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matlab在科学计算中的应用1.ppt

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MATLAB在科学计算中的应用课程网站参考资料、讲义、作业、作业部分参考答案可在学校课程网站下载。以前的邮箱：gucasmatlab@163.com 密码：matlab123 在学校课程网站提交作业。主要参考书：数学相关软件程序设计语言：BASIC，Pascal，FORTRAN，C，... 数值计算软件：Matlab，Scilab，Octave，... 符号计算软件：Mathematica，Maple，... 交互式数学软件：MathCAD，Calcwin，... 统计软件：SAS，SPSS，Minitab，... 数学规划软件：Lingo，Lindo，... 工程计算软件：Ansys，Fluent，Phoenics，... 其它：几何画板，MathLab，...第一章计算机数学语言概述例：求方程的解（带参数问题的求解）在是给定数值时，数值分析的方式是可用。当不是给定数值时，数值分析的方式不可用。必须使用计算机数学语言来求解。例:求矩阵行列式求解问题（时间复杂性）用代数余子式方法一个n阶行列式可以表示成n个n-1阶行列式的和，… 可以将高阶矩阵行列式转换成1阶矩阵行列式结论：任意矩阵行列式解析解存在问题：忽略了可计算性 n=20,运算次数为,用每秒亿次的银河机需3000年.忽略了复杂度和可行性.例：Hilbert矩阵，n=20（求解精度的问题）传统数值分析：容易得出矩阵奇异的错误结论用MATLAB:在双精度级别下容易快速得到数值解该矩阵行列式的精确结果 >>H=sym(hilb(20))；det（H） >>det(hilb(20)) ans= 5.7671e-196 >>tic;det(hilb(20));toc Elapsedtimeis0.000711seconds.1.1.1数学问题的解析解与数值解解析解不能使用的场合解析解不存在：无理数，无限不循环小数p 数学家：尽量精确地取值工程技术人员：足够精确即可祖充之3.1415926—3.1415927 解析解存在但不实用或求解不可能高阶矩阵行列式1.1.2数值解应用场合1.1.3数学运算问题软件包发展概述软件包作用考虑一个实际编程例子是否正确？1.2计算机数学语言概述三个代表性计算机数学语言MATLAB产生的历史背景 MATLAB是“矩阵实验室”（MATrixLABoratory）的缩写.到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主任的CleveMoler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，为了让学生方便的调用EISPACK和LINPACK，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。CleveMoler给这个接口程序取名为MATLAB(MATrixLABoratory)。在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。1983年春天,CleveMoler到Standford大学讲学，MATLAB深深地吸引了工程师JackLittle。JackLittle敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景，同年，他和CleveMoler，SteveBangert一起，用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能。MATLAB的第一个商业化的版本是1984年推出的是3.0的DOS版本 1992年MathWorks公司于推出了4.0版本， 1994年的4.2版本扩充了4.0版本的功能，尤其在图形界面设计方面更提供了新的方法。 1997年推出的5.0版允许了更多的数据结构，如单元数据、多维矩阵、对象与类等，使其成为一种更方便编程的语言。 1999年推出的MATLAB5.3版在很多方面又进一步改进了MATLAB语言的功能。2000年10月底推出了其全新的MATLAB6.0 正式版(Release12)，在核心数值算法、界面设计、外部接口、应用桌面等诸多方面有了极大的改进。 2002年6月发布了其全新的MATLAB6.5正式版(Release13) 2004年5月推出Matlab7.0（Release14） 2005年，Matlab7.1 2006年，Matlab7.2（MatlabR2006a），R2006b 2007年，Matlab7.4（MatlabR2007a），R2007b 2008年，Matlab7.6（MatlabR2008a），R2008b 2009年，Matlab7.8（MatlabR2009a），R2009b2009.9.4 2010年，MatlabR2010a，Matl

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