📘 ❞ سلسلة تمارين وحلول في ال Matlab ❝ كتاب اصدار 2005

عن كتاب سلسلة تمارين وحلول في ال Matlab:
سلسلة تمارين وحلول في ال Matlab مع الشفرة المصدرية لحل التمارين.

INTRODUCTION TO MATLAB FOR
ENGINEERING STUDENTS
David Houcque
Northwestern University
(version 1.2, August 2005)

Contents

1
Tutorial lessons 1
1
1.1
Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2
Basic features
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3
A minimum MATLAB session
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.1 Starting MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.2 Using MATLAB as a calculator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.3 Quitting MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4
Getting started
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.1 Creating MATLAB variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.2 Overwriting variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.3 Error messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.4 Making corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.5 Controlling the hierarchy of operations or precedence . . . . . . . . . 6
1.4.6 Controlling the appearance of floating point number . . . . . . . . . . 8
1.4.7 Managing the workspace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.8 Keeping track of your work session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.9 Entering multiple statements per line . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.10 Miscellaneous commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4.11 Getting help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2
Tutorial lessons 2
12
2.1
Mathematical functions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
i
2.2
Basic plotting
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1 overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.2 Creating simple plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.3 Adding titles, axis labels, and annotations . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.4 Multiple data sets in one plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.5 Specifying line styles and colors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4
Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5
Matrix generation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5.1 Entering a vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5.2 Entering a matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5.3 Matrix indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5.4 Colon operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.5 Linear spacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.6 Colon operator in a matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.7 Creating a sub-matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5.8 Deleting row or column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.5.9 Dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.5.10 Continuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.11 Transposing a matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.12 Concatenating matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.13 Matrix generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.14 Special matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.6
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3
Array operations and Linear equations
30
3.1
Array operations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.1 Matrix arithmetic operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.2 Array arithmetic operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2 Solving linear equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1 Matrix inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
ii
3.2.2 Matrix functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4
Introduction to programming in MATLAB
35
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2 M-File Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.1 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.2.2 Script side-effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.3 M-File functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3.1 Anatomy of a M-File function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3.2 Input and output arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.4 Input to a script file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.5 Output commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.6
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5
Control flow and operators
43
5.1
Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.2
Control flow
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.2.1 The
‘‘if...end’’
structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.2.2 Relational and logical operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.2.3 The
‘‘for...end’’
loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.2.4 The
‘‘while...end’’
loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.2.5 Other flow structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.2.6 Operator precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.3
Saving output to a file
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.4
Exercises
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6
Debugging M-files
49
6.1
Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.2
Debugging process
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.2.1 Preparing for debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.2 Setting breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
iii
6.2.3 Running with breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.4 Examining values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.2.5 Correcting and ending debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.2.6 Ending debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.2.7 Correcting an M-file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
A
Summary of commands
53
B
Release notes for Release 14 with Service Pack 2
58
B.1
Summary of changes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
B.2
Other changes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
B.3
Further details
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
C
Main characteristics of MATLAB
62
C.1
History
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
C.2
Strengths
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
C.3
Weaknesses
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
C.4
Competition
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
iv
List of Tables
1.1 Basic arithmetic operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Hierarchy of arithmetic operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Elementary functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 Predefined constant values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Attributes for
plot
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4 Elementary matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5 Special matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.1 Array operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Summary of matrix and array operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Matrix functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1 Anatomy of a M-File function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2 Difference between scripts and functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3 Example of input and output arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.4
disp
and
fprintf
commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.1 Relational and logical operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.2 Operator precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
A.1
Arithmetic operators and special characters
. . . . . . . . . . . . . . . 53
A.2
Array operators
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
A.3
Relational and logical operators
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
A.4
Managing workspace and file commands
. . . . . . . . . . . . . . . . . 55
A.5
Predefined variables and math constants
. . . . . . . . . . . . . . . . . 55
v
A.6
Elementary matrices and arrays
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
A.7
Arrays and Matrices: Basic information
. . . . . . . . . . . . . . . . . 56
A.8
Arrays and Matrices: operations and manipulation
. . . . . . . . . . 56
A.9
Arrays and Matrices: matrix analysis and linear equations