MATLAB原理與應用（第7版） 工程問題求解與科學計算 Essential MATLAB for Engineers and Scientists 7th Edition

◆　全書進行了全面更新，包括MATLAB R2018b中的許多新特性 ◆　用一章的篇幅介紹有用的工具箱 ◆　提供了大量工程應用示例

布萊恩·D.哈恩（Brian D.Hahn），曾是南非開普敦大學的數學和應用數學系的教授。
在他的職業生涯中，Brian撰寫了十幾本書，為初學者講授編程語言。
　　
丹尼爾·T.瓦倫丁（Daniel T.Valentine），榮譽退休教授，曾任紐約波茨坦克拉克森大學機械和航空工程系教授和系主任。
他還擔任紐約NASA太空撥款聯盟克拉克森太空撥款項目的副主任，該項目為本科生和研究生的研究提供支持。
他在美國羅格斯大學獲得機械工程學士和碩士學位，在美國天主教大學（CUA）獲得流體力學博士學位。

目錄
第I部分  基 礎 知 識
第1章  引言   3
1.1  使用MATLAB   4
1.1.1  算術   5
1.1.2  變量   5
1.1.3  數學函數   6
1.1.4  函數和命令   6
1.1.5  向量   6
1.1.6  線性方程組   8
1.1.7  教程和演示   9
1.2  Desktop   9
1.2.1  使用Editor和運行腳本   10
1.2.2  幫助、發布和視圖   12
1.2.3  活動腳本中的符號   14
1.2.4  APPS   16
1.2.5  附加特性   16
1.3  示例程序   18
1.3.1  剪切和粘貼   18
1.3.2  保存程序：腳本文件   19
1.3.3  程序實戰   20
1.4  本章小結   21
1.5  本章練習   21

第2章  MATLAB基礎   23
2.1  變量   23
2.2  工作空間   24
2.3  陣列：向量與矩陣   25
2.3.1  初始化向量：顯式列表   25
2.3.2  初始化向量：冒號運算符   26
2.3.3  linspace和logspace函數   26
2.3.4  轉置向量   27
2.3.5  下標   27
2.3.6  矩陣   27
2.3.7  捕獲輸出   28
2.3.8  結構規劃   28
2.4  重力作用下的垂直運動   29
2.5  運算符、表達式和語句   30
2.5.1  數字   31
2.5.2  數據類型   31
2.5.3  算術運算符   31
2.5.4  運算符的優先級   32
2.5.5  冒號運算符   32
2.5.6  轉置運算符   33
2.5.7  陣列的算術運算   33
2.5.8  表達式   34
2.5.9  語句   34
2.5.10  語句、命令和函數   35
2.5.11  公式向量化   35
2.6  輸出   38
2.6.1  disp語句   38
2.6.2  format命令   38
2.6.3  比例因子   39
2.7  for循環   40
2.7.1  用牛頓法計算平方根   40
2.7.2  階乘!   41
2.7.3  數列的極限   41
2.7.4  基本for結構   42
2.7.5  單行中的for語句   43
2.7.6  更加一般化的for語句   43
2.7.7  通過向量化避免使用for循環   43
2.8  判斷   45
2.8.1  單行if語句   45
2.8.2  if-else結構   46
2.8.3  單行if-else語句   47
2.8.4  elseif   47
2.8.5  邏輯運算符   48
2.8.6  多個if與elseif的對比   49
2.8.7  嵌套if   50
2.8.8  是否將if向量化   50
2.8.9  switch語句   50
2.9  復數   51
2.10  本章小結   52
2.11  本章練習   53

第3章  程序設計與算法開發   59
3.1  程序設計流程   59
3.2  MATLAB函數編程   65
3.2.1  內聯對象：諧振子   65
3.2.2  MATLAB函數：y=f(x)   66
3.3  本章小結   68
3.4  本章練習   68

第4章  MATLAB函數與數據導入導出工具   71
4.1  常用函數   71
4.2  導入和導出數據   75
4.2.1  load和save命令   76
4.2.2  導出文本(ASCII)數據   76
4.2.3  導入文本(ASCII)數據   76
4.2.4  導出二進制數據   76
4.2.5  導入二進制數據   77
4.3  本章練習   77

