ứng dụng matlab trong chuyên ngành

giao trinh co ban maplap

øng dông matlab trong chuyªn ngµnh Phần I: Bổ túc về MATLAB 1.Một số đặc điểm chung về ngôn ngữ Matlab 2.Nhập dữ liệu và hiện thị kết quả 3.Các phép toán thông dụng 4.Các vòng lặp 5.Mảng và ma trận 6.Các lệnh về đa thức 7.Hàm symbolic 8.Văn bản (Xâu ký tự) 9.Một số đặc điểm về Matlab 10. Đồ họa 11. Phương trình, hệ phương trình đại số và siêu việt 12. Đạo hàm, tích phân 13. Phương trình vi phân cấp 1 14. Phương trình vi phân cấp cao 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 Home 1a 1 : một số đặc điểm của ngôn ngữ lập trình matlab 1) Tên biến, tên hàm và câu giải tích Tên biến , tên hàm : + Phân biệt chữ Hoa và chữ Thường + Bắt đầu bằng chữ cái ( không được dùng hầu hết các dấu) + Nhiều nhất chỉ được 31 k tự Câu giải thích sau dấu ( % ) 2) Câu lệnh, dòng lệnh Tên lệnh (từ khóa): viết chữ thường Các câu lệnh cách nhau bằng dấu chấm phẩy (;) nếu viết cùng một dòng Dùng dấu ba chấm ( .) để ngắt một phần câu lệnh xuống dòng tiếp theo 3) Soạn thảo văn bản chương trình: Tương tự như soạn thảo trong Word Lưu ý: Tên file (hay tên tệp) cũng được quy định như tên biến 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 2 1b 1 : một số đặc điểm của ngôn ngữ lập trình matlab 4) Lập trình trong cửa sổ lệnh Command Window >> Viết dòng lênh 1 rồi ấn phím <Enter> để thực hiện lệnh >> Viết dòng lênh 2 rồi ấn phím <Enter> để thực hiện lệnh >> Chỉ thích hợp cho các bài toán nhỏ Lưu ý: + Xóa màn hình bằng lệnh clc + Dùng các phím mũi tên hoặc < page Up/ Dowm> để dịch chuyển lên xuống 5) Lập trình trong cửa sổ Mfile Không cần khai báo trước các biến và các hàm ( trừ trường hợp sử dụng thêm các chương trình con Xem phần sau) Viết lần lượt từng dòng lệnh rồi ghi vào một file Tên file: + Bắt đầu bằng một ký tự + Không dùng dấu cách và hầu hết các dấu + Nhiều nhất là 31 ký tự Chạy chương trình bằng lệnh ( Run trong Menu Debut) hoặc ấn F5) Kết quả chạy chương trình hiện thị trên cửa sổ Commans Window Soạn thảo văn bản như trong Word Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 3 1c 1 : một số đặc điểm của ngôn ngữ lập trình matlab Viết trong cửa sổ Mfile Dòng đầu tiên khai báo chương trình con bằng từ khóa function + Nếu có nhiều biến ra: function [out1, out2] = Tên_hàm( các biến đầu vào) + Nếu chỉ có duy nhất một biến ra: function out = Tên_hàm(Các biến đầu vào) + Nếu chỉ sử dụng như một file dữ liệu: function Tên_hàm Viết từng dòng lệnh như chương trình chính Phân biệt biến toàn cục và biến địa phương + Biến toàn cục : Có tác dụng cả trong chương trình chính và trong chương trình con Phải khai báo các biến toàn cục bằng từ khóa global global bien_1 bien_2 bien_3 (ở cả chương trình chính và trong chương trình con) + Biến địa phương: Chỉ có tác dụng trong chương trình con Ghi lại thành một file: Tên file phải trùng với tên hàm Cách gọi function vào chương trình chính: Viết tại vị trí cần thiết trong chương trình chính: Tên_hàm( giá trị đầu vào) 6) Chương trình con ( file hàm): function file Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 4 2 2 : nhập dữ liệu và hiện thị kết quả 2.1.Nhập dữ liệu: 1) Khai báo trực tiếp trong câu lệnh: Gán trực tiếp một giá trị: x= a; Gán một khoảng giá trị: x= a : Dx : b; Biết trước bước biến thiên x= linspace( a, b, n) Biết trước khoảng biến thiên x= logspace( a, b, n) theo thang logarit for x = a : Dx : b Tính theo vòng lặp end 2) Lệnh input x = input ( Nhập giá trị x=) 3) Gọi vào từ một file dữ liệu 2.2. Các lệnh hiện thị kết quả: 1) Lênh disp ( chuỗi ký tự) hiện thị thông báo bằng chữ disp ( biến) hiện thị giá trị của biến hoặc hàm số 2) Lệnh fprintf ( chuỗi ký tự \ n) hiện thị dòng thông báo và xuống dòng fprintf ( %3d %8.3f \ n, x1, x2) hiện thị giá trị biến x1, x2 fprintf ( x1= %3d %12s \ n, x1, ch) hiện thị kết hợp ký tự và số Lưu ý : d ( số nguyên); f ( số thực); s ( xâu ký tự) 3) Bỏ dấu chấm phẩy (;) sau câu lệnh: y=2*x hiện thi giá trị y y=2*x; không hiện thị giá trị y Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 5 3a 3 : c¸c phÐp to¸n th«ng dông 3.1. C¸c phÐp to¸n th«ng dông 1) C¸c to¸n tö: C¸c phÐp to¸n sè häc: + − * / ^ ; C¸c phÐp to¸n ma trËn vµ m¶ng: + − * / \ ; (.