精通MATLAB科學計算 精通MATLAB pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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溫正 著

圖書標籤:

• MATLAB
• 科學計算
• 數值分析
• 算法
• 工程數學
• 數據分析
• 仿真
• 建模
• 數學軟件
• 高等教育

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302387442

版次：1

商品編碼：11685123

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：481

編輯推薦

本係列圖書是在MathWorks公司技術人員的大力支持下，由中科院、清華、北航等相關科研機構的一綫專傢聯閤編著，內容專業性強、實踐性強，書中很多項目實例拿來可用，二次開發。係列圖書包括：

精通MATLAB R2014a

精通MATLAB科學計算

精通MATLAB智能算法

精通MATLAB/Simulink係統仿真

精通MATLAB信號處理

精通MATLAB圖像處理

內容簡介

　　《精通MATLAB科學計算》以全新推的MATLAB2014a軟件為基礎，詳細介紹瞭各種科學計算方法及MATLAB在科學計算中的應用，是一本掌握MATLAB科學計算方法的綜閤性參考書。全書以科學計算在MATLAB中的應用為主綫，結閤各種應用案例，詳細介紹瞭科學計算的MATLAB實現方法。全書包括MATLAB基礎應用及科學計算兩部分，共14章。其中MATLAB基礎應用部分詳細介紹瞭MATLAB的計算入門知識、基本運算方法、圖形的可視化及編程方法等，這些都是掌握科學計算的必備知識。科學計算部分詳細介紹瞭MATLAB的插值擬閤、數值擬閤、微分方程求解、級數、微分方程（組）求解、綫性方程（組）求解、非綫性方程（組）求解、常微分方程（組）求解、概率與統計計算等相關知識。另外，《精通MATLAB科學計算》還介紹瞭MATLAB模糊邏輯工具箱的應用及偏較小二乘應用分析等內容。

目錄

第一部分MATLAB基礎知識
第1章MATLAB計算入門
1 1 MATLAB平颱簡介
1.2 MATLAB功能
1 3圖形繪製
1 4用戶路徑設置
1 5 MATLAB的幫助係統
1 5.1聯機幫助係統
1.5.2 命令窗口查詢幫助係統
1 5.3聯機演示係統
本章小結
第2章MATLAB基本運算
2 1 MATLAB的數據類型
2.1.1變量和常量
2.1.2數值型數據
2.1.3字符型數據
2.1.4元胞數組
2.1 5結構體
2.1.6函數句柄
2 1.7數據類型間的轉換
2.2矩陣運算
2.2.1 矩陣生成
2 2.2嚮量的生成
2.3奇異值分解
2 4矩陣的基本函數運算
2 4.1 矩陣的分解運算
2.4.2關係運算和邏輯運算
2 5綫性方程組
2 5 1 矩陣逆和除法解恰定方程組
2 5.2矩陣除法解超定方程組
2 5.3矩陣除法解欠定方程組
2.6符號運算
2 6.1符號錶達式的生成
2.6 2符號矩陣
2.6.3常用符號運算
2 7復數及其運算
2.7.1 復數和復矩陣的生成
2.7.2復數的運算
2.7.3 留數運算
2 7 4 Taylor級數展開
2.7.5 Fou rier變換及其逆變換
2.7 6 Laplace變換及其逆變換
2.7.7 2變換及其逆變換
2 8多項式求解
本章小結
第3章MATLAB圖形可視化
3.1 圖形繪製
3 1.1離散數據圖形繪製
3.1.2 函數圖形繪製
3.1.3圖形繪製的基本步驟
3 2二維圖形
3.2.1 plot指令
3 2.2格柵
3.2.3圖形標記說明
3 2.4綫型、標記和顔色
3.2.5 子圖繪製
3 2 6拓撲關係圖
3.2.7雙坐標軸繪製
3.2.8二元函數的僞色彩
3.2.9 MATLAB特殊符號標記
3.3三維圖形繪製
3.3.1 網格圖繪製
3 3 2麯綫圖繪製
3 3 3 麯麵圖的繪製
3 3 4繪製等值綫圖
3 3 5特殊圖形繪製
3 4 MATLAB動畫設計
本童小結
第4章MATLAB編程入門
4.1 MATLAB編程概述
4.2 MATLAB編程原則
4 3 M文件
4 4 MATLAB程序控製語句運用
4 5 MATLAB中的函數及調用
4 5.1 函數類型
4 5.2函數參數傳遞
4.6 MATLAB程序調試
4 6.1 調試方法
4.6.2 M文件分析工具
4.7 MATLAB常用編程技巧
4 7.1 循環計算
4.7.2使用例外處理機製
4 7.3通過varargin傳遞參數
本章小結
第二部分MATLAB科學計算
第5章插值擬閤
5 1 插值問題
5.1 1 拉格朗日插值
5.1 2牛頓均差插值
5 2一維數據插值
5 3埃爾米特插值法
5 4二維數據插值
5 5 迴歸分析
本章小結
第6章數據擬閤
6.1 函數逼近
6.1.1切比雪夫逼近
6 1.2傅裏葉逼近
6 2最小二乘擬閤
6.3多項式擬閤
6.4 麯綫擬閤的最小二乘法
6.5用正交多項式作最小二乘擬閤
……
第7章 微分方程求解
第8章 微分方程及級數
第9章 綫性方程（組）求解
第10章 非綫性方程（組）求解
第11章 常微分方程（組）求解
第12章 概率統計分布計算
第13章 MATLAB模糊邏輯工具箱使用

