本书从高校数学课程的教学出发，结合科学研究和工程计算的实际，系统详细地介绍了MATLAB语言的强大功能及其在科学计算领域中的应用。本书的前身——《MATLAB与科学计算》作为工具书已出版3版，受到了广大读者的一致好评；为了适应高校的教学需求，本书在内容上做了调整，增加了课后习题和例题，以适应教学和课程学习的不同需求。本书可作为MATLAB的教学用书，也可作为高等数学、线性代数、计算方法、复变函数、概率统计、数学规划等课程的教学辅导书，还可作为科研人员及工程计算人员学习和使用MATLAB的工具书。

2004.10-2006.02 美国约翰霍普金斯大学机械工程系，博士后 (Postdoctoral Fellow) 　2006.03-2008.05 美国加州大学戴维斯分校生物与农工系，博士后 (Research Associate) 　　2008.05-2011.05 美国洛斯阿洛莫斯国家实验室，奥本海默研究员 (Oppenheimer Fellow) 　　2007.01-至今 美国约翰霍普金斯大学，访问科学家 (Visiting Scientist)，兼职 　　2011.03-至今 清华大学航天航空学院工程力学系，教授

目 录 第1章 绪论11.1 MATLAB简介11.1.1 21世纪的科学计算语言11.1.2 MATLAB的发展历史31.1.3 MATLAB的应用和网上资源31.2 MATLAB的桌面平台41.2.1 启动MATLAB41.2.2 桌面平台41.3 帮助系统71.3.1 联机帮助系统71.3.2 命令窗口查询帮助91.3.3 联机演示系统111.3.4 常用的命令和技巧121.4 MATLAB的搜索路径与扩展131.4.1 MATLAB的搜索路径141.4.2 扩展MATLAB的搜索路径15第2章 数值计算功能172.1 MATLAB的数据类型172.1.1 变量与常量172.1.2 数字变量182.1.3 字符串212.1.4 矩阵242.1.5 单元型变量242.1.6 结构型变量262.2 向量及其运算282.2.1 向量的生成282.2.2 向量的基本运算302.2.3 点积、叉积及混合积的实现302.3 矩阵及其运算312.3.1 矩阵的生成312.3.2 矩阵的基本数学运算322.3.3 矩阵的基本函数运算382.3.4 矩阵分解函数432.3.5 特殊矩阵的生成452.3.6 矩阵的一些特殊操作472.4 数组及其运算502.4.1 基本数组运算502.4.2 数组函数运算522.4.3 数组逻辑运算522.5 多项式运算542.5.1 多项式的表示方法542.5.2 多项式运算55习题58第3章 符号运算功能653.1 符号表达式的生成663.2 符号和数值之间的转换673.3 符号函数的运算683.3.1 复合函数运算683.3.2 反函数的运算693.4 符号矩阵的创立693.4.1 使用sym函数直接创建符号 矩阵693.4.2 用创建子阵的方法创建符号 矩阵693.4.3 将数值矩阵转化为符号矩阵703.4.4 符号矩阵的索引和修改703.5 符号矩阵的运算703.5.1 基本运算703.5.2 矩阵分解723.5.3 矩阵的空间运算733.5.4 符号矩阵的简化743.6 符号微积分763.6.1 符号极限763.6.2 符号积分773.6.3 符号微分和差分773.7 符号代数方程求解793.7.1 线性方程组的符号解法793.7.2 非线性方程的符号解法803.8 符号微分方程求解813.9 符号函数的二维图813.9.1 符号函数的简易绘图函数 ezplot813.9.2 绘制函数图函数fplot823.10 图示化函数计算器833.10.1 输入框的控制操作833.10.2 命令按钮的操作84习题85第4章 图形处理功能894.1 二维图形894.1.1 基本绘图命令894.1.2 特殊的二维图形函数934.2 三维图形984.2.1 基本绘图命令984.2.2 特殊的三维图形函数1024.3 四维表现图1054.4 图形处理的基本技术1064.4.1 图形的控制1064.4.2 