《MATLAB科学计算范例实战速查宝典(范例实战速查宝典)》(作者周博、张惟、侯钢领)结合作者多年利用MATLAB从事科学研究的实际经验，系统地介绍了在实际科学研究中常用的MATLAB函数和指令的使用方法。本书特点可概括为：横是手册纵成书，重点突出利实用，由浅入深宜初学，精选实例助提高。本书各章内容相互独立，是使用MATLAB的理想速查手册，系统介绍了MATLAB的常用函数和指令，也可作为MATLAB的自学用书或教材。本书主要阐述MATLAB在科学研究中常用的函数和指定的使用方法，更注重于MATLAB工程实际应用。本书结构编排由浅入深、语言阐述简洁通俗，利于初学者尽快掌握应用MATLAB进行科学研究所需要的基础知识。本书根据实际科研经验精心挑选和设计实例，力求全面揭示MATLAB的常用函数和指令功能，以帮助有一定基础的读者尽快提高MATLAB的实际应用水平和技巧。

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本书既适合大中专院校的学生学习使用，也可供有一定经验的人员参考使用。

第1章 矩阵基本函数 1

1.1 矩阵的创建 1

1.1.1 直接输入矩阵 1

1.1.2 线性等分向量的建立linspace 2

1.1.3 利用冒号生成线性等分向量 3

1.1.4 建立对数等分向量logspace 4

1.1.5 建立零矩阵zeros 5

1.1.6 建立单位矩阵eye 6

1.1.7 建立全1矩阵ones 8

1.1.8 建立均匀随机矩阵rand 9

1.1.9 建立正态随机矩阵randn 11

1.1.10 建立随机序列randperm 12

1.1.11 建立Hankel方阵hankel 12

1.1.12 建立Hibert矩阵hilb 14

1.1.13 建立Pascal矩阵pascal 14

1.1.14 建立Toeplitz矩阵toeplitz 15

1.1.15 建立Wilkinson特征值测试矩阵wilkinson 17

1.2 矩阵的运算 17

1.2.1 向量的点积dot 17

1.2.2 向量的叉乘cross 19

1.2.3 矩阵的加减运算+/- 21

1.2.4 矩阵的乘法* 22

1.2.5 矩阵的求逆inv 23

1.2.6 方阵的行列式值det 23

1.2.7 矩阵的迹trace 24

1.2.8 矩阵的范数norm 24

1.2.9 矩阵的条件数cond 26

1.2.10 矩阵的秩rank 27

1.2.11 抽取矩阵对角线元素diag 28

1.2.12 抽取下三角矩阵tril 30

1.2.13 抽取上三角矩阵triu 32

1.2.14 矩阵变维reshape 33

1.2.15 矩阵翻转fliplr 34

1.2.16 复制与平铺矩阵repmat 35

1.2.17 矩阵元素个数numel 35

第2章 字符串函数 37

2.1 字符串转换 37

2.1.1 字符串转换为ASCII码abs 37

2.1.2 ASCII码转换为字符串setstr 38

2.1.3 字符串转换函数char 39

2.1.4 双精度数值转换函数double 40

2.1.5 二进制转换为十进制bin2dec 41

2.1.6 十进制转换为二进制dec2bin 41

2.1.7 十六进制转换为十进制hex2dec 42

2.1.8 十进制转换为十六进制dec2hex 42

2.1.9 数值转换为字符串num2str 43

2.1.10 字符串转换为数值str2num 43

2.2 字符串操作 44

2.2.1 创建空格字符串blanks 44

2.2.2 删除字符串的尾部空格符deblank 45

2.2.3 将字符串转换为MATLAB的运行指令eval 45

2.2.4 根据输入宗量计算函数feval 46

2.2.5 将字符串中的英文字母全部转变为小写lower 47

2.2.6 将字符串中的英文字母全部转变为大写upper 47

2.2.7 判断是否为字符串ischar 48

2.2.8 指示字符串中文字符的位置isletter 48

2.2.9 指示字符串中空格符的位置isspace 49

2.2.10 生成多行字符串矩阵str2mat 49

第3章 矩阵分析函数 51

3.1 矩阵分解 51

3.1.1 LU分解lu 51

3.1.2 QR分解qr 52

3.1.3 特征值分解eig 54

3.1.4 特征值的QZ分解qz 57

3.1.5 奇异值分解svd 58

3.1.6 广义奇异值分解gsvd 60

3.1.7 Cholesky分解chol 61

3.1.8 Schur分解schur 63

3.1.9 海森伯格分解hess 64

3.1.10 正交规范化orth 66

3.2 线性方程组求解 67

3.2.1 利用矩阵除法求解线性方程组\\ 67

3.2.2 简化矩阵rref 67

3.2.3 求线性齐次方程组通解null 68

3.2.4 LQ法求解线性方程组symmlq 69

3.2.5 双共轭梯度法求解方程组bicg 70

3.2.6 复共轭梯度法求解方程组cgs 72

3.2.7 LSQR法求解方程组lsqr 74

3.2.8 最小残差法求解方程组minres 75

3.2.9 广义最小残差法求解方程组gmres 77

3.2.10 准最小残差法求解方程组qmr 78

3.3 稀疏矩阵 80

3.3.1 建立稀疏矩阵sparse 80