前言/序言

《MATLAB 工程實踐：算法解析與應用開發》 前言 在當今科技飛速發展的時代，高效、精準的數值計算和數據分析能力已成為各領域專業人士不可或缺的核心競爭力。MATLAB，作為一款功能強大且廣泛應用於工程、科學研究和金融領域的集成開發環境，以其簡潔的語法、豐富的工具箱以及直觀的可視化能力，為解決復雜問題提供瞭堅實的基礎。本書旨在帶領讀者深入理解MATLAB在實際工程項目中的應用，重點關注算法的原理性解析與高效的代碼實現，以及如何將這些算法轉化為實際可用的應用程序。我們不滿足於僅僅介紹MATLAB的語法和函數，更緻力於揭示其背後的科學原理和工程邏輯，幫助讀者從“會用”MATLAB提升到“精通”MATLAB，真正成為解決實際問題的能手。 本書內容概覽 本書並非一本MATLAB入門教程，它假設讀者已經具備一定的MATLAB基礎知識，能夠理解基本的語法結構和常用函數。我們將跳過最基礎的概念，直接切入核心的科學計算與工程應用層麵。全書共分為四個主要部分，由淺入深，層層遞進，旨在構建一個係統化的MATLAB工程實踐知識體係。 第一部分：核心算法的MATLAB實現與優化 在這一部分，我們將深入探討在科學計算和工程領域至關重要的幾類核心算法，並重點講解如何在MATLAB中高效地實現它們。我們不僅會展示算法的代碼，更會剖析其數學原理、時間復雜度和空間復雜度，並探討如何通過嚮量化、並行計算以及閤適的算法選擇來優化計算性能。 綫性代數與矩陣運算的精妙之處： 基礎篇： 深入講解矩陣分解（如LU分解、QR分解、ChVD分解）在求解綫性方程組、計算行列式、求逆矩陣等方麵的應用。我們將展示不同分解方法的數值穩定性和計算效率差異，以及在MATLAB中如何利用內置函數高效實現。 進階篇： 探討特徵值與特徵嚮量的計算及其在降維（如PCA）、振動分析、係統穩定性判彆等領域的應用。我們將分析不同特徵值計算算法（如冪法、QR算法）的原理與MATLAB實現，並演示其在實際問題中的應用。 優化與大規模問題： 針對大規模綫性方程組的求解，我們將介紹迭代求解器（如共軛梯度法、GMRES）的原理和MATLAB實現，並分析其收斂條件和適用範圍。 數值積分與微分方程的求解藝術： 數值積分： 詳細講解牛頓-科特斯公式（梯形法則、辛普森法則）、高斯-拉格朗日積分等數值積分方法的原理，並展示在MATLAB中如何利用`integral`函數族實現高精度積分。我們將探討自適應積分策略，以及在處理奇異函數時的特殊技巧。 常微分方程 (ODE) 求解： 深入分析顯式歐拉法、龍格-庫塔法（如RK45）、隱式方法等經典ODE求解器的原理，以及它們在MATLAB中的實現（如`ode45`, `ode15s`）。我們將討論剛性方程的識彆與求解策略，以及變步長控製的機製。 偏微分方程 (PDE) 求解： 介紹有限差分法、有限元法等求解PDE的基本思想，並展示在MATLAB的PDE工具箱（如PDE Toolbox）中的應用，以解決熱傳導、流體動力學、電磁場等問題。 優化算法的探索與應用： 無約束優化： 詳細講解梯度下降法、牛頓法、擬牛頓法（如BFGS）等無約束優化算法的原理，並介紹MATLAB優化工具箱中的相關函數（如`fminunc`），並演示其在參數估計、模型擬閤等場景的應用。 約束優化： 探討綫性規劃（單純形法）、二次規劃、非綫性約束優化（如SQP方法）的原理，以及MATLAB中對應的函數（如`linprog`, `quadprog`, `fmincon`）。我們將重點分析約束條件的設置與處理，以及目標函數的設計。 全局優化與智能算法： 介紹模擬退火、遺傳算法、粒子群優化等全局優化方法，並展示如何在MATLAB中實現這些算法，解決傳統方法難以處理的多峰值或非凸優化問題。 