第1 章MATLAB 入门 1
1.1 黄金分割比. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 斐波那契数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 分形蕨. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4 魔方矩阵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5 密码技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6 数论问题3n+1 序列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7 浮点运算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.8 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
第2 章线性方程 55
2.1 解线性方程组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.2 MATLAB 反斜杠矩阵左除算符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3 3 3 方程组算例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4 排列矩阵和三角矩阵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.5 LU 分解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.6 选主元的必要性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.7 示教M 文件lutx、bslashtx、lugui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.8 舍入误差的影响. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.9 范数和条件数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.10 稀疏矩阵和带状矩阵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.11 PageRank 和马尔可夫链. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.12 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
第3 章插值 97
3.1 插值多项式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.2 分段线性插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.3 分段三次埃尔米特插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.4 保形分段三次插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.5 三次样条. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
ii 目录
3.6 示教M 文件pchiptx, splinetx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.7 插值计算交互界面interpgui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
第4 章零点和根 123
4.1 二分法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.2 牛顿法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.3 牛顿法失常算例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.4 弦截法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.5 逆二次插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.6 Zeroin 算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.7 示教M 文件fzerotx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.8 fzerogui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.9 值的解算和反插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.10 最优化和示教M 文件fmintx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
第5 章最小二乘 147
5.1 模型和曲线拟合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.2 范数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.3 人口模型交互界面censusgui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.4 豪斯霍尔德反射. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.5 QR 分解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.6 伪逆. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.7 秩亏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
5.8 可分离最小二乘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.9 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
第6 章定积分 173
6.1 自适应定积分算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.2 定积分的基本法则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.3 示教M 文件quadtx 和quadgui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.4 被积函数的表述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6.5 性能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
6.6 积分离散数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.7 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
第7 章常微分方程 193
7.1 微分方程的积分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
7.2 微分方程组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.3 线性化的微分方程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.4 单步法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
7.5 BS23 算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
7.6 示教M 文件ode23tx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.7 两个简单示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.8 洛伦茨吸引子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.9 刚性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7.10 事件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.11 多步法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.12 MATLAB 的ODE 解算命令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.13 误差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
7.14 性能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
7.15 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
第8 章傅里叶分析 243
8.1 按键拨号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
8.2 有限傅里叶变换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
8.3 交互界面fftgui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8.4 太阳黑子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
8.5 周期时间序列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
8.6 快速有限傅里叶变换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
8.7 示教M 文件ffttx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
8.8 fftmatrix 绘制傅里叶矩阵的图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
8.9 其他傅里叶变换与级数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
8.10 更多阅读. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
第9 章随机数 263
9.1 伪随机数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
9.2 均匀分布. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
9.3 正态分布. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
9.4 示教M 文件randtx 和randntx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
9.5 Twister 算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2