3.3.2 建立对角稀疏矩阵spdiags 81

3.3.3 建立单位稀疏矩阵speye 84

3.3.4 建立均匀分布随机分布稀疏矩阵sprand 85

3.3.5 建立正态分布随机分布稀疏矩阵sprandn 86

3.3.6 建立对称随机稀疏矩阵sprandsym 88

3.3.7 将稀疏矩阵转化为满矩阵full 89

3.3.8 确定稀疏矩阵非零元素位置find 90

3.3.9 将外部数据转化为稀疏矩阵spconvert 92

3.3.10 计算稀疏矩阵非零元素个数nnz 93

3.3.11 确定稀疏矩阵的非零元素nonzeros 94

3.3.12 对非零元素进行函数运算spfun 95

3.3.13 绘制稀疏矩阵非零元素的分布图spy 95

3.3.14 稀疏矩阵的排序colamd 97

3.3.15 稀疏矩阵的非零元素列变换colperm 98

3.3.16 稀疏矩阵的特征值分解eigs 99

第4章 数值计算函数 102

4.1 基本数学函数 102

4.1.1 绝对值abs 102

4.1.2 指数exp 103

4.1.3 自然对数log 104

4.1.4 常用对数log10 105

4.1.5 余数rem 105

4.1.6 模数mod 106

4.1.7 组合数nchoosek 107

4.2 三角函数 107

4.2.1 正弦sin 107

4.2.2 反正弦asin 108

4.2.3 余弦cos 108

4.2.4 反余弦acos 109

4.2.5 正切tan 109

4.2.6 反正切atan 110

4.2.7 余切cot 111

4.2.8 反余切acot 111

4.2.9 正割sec 112

4.2.10 反正割asec 112

4.2.11 余割csc 113

4.2.12 反余割acsc 113

4.3 扩展三角函数 114

4.3.1 双曲正弦sinh 114

4.3.2 反双曲正弦asinh 115

4.3.3 双曲余弦cosh 115

4.3.4 反双曲余弦acosh 116

4.3.5 双曲正切tanh 116

4.3.6 反双曲正切atanh 117

4.3.7 双曲余切coth 118

4.3.8 反双曲余切acoth 118

4.3.9 双曲正割sech 119

4.3.10 反双曲正割asech 119

4.3.11 双曲余割csch 120

4.3.12 反双曲余割acsch 121

4.4 排序和取整函数 121

4.4.1 排序sort 121

4.4.2 向零方向取整fix 124

4.4.3 向最近方向取整round 125

4.4.4 向负无穷方向取整floor 125

4.4.5 向正无穷方向取整ceil 126

4.5 复数函数 126

4.5.1 计算复数的实部real 126

4.5.2 计算复数的虚部imag 127

4.5.3 计算复数的相角angle 128

4.5.4 计算复数的共轭conj 128

4.5.5 建立复数complex 129

第5章 二维图形函数 131

5.1 一般二维图形 131

5.1.1 绘制二维曲线图plot 131

5.1.2 分区绘图subplot 133

5.1.3 绘制函数曲线fplot 134

5.1.4 建立图形窗口figure 135

5.1.5 填加二维曲线图line 137

5.1.6 图形保持hold 138

5.2 图形的修饰 139

5.2.1 设置颜色与线型cs 139

5.2.2 设置图形标题title 140

5.2.3 设置横轴标题xlabel 141

5.2.4 设置纵轴标题ylabel 142

5.2.5 添加图例legend 142

5.2.6 设定坐标轴属性axis 143

5.2.7 添加文字text 144

5.2.8 添加网格grid 145

5.2.9 添加边框box 145

5.3 特殊二维图形 146

5.3.1 双对数坐标图形loglog 146

5.3.2 单对数坐标图形semilogx/semilogy 147

5.3.3 极坐标图形polar 148

5.3.4 垂直条形图bar 149

5.3.5 水平条形图barh 150

5.3.6 阶梯图形stairs 150

5.3.7 填充图形fill 151

5.3.8 箭头图compass 152

5.3.9 误差图errobar 153

5.3.10 速度向量图feather 153

5.3.11 二维条形直方图hist 154

5.3.12 角度直方图rose 155

5.3.13 二维饼图pie 156

第6章 三维图形函数 157

6.1 一般三维图形 157

6.1.1 绘制三维曲线图plot3 157

6.1.2 添加三维曲线图line 158

6.1.3 网格图mesh 159

6.1.4 曲面图surf 162

6.1.5 球面图sphere 164

6.1.6 柱面图cylinder 167

6.2 特殊三维图形 169

6.2.1 二维等高线contour 169

6.2.2 三维等高线contour3 171

6.2.3 添加等高线标签clabel 172

6.2.4 填充三维图fill3 176

6.2.5 填充二维等高线contourf 177

6.2.6 三维饼图pie3 180

6.2.7 带等高线的曲面图surfc 181