第二部分：信號處理與圖像分析的MATLAB實踐 信號與圖像是現代科學技術中無處不在的元素，MATLAB提供瞭強大的工具箱來應對相關的挑戰。本部分將聚焦於信號處理和圖像分析的核心技術，並展示如何在MATLAB中進行高效實現和應用。 數字信號處理 (DSP) 的核心技術： 離散傅裏葉變換 (DFT) 與快速傅裏葉變換 (FFT)： 深入理解FFT算法的原理，以及它在頻譜分析、濾波、係統識彆等領域的應用。我們將演示如何利用MATLAB的`fft`函數族進行信號的頻率域分析，並探討窗函數的使用對頻譜分辨率的影響。 濾波器設計與應用： 詳細講解FIR濾波器和IIR濾波器的設計原理，包括窗函數法、頻率采樣法、切比雪夫逼近法等。我們將展示在MATLAB中如何利用`designfilt`和相關函數設計各種類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻），並進行實際信號的處理，如去噪、信號分離。 時頻分析： 介紹短時傅裏葉變換（STFT）、小波變換（WT）等時頻分析技術，以及它們在非平穩信號分析中的優勢。我們將演示如何利用MATLAB的`spectrogram`和`w omfatt`函數族進行時頻分析，並解釋它們在語音識彆、故障診斷等領域的應用。 數字圖像處理的基礎與進階： 圖像增強與復原： 探討直方圖均衡化、對比度拉伸、空間濾波（平滑、銳化）等圖像增強技術，以及均值濾波、中值濾波、維納濾波等圖像復原技術。我們將展示在MATLAB圖像處理工具箱中的相關函數，並分析它們的作用機理。 圖像變換與特徵提取： 講解傅裏葉變換、離散餘弦變換（DCT）、小波變換在圖像壓縮和特徵提取中的應用。我們將重點介紹SIFT、SURF等尺度不變特徵提取算法的原理，並演示在MATLAB中如何利用相關工具箱實現特徵匹配。 圖像分割與識彆： 介紹閾值分割、邊緣檢測（Canny、Sobel）、區域生長、Watershed算法等圖像分割技術。我們將探討模闆匹配、特徵匹配在圖像識彆中的應用，並簡要介紹基於深度學習的圖像識彆方法在MATLAB中的實踐。 第三部分：MATLAB在係統建模與仿真中的應用 強大的建模與仿真能力是MATLAB在工程領域的核心優勢之一。本部分將深入探討如何利用MATLAB進行係統建模，並進行高效的仿真分析。 Simulink：可視化建模與仿真平颱： 基礎建模： 詳細介紹Simulink的基本操作，包括模塊庫的使用、信號流的搭建、參數的配置。我們將通過實例講解如何建立簡單的動態係統模型，如控製係統、信號流圖。 高級建模： 探討狀態空間模型、傳遞函數模型、框圖模型等在Simulink中的實現方式。我們將深入講解如何利用Stateflow進行復雜邏輯和狀態機建模，以及如何利用Simscape進行多領域物理係統建模。 仿真分析與調優： 講解不同仿真器的選擇（如ode45、ode15s）及其適用性，以及仿真步長、精度等參數的設置。我們將演示如何進行參數掃描、靈敏度分析，以及如何利用MATLAB的調試工具來分析仿真結果。 物理係統建模與仿真（Simscape）： 多領域仿真： 介紹Simscape的物理建模語言（PSL）和組件庫，展示如何對電氣、機械、液壓、熱力學等物理係統進行直觀的建模。 耦閤係統分析： 講解如何將不同領域物理係統進行耦閤仿真，例如電機驅動的機械係統，或集成瞭熱效應的電子電路。 模型部署與集成： 簡要介紹如何將Simulink模型生成代碼（如C/C++、HDL），以及如何與其他平颱進行集成。 第四部分：MATLAB高級應用與工程實踐 在掌握瞭核心算法和建模仿真技術之後，本部分將進一步拓展MATLAB的應用範圍，並探討一些高級的工程實踐技巧。 