切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 6821阅读
    • 6回复

    [推荐]MATLAB入门教程-数值分析 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线cc2008
     
    发帖
    1007
    光币
    4416
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2008-10-21
    2.1微分   3{ci]h`:y8  
    '.=Z2O3p  
    diff函数用以演算一函数的微分项,相关的函数语法有下列4个:   JI^w1I, T  
    P}5aN_v \  
    diff(f) 传回f对预设独立变数的一次微分值   =9c24j  
    SCjACQ}-  
    diff(f,'t') 传回f对独立变数t的一次微分值   *M"wH_cd  
    2C-u2;X2  
    diff(f,n) 传回f对预设独立变数的n次微分值   ?sO_c3^7z  
    AKpux,@xB  
    diff(f,'t',n) 传回f对独立变数t的n次微分值   qb_V ,b9  
    \c]/4C +/  
        数值微分函数也是用diff,因此这个函数是靠输入的引数决定是以数值或是符号微分,如果引数为向量则执行数值微分,如果引数为符号表示式则执行符号微分。   cZu:dwE  
    rdb%/@.-  
        先定义下列三个方程式,接著再演算其微分项:   SBEJ@&iB~  
    mK4a5H  
    >>S1 = '6*x^3-4*x^2+b*x-5';   <ESAoY"RPN  
    H.9J}k1S  
    >>S2 = 'sin(a)';   Cpj_mMtu  
    x!< C0N>?z  
    >>S3 = '(1 - t^3)/(1 + t^4)';   4MM#\  
    z+ 4R[+[  
    >>diff(S1)   B0Z@ Cf  
    _ehU:3L`s  
    ans=18*x^2-8*x+b   eE&F1|8  
    rN}^^9  
    >>diff(S1,2)   6+It>mnR  
    ;02lmpBj  
    ans= 36*x-8   8]Pf:_e,+  
    3]!(^N>V  
    >>diff(S1,'b')   1t)6wk N  
    >$?Z&7Lv  
    ans= x   rdK.*oT  
    EU+sTe>  
    >>diff(S2)   -B_dE-l,  
    u4S3NLG)  
    ans=   &8;mcM//4  
    qg>i8V  
    cos(a)   M6e"4Gh  
    PY^Yx$t9  
    >>diff(S3)   ?LZ)r^ger  
    X)yTx8v4  
    ans=-3*t^2/(1+t^4)-4*(1-t^3)/(1+t^4)^2*t^3   34oC285yc  
    Rn}+l[]jC  
    >>simplify(diff(S3))   7DI8r|~  
    =Xp 3UNXg  
    ans= t^2*(-3+t^4-4*t)/(1+t^4)^2   s8tI_h  
    7.5G4  
    2.2积分   iw#luHcJ  
    V{"5)Ly?fu  
    int函数用以演算一函数的积分项, 这个函数要找出一符号式 F 使得diff(F)=f。如果积 aqMZ%~7  
    6@T_1  
    分式的解析式 (analytical form, closed form) 不存在的话或是MATLAB无法找到,则int 传回原输入的符号式。相关的函数语法有下列 4个:   R ~cc]kp0  
    {_ #   
    int(f) 传回f对预设独立变数的积分值   46 77uy  
    [X-Q{c4  
    int(f,'t') 传回f对独立变数t的积分值   ]Rw,5\0  
    kh`X92~  
    int(f,a,b) 传回f对预设独立变数的积分值,积分区间为[a,b],a和b为数值式   ic3qb<2  
    (Q @m;i>  
    int(f,'t',a,b) 传回f对独立变数t的积分值,积分区间为[a,b],a和b为数值式   rf9RG!  