6.2.8 光照模式曲面图surfl 183

6.2.9 瀑布图waterfall 184

第7章 数据分析函数 186

7.1 统计分析 186

7.1.1 最大值max 186

7.1.2 最小值min 188

7.1.3 平均值mean 190

7.1.4 中位数median 191

7.1.5 求和sum 192

7.1.6 连乘积prod 193

7.1.7 累积总和cumsum 194

7.1.8 累积连乘cumprod 195

7.2 微分和积分 196

7.2.1 一元函数积分quad 196

7.2.2 牛顿-康兹法计算积分quad8 197

7.2.3 梯形法计算定积分trapz 198

7.2.4 二元函数积分dblquad 199

7.2.5 微分计算diff 200

7.3 一元函数的值和解 202

7.3.1 多项式求根roots 202

7.3.2 求多项式poly 203

7.3.3 一元函数的零点fzero 204

7.4 微分方程求解 206

7.4.1 初值问题的2-3阶Rung-Kutta法ode23 206

7.4.2 初值问题的4-5阶Rung-Kutta法ode45 210

7.4.3 边值问题的求解bvp4c 212

7.5 插值和拟合 215

7.5.1 一维插值interp1 215

7.5.2 二维插值interp2 217

7.5.3 多项式拟合polyfit 219

7.5.4 高斯牛顿非线性拟合nlinfit 220

7.5.5 非线性拟合绘图nlintool 221

第8章 符号运算函数 223

8.1 算术符号运算 223

8.1.1 符号对象的生成syms/sym 223

8.1.2 求复合函数compose 225

8.1.3 求反函数finverse 226

8.1.4 符号表达式求和symsum 227

8.1.5 合并同类项collect 228

8.1.6 展开符号表达式expand 230

8.1.7 因式分解factor 231

8.1.8 符号表达式的简化simplify 232

8.1.9 求符号表达式的分子与分母numden 234

8.1.10 符号矩阵转化为数值矩阵double 235

8.1.11 代数方程的解析解solve 236

8.1.12 符号表达式的最简形式simple 238

8.2 符号微积分 239

8.2.1 计算极限limit 239

8.2.2 符号微分diff 240

8.2.3 符号函数积分int 242

8.2.4 常微分方程的符号解dsolve 243

8.3 绘制符号函数 245

8.3.1 二维曲线图ezplot 245

8.3.2 三维曲线图ezplot3 249

8.3.3 网格图ezmesh 251

8.3.4 曲面图ezsurf 254

8.3.5 等高线图ezcontour 255

8.3.6 填充等高线图ezcontourf 257

8.3.7 带等高线的网格图ezmeshc 258

8.3.8 带等高线的曲面图ezsurfc 261

8.3.9 极坐标图ezpolar 262

8.4 积分变换 264

8.4.1 Fourier积分变换fourier 264

8.4.2 逆Fourier积分变换infourier 265

8.4.3 Laplace积分变换laplace 266

8.4.4 逆Laplace积分变换ilaplace 266

8.4.5 Z-变换ztrans 267

8.4.6 逆Z-变换iztrans 268

8.5 其他符号运算 269

8.5.1 可变精度计算vpa 269

8.5.2 符号替换subs 270

8.5.3 Taylor级数展开taylor 271

8.5.4 Jacobian矩阵jacobian 272

8.5.5 符号多项式转化为数值多项式sym2poly 273

第9章 概率统计函数 274

9.1 随机数的创建 274

9.1.1 二项分布随机数binornd 274

9.1.2 正态分布随机数normrnd 275

9.1.3 不同分布的随机数random 277

9.2 随机变量的描述 279

9.2.1 概率密度值pdf 279

9.2.2 二项分布的密度函数binopdf 281

9.2.3 卡方分布的密度函数chi2pdf 281

9.2.4 非中心卡方分布的密度函数ncx2pdf 282

9.2.5 对数正态分布lognpdf 283

9.2.6 F分布的概率密度值fpdf 284

9.2.7 非中心F分布函数值ncfpdf 285

9.2.8 T分布的概率密度值tpdf 286

9.2.9 Γ分布的概率函数gampdf 287

9.2.10 负二项分布的概率密度nbinpdf 288

9.2.11 指数分布函数exppdf 289

9.2.12 瑞利分布的概率密度raylpdf 290

9.2.13 韦伯尔分布的概率密度weibpdf 291

9.2.14 正态分布的概率值normpdf 292

9.2.15 泊松分布的概率密度poisspdf 293

9.3 随机变量的累积概率 294

9.3.1 通用累计概率的计算cdf 294

9.3.2 二项分布的累积概率值binocdf 296

9.3.3 二项分布的累积概率值normcdf 297

9.3.4 逆累积分布函数icdf 298