*) ; (.^) ; (./) ; (.\) ] 2) To¸n tö g¸n: = 3) C¸c hµm to¸n häc th«ng dông: Xem b¶ng 3.1 3.2. C¸c phÐp to¸n Logic 1) C¸c dÊu to¸n tö quan h : == ; ~= ; < ; <= ; > ; >=ệ 2) C¸c to¸n tö logic: and ( & ); or( | ); not( ~ ); xor Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 6 3b 3 : các phép toán thông dụng Lượng giác Toán thông dụng 1 sin(x) Hàm sin 1 abs(x) | x | trị tuyệt đối 2 cos(x) Hàm cos 2 sqrt(x) Căn bậc 2 3 tan(x) Hàm tg 3 log(x) logrit tự nhiên lnx 4 asin(x) Hàm ngược của sin 4 log10(x) loggarit cơ số 10 5 acos(x) Hàm ngược của cos 5 exp(x) e x 6 atan(x) Hàm ngược của tg 6 sign(x) Hàm dấu 7 sinh(x) Hàm sin hy pe bolic 7 round(x) Làm tròn số về số nguyên 8 cosh(x) Hàm cos hy pe bolic 8 rem(x) Phần dư của phép chia 9 tanh(x) Hàm tang hy pe bolic 9 fix(x) Xấp xỉ không 10 asinh(x) Hàm ngược của sin hy pe bolic 10 floor(x) Xấp xỉ âm vô cùng 11 acosh(x) Hàm ngược của cos hy pe bolic 11 ceil(x) Xấp xỉ dương vô cùng 12 atanh(x) Hàm ngượccủa tang hypebolic 12 real(x) Tính phần thực của số phức 13 imag(x) Tính phần ảo của số phức 14 angle(x) Tính góc của số phức 15 abs(X) Tính biên độ số phức Bảng 3.1. Các hàm toán học thông dụng Home 2 sinh xx ee = 2 cosh xx ee + = xx xx ee ee + =tanh xx xx ee ee anh + =cot 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 7 4a 4 : các vòng lặp và điều khiển 4.1 Các lệnh vòng lặp 1) Vòng lặp xác định: for end for i = n1 : Dn : n2 for j = m1 : Dm : m2 < Công việc > end end Lưu ý : Nếu i, j dùng để làm chỉ số cho các biến, các hàm thì i, j phải là các số nguyên dương khác 0 ( i> 0; j >0 ) Có thể dùng bươc biến thiên âm ( D < 0 ) để thực hiện xếp thứ tự giảm dần của dãy số liệu 2) Vòng lặp không xác định : While end while <Điều kiện so sánh> . end 3) Thoát khỏi vòng lặp bằng lệnh break, erro Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 8 4b 4 : các vòng lặp và điều khiển 4.2. Các câu lệnh điều kiện 1) Cấu trúc lựa chọn theo điều kiện if else end if điều kiện 1 Công việc theo điều kiện 1 elseif điều kiện 2 Công việc theo điều kiện 2 elseif else Công việc không theo các điều kiện trên end 2) Cấu trúc lựa chọn theo giá trị đầu vào switch case Switch Biểu_thức_đầu_vào case giá trị 1 nhóm lệnh 1 case giá trị 2 nhóm lệnh 2 . otherwise nhóm lệnh khác end Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 9 5a 5 : mảng và ma trận 5.1. Mảng một chiều ( Vec tơ) 1) Vec tơ hàng : V = [ x 1 , x 2 , . , x i , . , x n ] n phần tử 2) Véc tơ cột : C= [ x 1 ; x 2 ; . ; x i ; . ; x n ] 3) Đổi vec tơ hàng thành cột: C = V ( Dùng dấu nháy đơn) 4) Đọc phần tử thứ i : y = V(i); 5) Đọc số phần tử : N = length(V) 6) Giá trị lớn nhất, nhỏ nhất max(V); min(V) 7) Tìm phần tử : find ( Điều kiện tìm) k = find ( V > a) k là chỉ số các phần tử có giá trị V( k ) > a k = find ( V == max(V)) Tìm chỉ số phần tử có giá trị lớn nhất 8) Các phép toán vec tơ: - Cộng, trừ hai véc tơ cùng kích thước: V = V1 + V2 ; V = V1 ã V2 - Nhân, chia hai véc tơ cùng kích thước: V = V1.*V2 ; V = V1./V2 - Nâng lên lũy thừa: P = V.^k 9) Tạo một vec tơ - Gán trực tiếp V = a : dX : b hoặc V = [ a : dX : b ] Các phần tử cách đề nhau V = [ X 1 X 2 . X i . X n ] Các phần tử rời rạc - Ghép các vec tơ với nhau V = [ V1 V2 P ] V1, V2, P là các vec tơ hàng C = [ C1 ; C2 ; C3 ] C1, C2, C3 là các vec tơ cột Home 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 10 . øng dông matlab trong chuyªn ngµnh Phần I: Bổ túc về MATLAB 1.Một số đặc điểm chung về ngôn ngữ Matlab 2.Nhập dữ liệu và hiện thị. biến toàn cục và biến địa phương + Biến toàn cục : Có tác dụng cả trong chương trình chính và trong chương trình con Phải khai báo các biến toàn cục bằng