键字,这些关键字也不允许被用作变量名.

    1.1.1.2 变量名不应当覆盖内置函数名

    在MATLAB中,变量的调用优先级(calling priority)高于函数,因此变量名不应该覆盖内置函数.
    img01

    > cos='This string.'; 
    > cos(8)	 %对字符串进行索引取值,得到'r'
    

    若某函数被变量名所覆盖,则调用clear <变量名>可以取消绑定在该函数名上的变量名

    clear cos	% 清除绑定在cos上的变量
    cos(8)		% 调用内置余弦函数运算得到-0.1455
    

    clear是一个比较危险的命令,因为该命令后若不加参数,则表示清除当前工作区内的所有变量.

    1.1.2 变量类型

    MATLAB中的变量类型有: logical,char,numeric,cell,struct以及由他们组成的数组或矩阵.
    img02

    1.1.2.1数字型变量的显示格式

    我们直接定义的数字型变量,默认是以double形式存储的.

    我们可以通过format <显示格式>改变数字型变量的显示格式.

    显示格式说明例子
    short短定点格式.显示小数点后4位3.1416
    long长定点格式.对double类型变量显示小数点后15位,对float类型变量显示小数点后7位.3.141592653589793
    shortE短科学计数法,显示小数点后4位.并带有科学计数法标记.3.1416e+00
    longE长科学计数法.对double类型变量显示小数点后15位,对float类型变量显示小数点后7位.并带有科学计数法标记.3.141592653589793e+00
    bank银行格式.显示小数点后2位.3.14
    hex十六进制格式.400921fb54442d18
    rat比例格式355/113

    1.2 MATLAB命令行

    • 使用行尾;抑制输出: 在一行命令后使用;抑制输出,否则运算结果将被显示在终端上.
    • 其他实用的命令:
    命令作用
    clc清除终端的输出
    clear清除当前工作区内所有变量
    who以简略格式显示工作区内所有变量
    whos以复杂格式显示工作区内所有变量

    2 使用MATLAB进行数字运算

    2.1 使用MATLAB计算数学表达式

    • MATLAB常见运算符有: +,-,*,/,^.
    • 数学表达式被计算后,其值被存入变量ans.
    • 运算的优先级规则:
      • 同等优先级下从左向右运算.
      • 优先级顺序(从高到低)
      1. 括号()
      2. 乘方^
      3. 乘除法*,/
      4. 加减法+,-

    下面例子演示了数学表达式求值:
    img03

    2.2 MATLAB内置的数学函数

    2.2.1MATLAB内置的算数运算函数

    • 基本运算: 加: +,sum,cumsum,movsum
      • 减: -,diff
      • 乘: .*,*,prod,cumprod
      • 除: ./,.\,/,\
      • 乘方: .^,^
    • 取模运算(取模运算是求两个数相除的余数): mod,rem,idivide,ceil,fix,floor,round

    2.2.2MATLAB内置的三角运算函数

    • 正弦: sin,sind,sinpi,asin,asind,sinh,asinh
    • 余弦:cos,cosd,cospi,acos,acosd,cosh,acosh
    • 正切: tan,tand,atan,atand,atan2,atan2d,tanh,atanh
    • 余割:csc,cscd,acsc,acscd,csch,acsch
    • 正割: sec,secd,asec,asecd,sech,asech
    • 余切:cot,cotd,acot,acotd,coth,acoth
    • 斜边(C = sqrt(abs(A).^2 + abs(B).^2) 求第三边): hypot
    • 转换:deg2rad,rad2deg,cart2pol,cart2sph,pol2cart,sph2cart

    2.2.3 MATLAB内置的指数对数函数:

    exp,expm1,log,log10,log1p,log2,nextpow2,nthroot,pow2,reallog,realpow,realsqrt,sqrt
    exp
    在这里插入图片描述
    expm1:
    在这里插入图片描述
    log:
    在这里插入图片描述
    log10
    在这里插入图片描述
    log1p:
    在这里插入图片描述nextpow2:
    在这里插入图片描述

    2.2.4 MATLAB内置的复函数:

    abs,angle,complex,conj,cplxpair,i,imag,isreal,j,real,sign,unwrap

    3 使用MATLAB进行矩阵运算

    3.1 定义矩阵

    3.1.1 向终端输入矩阵

    在MATLAB中,使用[]将待输入的矩阵内容括起来,使用空格或逗号,分隔行内变量,使用;分隔每一行.

    下面例子演示了矩阵的定义:
    img04

    3.1.2 使用冒号运算符创建向量

    使用冒号运算符:可以创建一个长向量,其语法如下:
    img05
    下面例子演示了冒号运算符的使用:
    img06

    3.1.3 定义特殊矩阵

    下列命令可以定义特殊矩阵
    img07

    3.2 矩阵的索引

    • MATLAB中的矩阵是以列先序存储的.且索引下标从1开始.
    • 矩阵有两种索引方式: 按一维索引和按二维索引.对于一个一般的矩阵,其索引顺序如下:
      img08
    • 矩阵的索引可以使用冒号:,表示选取所有行或所有列.
    • 矩阵的索引可以是一个或两个向量,表示选中向量内的所有行或所有列.

    下面例子演示了矩阵索引的规则:
    img09

    3.3 矩阵的操作

    3.3.1 操作矩阵的运算符

    img10

    3.3.2 操作矩阵的函数

    下面对矩阵
    img11
    进行操作以演示操作矩阵的常见函数
    img11
    对于上面这些函数,除第一个参数以外,其它参数都是可选的.
    博文原址:https://blog.csdn.net/ncepu_Chen/article/details/103034286
    A’ 为转制, 把矩阵的行与列相互转换
    inv:逆矩阵
    det:Matlab中,该函数用于求一个方阵(square matrix)的行列式
    diff:求导,相关介绍:https://blog.csdn.net/u013018721/article/details/37766187
    syms:定义符号变量的函数
    C(:,1) :表示全要,这表示第一列
    C(1,:): 表示第一行
    eye(3):表示单位矩阵
    rand(3):服从0-1分布的矩阵
    mean:表示均值
    B(😃: 将矩阵转换为列矩阵
    reshape(a, 3, 3):将矩阵A转换为3x3矩阵
    最小二乘解
    a = [1 1; 1 -1; 1 2]
    b = [2;0;4]
    x = a\b
    x = 1.1429 ; 1.28357
    定义匿名函数:
    f = @(x)log(ans) - sin(ans)
    vpa
    limit
    写的太好了,小刘转载。

    cs