9.3.5 正态分布逆累积分布函数norminv 299

9.4 随机变量的特征参数 300

9.4.1 样本方差var 300

9.4.2 标准差std 301

9.4.3 几何平均数geomean 302

9.4.4 调和平均数harmmean 303

9.4.5 最大值与最小值之差range 304

9.4.6 样本的偏斜度shewness 305

9.4.7 均匀分布的期望和方差unifstat 306

9.4.8 正态分布的期望和方差normstat 307

9.4.9 二项分布的期望和方差binostat 309

9.4.10 协方差cov 310

9.4.11 相关系数corrcoef 311

第10章 数理统计函数 313

10.1 参数估计 313

10.1.1 均匀分布参数估计unifit 313

10.1.2 正态分布参数估计normfit 315

10.1.3 指数分布参数估计expfit 317

10.1.4 二项分布参数估计binofit 318

10.1.5 β分布参数估计betafit 320

10.1.6 γ分布参数估计gamfit 321

10.1.7 韦伯分布参数估计weibfit 322

10.1.8 泊松分布参数估计poissfit 323

10.1.9 指定分布的参数估计mle 324

10.1.10 非线性模型的参数估计置信区间nlparci 326

10.1.11 非线性模型置信区间预测nlpredci 327

10.1.12 有非负限制的最小二乘法lsqnonneg 329

10.1.13 负β分布对数似然函数betalike 330

10.1.14 负γ分布对数似然函数gamlike 331

10.1.15 负正态分布对数似然函数normlike 331

10.1.16 韦伯分布对数似然函数weiblike 332

10.2 假设检验 333

10.2.1 t检验法ttest 333

10.2.2 z检验法ztest 334

10.2.3 符号检验signtest 335

10.2.4 秩和检验ranksum 335

10.2.5 符号秩和检验signrank 336

10.2.6 两个正态总体均值差的检验ttest2 337

10.2.7 正态分布的拟合优度测试jbtest 338

10.2.8 两个样本具有相同的连续分布的假设

检验kstest2 339

10.3 统计图形显示 340

10.3.1 最小二乘拟合直线lsline 340

10.3.2 正态分布概率图形normplot 341

10.3.3 概率表图表tabulate 341

10.3.4 样本概率图capaplot 342

10.3.5 经验累积分布函数图形cdfplot 343

10.3.6 韦伯分布概率图weibplot 344

10.3.7 带正态密度曲线的直方图histfit 345

10.3.8 样本数据的箱形图boxplot 345

10.3.9 添加参考线refline 346

10.3.10 添加多项式曲线refcurve 347

第11章 图像和动画函数 349

11.1 图像处理 349

11.1.1 获取当前色图colormap 349

11.1.2 控制色图brighten 350

11.1.3 显示颜色条colorbar 352

11.1.4 提高灰色对比度contrast 353

11.1.5 绘制色图rgbplot 354

11.1.6 设置颜色色调shading 354

11.1.7 隐藏线条hidden 356

11.1.8 光照处理light 357

11.1.9 设置材质material 358

11.2 图像读写 360

11.2.1 读入图像文件imread 360

11.2.2 读出图像文件imwrite 361

11.3 动画制作 362

11.3.1 设置视角view 362

11.3.2 设置旋转rotate 364

11.3.3 色图变换spinmap 365

11.3.4 建立画面构架数组getframe 367

11.3.5 播放画面movie 368

11.3.6 二维彗星图comet 369

11.3.7 三维彗星图comet3 371

第12章 程序设计指令 372

12.1 M文件 372

12.1.1 命令文件 372

12.1.2 函数文件function 372

12.2 参数与变量指令 373

12.2.1 判断输入参数个数nargin 373

12.2.2 判断输出参数个数nargout 375

12.2.3 定义全局变量global 376

12.2.4 识别全局变量isglobal 377

12.3 程序结构 377

12.3.1 循环语句for 377

12.3.2 循环语句while 378

12.3.3 分支语句if 379

12.3.4 分支语句switch 380

12.4 流程控制 382

12.4.1 指令显示echo 382

12.4.2 键盘输入input 382

12.4.3 程序暂停pause 383

12.4.4 程序中断break 383

12.5 数据的存取 384

12.5.1 数据保存save 384

12.5.2 数据读取load 385

附录 函数和指令检索表 387

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