第5章  邏輯向量   79
5.1  示例   80
5.1.1  不連續圖   80
5.1.2  避免除零   80
5.1.3  避免無窮   81
5.1.4  對隨機數進行計數   82
5.1.5  擲骰子   82
5.2  邏輯運算符   83
5.2.1  運算符的優先級   84
5.2.2  危險   84
5.2.3  邏輯運算符和向量   84
5.3  將邏輯向量作為下標   85
5.4  邏輯函數   86
5.5  用邏輯向量代替elseif階梯   87
5.6  本章小結   89
5.7  本章練習   89

第6章  矩陣和陣列   91
6.1  矩陣   91
6.1.1  具體示例   91
6.1.2  創建矩陣   92
6.1.3  下標   93
6.1.4  轉置   93
6.1.5  冒號運算符   93
6.1.6  復制行和列   96
6.1.7  刪除行和列   96
6.1.8  初等矩陣   97
6.1.9  特殊矩陣   97
6.1.10  對矩陣使用MATLAB函數   98
6.1.11  操縱矩陣   99
6.1.12  對矩陣進行陣列運算   99
6.1.13  矩陣和for循環   99
6.1.14  矩陣的可視化   100
6.1.15  將嵌套的for循環向量化：貸款償還表格   100
6.1.16  多維陣列   102
6.2  矩陣運算   102
6.2.1  矩陣乘法   102
6.2.2  矩陣求冪運算   103
6.3  其他矩陣函數   104
6.4  種群增長：萊斯利矩陣   104
6.5  馬爾可夫過程   106
6.6  線性方程   108
6.6.1  MATLAB中的解法   109
6.6.2  殘量   109
6.6.3  超定方程組   109
6.6.4  欠定方程組   110
6.6.5  病態   110
6.6.6  矩陣除法   111
6.7  稀疏矩陣   112
6.8  本章小結   113
6.9  本章練習   113

第7章  函數M文件   115
7.1  示例：再看牛頓法   115
7.2  基本規則   116
7.2.1  子函數   120
7.2.2  私有函數   120
7.2.3  P-code文件   120
7.2.4  使用分析工具提高M文件的性能   120
7.3  函數句柄   120
7.4  命令/函數對偶性   122
7.5  函數名解析   122
7.6  調試M文件   122
7.6.1  調試腳本文件   122
7.6.2  調試函數   124
7.7  遞歸   124
7.8  本章小結   125
7.9  本章練習   125

第8章  循環   127
8.1  使用連續for語句的確定循環   127
8.1.1  二項式系數   127
8.1.2  更新過程   128
8.1.3  嵌套for語句   129
8.2  使用連續while語句的不確定循環   129
8.2.1  猜謎游戲   129
8.2.2  while語句   130
8.2.3  投資翻倍的時間   130
8.2.4  質數   131
8.2.5  拋射體軌跡   132
8.2.6  break和continue語句   133
8.2.7  菜單   134
8.3  本章小結   134
8.4  本章練習   135

第9章  MATLAB圖形   139
9.1  基本二維圖形   139
9.1.1  標簽   140
9.1.2  在相同的坐標軸上繪制多個圖形   140
9.1.3  線型、標記和顏色   141
9.1.4  坐標軸限制   141
9.1.5  在一幅圖中繪制多個圖形：subplot   142
9.1.6  figure、clf和cla函數   143
9.1.7  圖形輸入   143
9.1.8  對數作圖   143
9.1.9  極坐標作圖   144
9.1.10  繪制快速變化的數學函數：fplot   145
9.1.11  屬性編輯器   145
9.2  三維作圖   145
9.2.1  plot3   145
9.2.2  使用comet3繪制三維動畫   146
9.2.3  網面   146
9.2.4  等高線圖   148
9.2.5  使用NaN剪切曲面   148
9.2.6  可視化向量場   149
9.2.7  矩陣的可視化   150
9.2.8  三維圖形的旋轉   150
9.3  句柄圖形   151
9.3.1  獲得句柄   151
9.3.2  圖形對象的屬性和修改方法   152
9.3.3  句柄向量   153
9.3.4  圖形對象創建函數   154
9.3.5  指定父對象   154
9.3.6  定位圖形   154
9.4  編輯繪圖   155
9.4.1  繪圖編輯模式   155
9.4.2  屬性編輯器   155
9.5  動畫   156
9.6  顏色等屬性   158
9.6.1  色圖   158
9.6.2  曲面繪圖的顏色   160
9.6.3  Truecolor(真彩)   160
9.7  光照和鏡頭   161
9.8  保存、打印和導出圖形   161
9.8.1  保存和打開圖像文件   161
9.8.2  打印圖形   161
9.8.3  導出圖形   162
9.9  本章小結   162
9.10  本章練習   163