數據可視化與報告生成： 高級繪圖： 深入講解MATLAB在2D和3D圖形繪製方麵的強大功能，包括自定義坐標軸、圖例、注解，以及各種專業繪圖類型（如散點圖、雷達圖、等高綫圖、三維麯麵圖）。我們將演示如何利用`figure`, `axes`, `plot`等函數進行精細化控製。 交互式可視化： 介紹如何創建交互式圖錶，例如使用`zoom`, `pan`功能，以及如何利用`datatip`和`datacursor`進行數據點信息查看。 報告自動化： 講解如何利用MATLAB的報告生成工具（如MATLAB Report Generator）將仿真結果、分析圖錶、代碼片段等整閤到專業的報告中，實現報告的自動化生成，極大地提高工作效率。 MATLAB與其他語言的集成： 調用C/C++代碼： 詳細介紹MATLAB與C/C++的接口技術，包括MATLAB Coder和MEX文件，演示如何將MATLAB代碼編譯成C/C++函數，或者如何將C/C++函數集成到MATLAB環境中。 調用Python代碼： 介紹MATLAB與Python的互操作性，以及如何利用`py.module.function`調用Python庫，實現兩種語言的優勢互補。 與其他軟件集成： 簡要提及MATLAB與其他工程軟件（如LabVIEW、ANSYS）的接口和數據交換方式。 代碼規範、測試與部署： 高質量代碼編寫： 強調代碼的可讀性、可維護性和可重用性，介紹良好的注釋規範、變量命名原則，以及如何進行代碼重構。 單元測試與代碼覆蓋率： 講解如何利用MATLAB的測試框架（如MATLAB Test）編寫單元測試，確保代碼的正確性和健壯性，並評估代碼覆蓋率。 代碼性能分析與優化： 介紹MATLAB的性能分析工具（如Profiler），幫助定位代碼瓶頸，並指導優化方嚮。 模型與代碼部署： 簡要介紹將MATLAB模型或代碼部署到嵌入式係統、Web應用或其他平颱的方法。 結語 本書的編寫旨在為讀者提供一個堅實的MATLAB工程實踐框架。我們相信，通過對核心算法原理的深入理解、對MATLAB強大功能的熟練運用，以及對工程實踐中常見問題的有效解決，讀者將能夠自信地應對各種復雜的技術挑戰。本書內容涵蓋廣泛，但每一個主題都力求深入淺齣，並輔以豐富的實例，以期幫助讀者真正做到“精通MATLAB”在科學計算與工程應用領域的實踐。希望本書能成為您在MATLAB學習和工程實踐道路上的一位得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容讓我眼前一亮！我是一名長期從事科學研究的人員，對MATLAB在數值模擬和數據分析方麵的能力一直有所關注。《精通MATLAB科學計算》這本書的內容深度和廣度都讓我印象深刻。它不僅僅停留在基礎函數的介紹，而是深入探討瞭許多科學計算的核心算法和技術。例如，書中關於求解偏微分方程的部分，詳細介紹瞭有限元法和有限差分法的原理，並給齣瞭相應的MATLAB實現，這對於我進行物理模型的仿真非常有幫助。此外，對於數據處理和統計分析的部分，作者也提供瞭非常實用的技巧和方法，比如如何進行數據預處理、特徵提取、模型構建以及結果評估等。書中提供的代碼示例清晰易懂，並且都經過瞭嚴謹的測試，可以直接應用於實際問題。我尤其欣賞的是，書中對於一些復雜算法的講解，並沒有采用過於抽象的數學語言，而是通過直觀的圖示和逐步的代碼推導，讓讀者能夠循序漸進地理解。這對於非數學專業的讀者來說，無疑是一個巨大的福音。總而言之，這本書是一本非常寶貴的參考書，它不僅提升瞭我MATLAB的技能，更重要的是，它幫助我深刻理解瞭科學計算的理論和實踐。

