第 1 章 基础准备及入门本章有三个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明地介绍MATLAB及其操作桌面Desktop的基本使用方法；三是全面介绍MATLAB的帮助系统。1.1 MATLAB的安装和工具包选择对PC机用户来说，常常需要自己安装MATLAB。MATLAB R2014a （即MATLAB 8.3）版要求WinXP、Windows Vista、Windows 7等平台。下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。1.2 MATLAB桌面1.2.1 MATLAB桌面的启动（1）方法一（2）方法二1.2.2 MATLAB桌面的布局图1.2-1 中文版Desktop操作桌面的外貌1.3 指令窗运行入门MATLAB的使用方法和界面有多种形式。但最基本的，也是入门时首先要掌握的是：MATLAB指令窗的基本表现形态和操作方式。本书作者相信，通过本节的文字解释，读者将对MATLAB使用方法有一个良好的初始感受。1.3.1 指令窗简介图 1.3-1 指令窗被最大化的桌面1.3.2 最简单的计算器使用法【例1.3-1】求 的运算结果。(12+2*sin(pi/6)/3.252 ans = 1.2497说明【例1.3-2】“续行输入”法。S=1-1/2+1/3-1/4+ .1/5-1/6+1/7-1/8 S = 0.6345 说明1.3.3 数值、变量和表达式前节算例只是表演了“计算器”功能，那仅是MATLAB全部功能中小小一角。为深入学习MATLAB，有必要系统介绍一些基本规定。本节先介绍关于变量的若干规定。 1 数值的记述（1）变量赋值数值运算的前提（2）输入数值的M码表述 2 变量命名规则 3 MATLAB的特殊数值及专用变量名表1.3-1 MATLAB为特殊数值定义的专用变量名专用变量名代表的特殊值专用变量名代表的特殊值epsNaN 或 nani 或 jInf或infpiintmaxrealmaxintminrealmin说明【例1.3-3】运行以下指令，以便初步了解那些代表特殊数值的专用变量名。format long e% RMAd=realmax(double)%RMAs=realmax(single)%RMAd = 1.2316e+308RMAs = 3.e+38 IMA64=intmax(int64)%IMA32=intmax%IMA16=intmax(int16)% IMA64 = IMA32 = IMA16 = 32767 e1=eps%e2=eps(2)% e1 = 2.0313e-16e2 = 4.0626e-16 pi % ans = 3.9793e+00 4 运算符和表达式（1）MATLAB的运算符表1.3-2 MATLAB的各种运算符矩阵运算规则算术运算名称加减矩阵乘矩阵左除矩阵右除矩阵幂算符+-*/数组运算规则算术运算Arithmetic Operations算符.*. 或 ./.名称加减数组乘数组左除或数组右除数组幂关系运算Relational Operations算符=名称大于小于大于等于小于等于等于不等于逻辑运算Logical Operations算符&|xor名称与或非异或（2）MATLAB的表达式 5 面向复数设计的运算MATLAB特点之一【例1.3-4】复数表达，及计算。1）z1=4+3i% z1 = 4.0000 + 3.0000i 2）z2=1+2*i%z3=2*exp(i*pi/6)%z=z1*z2/z3 z2 = 1.0000 + 2.0000iz3 = 1.7321 + 1.0000iz = 1.8840 + 5.2631i 3）real_z=real(z)image_z=imag(z)magnitude_z=abs(z)angle_z_radian=angle(z)%angle_z_degree=angle(z)*180/pi% real_z = 1.8840image_z = 5.2631magnitude_z = 5.5902angle_z_radian = 1.2271angle_z_degree = 70.3048 说明【例1.3-5】图示复数的和（配图1.3-2）。1）z1=4+3*i;z2=1+2*i;% 2）z12=z1+z2% z12 = 5.0000 + 5.0000i 3）复数的运算的几何意义clf%hold on%plot(0,z1,z12,-b,LineWidth,3)plot(0,z12,-r,LineWidth,3)plot(z1,z12,ob,MarkerSize,8)hold off%grid on%axis equal%axis(0,6,0,6)text(3.5,2.3,z1)text(5,4.5,z2)text(2.5,3.5,z12)xlabel(real)ylabel(image) 图 1.3-2 两个复数相加【例1.3-6】 用MATLAB计算能得到 2 吗（配图1.3-3）？1）a=-8;r_a=a(1/3)% r_a = 1.0000 + 1.7321i 2）r_n=nthroot(a,3)% r_n = -2 3）% p=1,0,0,-a;%R=roots(p)%R = -2.0000 + 0.0000i 1.0000 + 1.7321i 1.0000 - 1.7321i 4）MR=abs(R(1);%t=0:pi/20:2*pi;%x=MR*sin(t);y=MR*cos(t);plot(x,y,b:),grid on%hold onplot(R(2),.,MarkerSize,30,Color,r)%plot(R(1,3),o,MarkerSize,15,Color,b)%axis(-3,3,-3,3),axis square%hold off 图 1.3-3 （-8）的全部三次方根分布说明 6 面向数组设计的运算MATLAB特点之二【例1.3-7】实数数组的“一行”输入法。1）AR= 1,3;2,4% 2）3）AR = 1 3 2 4 说明【例1.3-8】实数数组的“分行”输入法。AI=5,76,8 AI = 5 7 6 8 说明 【例1.3-9】对复数数组进行求实部、虚部、模和幅角的运算。1）AR=1,3;2,4;AI=5,7;6,8;%A=AR-AI*i%A = 1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 7.0000i 2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 8.0000i 2）A_real=real(A)A_image=imag(A) A_real = 1 3 2 4A_image = -5 -7 -6 -8 3）for m=1:2for n=1:2Am1(m,n)=abs(A(m,n);Aa1(m,n)=angle(A(m,n)*180/pi;%endendAm1,Aa1 Am1 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443Aa1 = -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.4349 4）Am2=abs(A)Aa2=angle(A)*180/pi Am2 = 5.0990 7.6158 6.3246 8.9443Aa2 = -78.6901 -66.8014 -71.5651 -63.4349 说明【例1.3-10】画出衰减振荡曲线，的取值范围是（配图1.3-4）。t=0:pi/50:4*pi;%y=exp(-t/3).*sin(3*t);%plot(t,y,-r,LineWidth,2)%axis(0,4*pi,-1,1)xlabel(t),ylabel(y) 图 1.3-4 衰减振荡曲线说明【例1.3-11】复数矩阵的生成，及计算矩阵乘积（A取自算例1.3-9）。B=3+2i,2+6i;5+3i,4-2i %C=A*B%B = 3.0000 + 2.0000i 2.0000 + 6.0000i 5.0000 + 3.0000i 4.0000 - 2.0000iC = 49.0000 -39.0000i 30.0000 -38.0000i 62.0000 -42.0000i 40.0000 -40.0000i 说明1.4 指令窗操作要旨前一节借助算例，使读者对MATLAB指令窗的使用方法有了一个直观的感受。本节将在上节的基础上对控制指令窗的指令和操作进行较系统的归纳，以便读者更全面地了解MATLAB，更方便地使用MATLAB。1.4.1 指令窗的显示方式 1 默认的输入显示方式 2 运算结果的显示表1.4-1 数值显示格式的控制指令 3 显示方式的永久设置图 1.3-8 选中命令行窗口时的预设项对话窗1.4.2 指令行中的标点符号表1.4-2 MATLAB常用标点的功能名