    uU<Yf5  
    int(f,'m','n') 传回f对预设变数的积分值,积分区间为[m,n],m和n为符号式   _gc2h@x1O  
    v.\&gn(  
    我们示范几个例子:   _z}d yp"I  
    { }>"f]3  
    >>S1 = '6*x^3-4*x^2+b*x-5';   ] $%{nj<  
    g]3-:&F{c  
    >>S2 = 'sin(a)';   xd>2TW l#  
    #a/lt^}C*  
    >>S3 = 'sqrt(x)';   QZDGk4GG  
    "['YMhu_  
    >>int(S1)   TzIgEn~  
    D 0(gEb  
    ans= 3/2*x^4-4/3*x^3+1/2*b*x^2-5*x   d 5Il0sG  
    wo?C 7,-x  
    >>int(S2)   1XSqgr"3  
    x[)S3U J  
    ans= -cos(a)   @]OI(B  
    BG'gk#J+f  
    >>int(S3)   %2 >FSE  
    l]%|w]i\  
    ans= 2/3*x^(3/2)   MY0Wr%@#0  
    MM^tk{2?.  
    >>int(S3,'a','b')   YGxdYwBwf  
    1Og9VG1^  
    ans= 2/3*b^(3/2)- 2/3*a^(3/2)   yqoi2J:  
    4=1lyw  
    >>int(S3,0.5,0.6)     F2XXvxG  
     s cn!,  
    ans= 2/25*15^(1/2)-1/6*2^(1/2)   P{);$e+b~  
    n:7=z0 s  
    >>numeric(int(S3,0.5,0.6)) % 使用numeric函数可以计算积分的数值   N'^ 0:zK:  
    5xRh'Jkyb  
    ans= 0.0741   i~\gEMaO  
    ,,@_r&f:  
    2.3求解常微分方程式   TsR20P@  
    #BM *40tch  
       MATLAB解常微分方程式的语法是dsolve('equation','condition'),其中equation代表常微分方程式即y'=g(x,y),且须以Dy代表一阶微分项y' D2y代表二阶微分项y'' ,     [t ^|l?  
    p4t(xm2T  
    condition则为初始条件。       S_\RQB\l  
    &qo'ge8p  
    假设有以下三个一阶常微分方程式和其初始条件       (s}9N   
     u0i @.  
    y'=3x2, y(2)=0.5     :pNZQX  
    d *H-l3N  
    y'=2.x.cos(y)2, y(0)=0.25       NeNKOW#X  
    F.O2;M|x  
    y'=3y+exp(2x), y(0)=3     TN l$P~X>  
    #{N#yReh  
    对应上述常微分方程式的符号运算式为:       0`OqD d  
    ^ 41 p+  
    >>soln_1 = dsolve('Dy = 3*x^2','y(2)=0.5')       :s8,i$Ex  
    b cOX/  
    ans= x^3-7.500000000000000       +L_.XToq-  
    <KJ18/  
    >>ezplot(soln_1,[2,4]) % 看看这个函数的长相       );=JoRQ{  
    FmnA+fA  
    OxqP:kM  
    |z5olu$gVc  
    >>soln_2 = dsolve('Dy = 2*x*cos(y)^2','y(0) = pi/4')       -'ZP_$sA  
    _I@dt6oF  
    ans= atan(x^2+1)     %d*}:295  
    {\ .2h  
    >>soln_3 = dsolve('Dy = 3*y + exp(2*x)',' y(0) = 3')       O1/!)E!  
    G-rN?R.  
    ans= -exp(2*x)+4*exp(3*x)     )L_jR%2j  
    ^B5Hjf9  
    ^GL0|G=(1  
    !hJ%{.  