評分☆☆☆☆☆

我一直以來都在尋找一本能夠真正幫助我提升MATLAB在科學研究中應用水平的書籍，而《精通MATLAB科學計算》這本書的齣現，絕對是我的一個驚喜！它所涵蓋的內容非常全麵，而且講解得深入淺齣，讓我受益匪淺。我尤其喜歡書中關於“精通MATLAB”這部分內容的講解，它不僅僅局限於基礎的編程技巧，而是從更宏觀的角度，教授瞭我如何更有效地利用MATLAB來解決復雜的科學問題。例如，書中關於優化算法的講解，讓我理解瞭如何針對不同的優化問題選擇閤適的算法，並有效地求解。另外，在數據可視化方麵，書中提供瞭許多高級的繪圖技巧，讓我能夠將我的研究結果以更清晰、更具說服力的方式呈現齣來。我最欣賞的是，書中在講解每一個知識點的時候，都緊密結閤瞭實際的科學計算應用場景，讓我能夠清晰地看到理論知識是如何轉化為實際解決方法的。這種“知其然，更知其所以然”的學習體驗，是我在其他書籍中很少獲得的。總的來說，這本書的每一個章節都充滿瞭實用價值，它不僅是一本技術手冊，更是一本能夠啓發我思考和創新的指南。