第10章  作為陣列的向量以及其他數據結構   167
10.1  更新過程   167
10.1.1  單位時間步長   167
10.1.2  非單位時間步長   169
10.1.3  使用函數   170
10.1.4  精確解   171
10.2  頻率、柱狀圖和直方圖   172
10.2.1  隨機漫步   172
10.2.2  直方圖   173
10.3  排序   173
10.3.1  冒泡排序   173
10.3.2  MATLAB中的sort函數   175
10.4  結構體   175
10.5  元胞陣列   177
10.5.1  將數據賦給元胞陣列   177
10.5.2  訪問元胞陣列中的數據   178
10.5.3  使用元胞陣列   178
10.5.4  顯示和可視化元胞陣列   179
10.6  類和對象   179
10.7  本章小結   179

第11章  錯誤和陷阱   181
11.1  語法錯誤   181
11.1.1  向量的大小不匹配   181
11.1.2  名稱屏蔽   182
11.2  邏輯錯誤   182
11.3  舍入誤差   182
11.4  本章小結   183
11.5  本章練習   183

第II部分  實踐應用
第12章  動力系統   187
12.1  懸臂梁   188
12.2  電流   189
12.3  自由落體   191
12.4  摩擦力作用下的投射體問題   197
12.5  本章小結   200
12.6  本章練習   200

第13章  模擬   201
13.1  隨機數的生成   201
13.2  旋轉硬幣   202
13.3  投擲骰子   202
13.4  細菌分裂   203
13.5  隨機游走   203
13.6  交通流量   204
13.7  正態(高斯)隨機數   206
13.8  總結   207
13.9  本章練習   207

第14章  數值方法入門   209
14.1  方程組   209
14.1.1  牛頓法   209
14.1.2  二分法   211
14.1.3  fzero函數   212
14.1.4  roots函數   212
14.2  積分   212
14.2.1  梯形法則   212
14.2.2  辛普森法則   213
14.2.3  quad函數   214
14.3  數值微分   214
14.4  一階微分方程   215
14.4.1  歐拉方法   215
14.4.2  示例：細菌生長   216
14.4.3  另一種下標表示法   217
14.4.4  預估-校正法   218
14.5  線性常微分方程(LODE)   218
14.6  龍格-庫塔法   219
14.6.1  單個微分方程   219
14.6.2  差分方程組：混沌   219
14.6.3  將額外參數傳遞給ODE求解程序   221
14.7  偏微分方程   222
14.8  復數變量和保角映像   224
14.9  其他數值方法   226
14.10  本章小結   227
14.11  本章練習   227

第15章  信號處理   229
15.1  諧波分析   230
15.2  快速傅里葉變換(FFT)   233

第16章  Simulink工具箱   237
16.1  彈簧-質塊-阻尼器動力系統   241
16.2  彈跳球動力系統   243
16.3  範德波爾振子   244
16.4  杜芬振子   245
16.5  本章練習   246

第17章  Symbolic工具箱   249
17.1  代數   250
17.1.1  多項式   250
17.1.2  向量   252
17.1.3  矩陣   253
17.2  微積分   255
17.3  拉普拉斯變換和Z變換   257
17.4  廣義函數*   258
17.5  微分方程   259
17.6  funtool、MuPAD和幫助文檔的使用   260
17.6.1  funtool   260
17.6.2  MuPAD記事本和幫助文檔   260
17.7  本章練習   262

附錄A  語法：快速參考   263
附錄B  運算符   267
附錄C  命令與函數：快速參考   269
附錄D  部分練習的答案   277