    2.4非线性方程式的实根   j^LnHVHk1  
     6W3}6p  
        要求任一方程式的根有三步骤:     aHb,4 wY  
    Ws(BouJ  
        先定义方程式。要注意必须将方程式安排成 f(x)=0 的形态,例如一方程式为sin(x)=3, f!1K GP  
    VeCpz[r  
    则该方程式应表示为 f(x)=sin(x)-3。可以 m-file 定义方程式。   kV-a'"W5  
    8lbNw_U  
        代入适当范围的 x, y(x) 值,将该函数的分布图画出,藉以了解该方程式的「长相」。   q^,^tw  
    Ph-3,cC  
        由图中决定y(x)在何处附近(x0)与 x 轴相交,以fzero的语法fzero('function',x0) 即可求出在 x0附近的根,其中 function 是先前已定义的函数名称。如果从函数分布图看出根不只一个,则须再代入另一个在根附近的 x0,再求出下一个根。   }_u )3X.O  
    8whjPn0  
        以下分别介绍几数个方程式,来说明如何求解它们的根。   Ndx='j0  
    r Cmqq/hZ  
        例一、方程式为   GT'%HmQI  
    Kz'W |  
        sin(x)=0   b}[{'  
    mA{gj[@:x  
        我们知道上式的根有 ,求根方式如下:   u*H2kn[DU  
    oq;}q  
    >> r=fzero('sin',3) % 因为sin(x)是内建函数,其名称为sin,因此无须定义它,选择 x=3 附近求根   '\ 6.GP  
    k \]@  
      r=3.1416   3):7mE(  
    YMz[je  
    >> r=fzero('sin',6) % 选择 x=6 附近求根   rs\*$20  
    0z\=uQ0  
    r = 6.2832   =axi0q?}  
    XjL( V1  
        例二、方程式为MATLAB 内建函数 humps,我们不须要知道这个方程式的形态为何,不过我们可以将它划出来,再找出根的位置。求根方式如下:   m@"!=CTKd  
    JB* *z00;  
    >> x=linspace(-2,3);   sd>#Hn  
    5MiWM2"X\  
    >> y=humps(x);   yUBic~S  
    @-Gf+*GZys  
    >> plot(x,y), grid % 由图中可看出在0和1附近有二个根 6eQrupa  
    QULrE+@  
       /&vUi7'  
    d6~wJMFl  
    >YPfk=0f0  
    n j1 cqh  
    .\< \J|3  
    \b~zyt6-  
    7%L-;xcr]B  
    JQI`9$asuC  
    c9DX  
    wxvt:= =  
    CYG'WFvZZ  
       uy7)9w  
    vzy/Rq  
    >> r=fzero('humps',1.2)   Cc9<ABv?  
    c1b@3  
    r = 1.2995   A9F&XF7{  
    Z<xSU?J  
    例三、方程式为y=x.^3-2*x-5   Z=n& fsE  
    '(I"54W  
        这个方程式其实是个多项式,我们说明除了用 roots 函数找出它的根外,也可以用这节介绍的方法求根,注意二者的解法及结果有所不同。求根方式如下:   "xYMv"X  
    ]uj H7T  
    % m-function, f_1.m   7Nx@eoZ  
    4W$53LP8  
    function y=f_1(x) % 定义 f_1.m 函数   @4hxGk=  
    0vDP- qJV-  
    y=x.^3-2*x-5;   RrGS$<  
    awo=%vJ&  
    >> x=linspace(-2,3);   ^> ZQ:xs@(  
    '[:].?M  
    >> y=f_1(x);   [Fj h  
    :9]23'Md  
    >> plot(x,y), grid % 由图中可看出在2和-1附近有二个根   J:p nmZ`X  
    >q4nQ/eP  
       vy6NH5Q  
    aRj3TtFh  
    Hm1C|Qb  
    R3%T}^;f  
    gXs@FhR0  
    m[]p IXc(  
    A#LK2II^  
    et/mfzV  
    6 3Kec  
    @^#y23R U  
    EtN"K-X  
    ?9 2+(s  
    >> r=fzero('f_1',2); % 决定在2附近的根   !X*L<)=nh  
    >TwOL  
    r = 2.0946   K)@]vw/\  
    kax9RH vku  
    >> p=[1 0 -2 -5]   Oj~k1+*  
    R+rHa#M_  
    >> r=roots(p) % 以求解多项式根方式验证   X!nI{PE  
    b< Pjmb+  
    r =   v#=WdaNz  
    I-&/]<5y  
    2.0946   CK'Cf{S  
    hq(3%- 7&  
    -1.0473 + 1.1359i   li,kW`j+t  
    >/ HC{.k  
    -1.0473 - 1.1359i   irgjq/&d  
    [uZU p*.V  
    2.5线性代数方程(组)求解 q>!T*BQ  
    9]7+fu  
        我们习惯将上组方程式以矩阵方式表示如下   DlfXzKn;  
    &> }MoB  
         AX=B   A7~)h}~   
    kZSe#'R's  
    其中 A 为等式左边各方程式的系数项,X 为欲求解的未知项,B 代表等式右边之已知项   #d(6q$IE  
    *E+) mB"~  
    要解上述的联立方程式,我们可以利用矩阵左除 \ 做运算,即是 X=A\B。   4$SW~BpQ  
    H*;J9{  
        如果将原方程式改写成 XA=B   m S!/>.1[  
    ely&'y!  