評分☆☆☆☆☆

我之前嘗試過學習MATLAB，但總是感覺停留在“知道怎麼用”的層麵，對於其背後的原理和更高級的應用總是摸不著頭腦。《精通MATLAB科學計算》這本書的齣現，簡直就像一道曙光！它沒有簡單地羅列命令和函數，而是從科學計算的本質齣發，逐步引導讀者理解MATLAB強大的計算能力是如何實現的。我特彆欣賞書中在介紹各種數值方法時，詳細闡述瞭算法的理論基礎，並用清晰的圖錶和代碼示例來解釋其工作原理。這讓我能夠真正理解為什麼某個算法有效，以及在不同情況下應該如何選擇和應用。書中涵蓋的內容非常廣泛，從基礎的綫性代數運算到復雜的微分方程求解，再到統計分析和數據可視化，幾乎涵蓋瞭科學計算的方方麵麵。而且，書中提供的代碼示例都非常實用，可以直接拿來應用到自己的研究項目中，大大節省瞭我的時間。我尤其喜歡它在講解數據處理和可視化部分，通過生動的例子教會我如何有效地分析和呈現科學數據，這對於我撰寫研究報告和學術論文非常有幫助。這本書真的讓我對MATLAB的理解上升到瞭一個全新的高度，從一個“工具使用者”變成瞭一個“科學計算的探索者”。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我驚艷到瞭！我一直以來都對MATLAB在科學計算領域的應用非常感興趣，但總覺得缺乏一個係統性的指導。市麵上雖然有很多MATLAB的書籍，但大多要麼過於基礎，要麼過於偏重某一特定應用方嚮，很難找到一本能夠全麵涵蓋科學計算核心內容，並且深入淺齣的教材。《精通MATLAB科學計算》這本書正好填補瞭我的這個需求。從一開始接觸，我就被它紮實的理論基礎和豐富的實踐案例所吸引。書中不僅講解瞭MATLAB的核心語法和常用函數，更重要的是，它把這些知識點巧妙地融入到瞭各種實際的科學計算場景中，比如數值分析、數據處理、信號處理、圖像處理等等。每一章都像是在解決一個真實世界的問題，讓我能清晰地看到MATLAB是如何被用來解決這些問題的。更讓我印象深刻的是，書中並沒有迴避復雜的問題，而是循序漸進地引導讀者理解其中的原理和實現方法。即使是初學者，也能在作者的帶領下，逐步建立起對科學計算的認知。我尤其喜歡它在講解數值算法時，不僅給齣瞭MATLAB的實現代碼，還對算法的原理、優缺點進行瞭深入的分析，這讓我不僅僅是“學會用”，更是“理解為什麼”。這種深度和廣度的結閤，是我之前從未在其他MATLAB書籍中找到的。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直太棒瞭！我是一名對數據分析和科學建模充滿熱情的研究生，一直以來都在尋找一本能夠係統性地提升我的MATLAB技能的書籍。《精通MATLAB科學計算》這本書完全滿足瞭我的需求，甚至超齣瞭我的預期。它不僅僅是一個MATLAB的入門指南，更像是一個深入的科學計算學習平颱。書中對各種數值算法的講解非常透徹，從基本原理到MATLAB的實現，都做得非常到位。我尤其喜歡書中在講解信號處理和圖像處理部分時，不僅提供瞭代碼示例，還深入分析瞭算法的數學原理以及在實際應用中的注意事項。這讓我能夠更好地理解為什麼要這樣做，而不是僅僅照搬代碼。而且，書中提供的案例都非常有代錶性，涵蓋瞭物理、工程、生物等多個學科領域，讓我能夠從中學習到不同領域的科學計算方法。我最欣賞的是，書中並沒有迴避一些相對復雜的概念，而是通過生動形象的比喻和清晰的邏輯結構，將它們解釋得非常易於理解。這本書讓我對MATLAB的理解上升到瞭一個新的層次，我感覺自己已經能夠獨立地運用MATLAB來解決更復雜的科學問題瞭。

評分☆☆☆☆☆

matlab不能精通也得略知一二啊?

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

東西還是不錯的，在京東買還是比較放心

評分☆☆☆☆☆

不錯，書的內容很詳細，很閤適

評分☆☆☆☆☆

很好的教程，專業計算基礎

評分☆☆☆☆☆

趕上618買瞭很多書，彆的時候買不閤適。

評分☆☆☆☆☆

看來要好好學一下

評分☆☆☆☆☆

matlab不能精通也得略知一二啊?

評分☆☆☆☆☆

源於他人們在於此前往後悔莫及