    其中 A 为等式左边各方程式的系数项,X 为欲求解的未知项,B 代表等式右边之已知项   w[:5uo(  
    ,&z_ 2m  
        注意上式的 X, B 已改写成列向量,A其实是前一个方程式中 A 的转置矩阵。上式的 X 可以矩阵右除 / 求解,即是 X=B/A。   si%f.A#  
    2zArAch  
        若以反矩阵运算求解 AX=B, X=B,即是 X=inv(A)*B,或是改写成 XA=B, X=B,即是X=B*inv(A)。   r(J7&vR}h  
     nPvR  
        我们直接以下面的例子来说明这三个运算的用法:   B>YrDJUN  
    Scxf5x-  
    >> A=[3 2 -1; -1 3 2; 1 -1 -1]; % 将等式的左边系数键入   \'BKI;  
    (J$JIPF  
    >> B=[10 5 -1]'; % 将等式右边之已知项键入,B要做转置   }yS"C fM  
    ^=.|\ YM  
    >> X=A\B % 先以左除运算求解   _S@s  
    Eu1s  
    X = % 注意X为行向量   r{p?aG  
    ] M_[*OAb  
    -2   h, +2Mc<  
    &'T7 ~M:  
    5   g7_a8_  
    BU]9eF!>h  
    6   dy|r:~j3  
    )wSsxX7:  
    >> C=A*X % 验算解是否正确   /HI#8  
    gHYYxhW$  
    C = % C=B   %0fj~s;  
    "AUY+ LN  
    10   F RS@-P  
    P0}uTee  
    5   l&;#`\s!V  
    RrKs!2sCT  
    -1   7QQ1oPV  
    6i=m1Yk  
    >> A=A'; % 将A先做转置   gLd3,$ Ei  
    X(g<rz1J]  
    >> B=[10 5 -1];   5x4(5c5^  
    ;h0?o*i_  
    >> X=B/A % 以右除运算求解的结果亦同   ,f} s!>j  
    cnhYrX^  
    X = % 注意X为列向量   |CStw"Fog  
    ?}B_'NZ%  
    10  5  -1   oAvL?2  
    LT:KZ|U9  
    >> X=B*inv(A); % 也可以反矩阵运算求解
     
    分享到
    离线wanghong74
    发帖
    101
    光币
    82
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2008-10-30
    很感兴趣!!!!!!!!!!
    离线k123123123
    发帖
    11
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2009-03-21
    要文件啊·····
    离线yanzongqun
    发帖
    308
    光币
    1
    光券
    0
    只看该作者 3楼 发表于: 2009-03-28
    谢谢,我们正要开课呢
    离线fgh1106
    发帖
    31
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 4楼 发表于: 2010-09-15
    附件呢? 1Cp5a2{  
    离线like0508
    发帖
    26
    光币
    9
    光券
    0
    只看该作者 5楼 发表于: 2011-03-28
    附件附件啊
    离线lurunhua
    发帖
    53
    光币
    11
    光券
    0
    只看该作者 6楼 发表于: 2012-10-19
    bu 错的介绍