图形的标注1094.4.3 图形的保持与子图1154.5 图形处理的高级技术1164.5.1 颜色映像1164.5.2 视角与光照1224.5.3 图像处理1274.5.4 图形的输出1294.6 图形窗口1294.6.1 图形窗口的菜单操作1294.6.2 图形窗口的工具栏1304.7 句柄图形1314.7.1 句柄图形的层次结构1314.7.2 句柄的访问1324.7.3 句柄的操作1324.8 图形用户界面操作GUI1374.8.1 GUI设计工具简介1374.8.2 GUI向导设计1434.8.3 GUI程序设计1464.9 动画153习题155第5章 程序设计1615.1 M文件介绍1615.1.1 M文件的特点与形式1615.1.2 命令式文件1625.1.3 函数式文件1635.2 控制语句1645.2.1 循环语句1645.2.2 选择语句1665.2.3 分支语句switch-case- otherwise1675.2.4 人机交互语句1685.3 函数变量及变量作用域1705.4 子函数与局部函数1725.5 程序设计的辅助函数1735.6 程序设计的优化1765.7 程序调试1775.7.1 M文件错误的种类1775.7.2 错误的识别1785.7.3 调试过程1795.8 M文件的调用记录1805.9 函数句柄1815.9.1 函数句柄的创建和显示1815.9.2 函数句柄的调用和操作182习题182第6章 应用程序接口1896.1 应用程序接口介绍1896.1.1 MEX文件1896.1.2 MATLAB计算引擎1906.1.3 MAT文件1916.2 MEX文件的编辑与使用1916.2.1 C语言MEX文件1916.2.2 FORTRAN语言MEX文件1946.3 MATLAB计算引擎1946.3.1 C语言MATLAB计算引擎1946.3.2 FORTRAN语言MATLAB 计算引擎1966.4 MAT文件的编辑与使用1986.4.1 MATLAB中的数据处理1986.4.2 C语言MAT文件1986.4.3 FORTRAN语言MAT文件2016.5 创建独立应用程序2036.5.1 转化为C/C++语言程序2046.5.2 创建独立的可执行程序205习题206第7章 MATLAB在计算方法中的应用2077.1 插值与拟合2077.1.1 Lagrange插值2077.1.2 Runge现象的产生和分段 插值2087.1.3 Hermite插值2117.1.4 样条插值2127.1.5 最小二乘法拟合2157.1.6 快速Fourier变换简介2177.2 积分与微分2197.2.1 Newton-Cotes系列数值求积 公式2197.2.2 Gauss 求积公式2267.2.3 Romberg求积公式2287.2.4 Monte-Carlo方法简介2297.2.5 符号积分2307.2.6 微分和差分2307.3 求解线性方程组2327.3.1 直接解法2327.3.2 迭代解法的几种形式2347.3.3 线性方程组的符号解法2387.3.4 稀疏矩阵技术2397.4 求解非线性方程组2437.4.1 非线性方程的解法2437.4.2 方程组解法2477.4.3 非线性方程（组）的符号 解法2497.5 特征值问题2497.5.1 特征值函数2497.5.2 广义特征值分解2507.5.3 其他分解2517.6 常微分方程的解法2527.6.1 欧拉方法2527.6.2 Runge-Kutta方法2557.6.3 刚性问题的解2577.6.4 常微分方程的符号解259习题259第8章 MATLAB在复变函数中的应用2658.1 复数和复矩阵的生成2658.1.1 复数的生成2658.1.2 创建复矩阵2658.2 复数的运算2668.2.1 复数的实部和虚部2668.2.2 共轭复数2668.2.3 复数的模和辐角2668.2.4 复数的乘除法2668.2.5 复数的平方根2678.2.6 复数的幂运算2678.2.7 复数的指数和对数运算2678.2.8 复数的三角函数运算2678.2.9 复数方程求根2688.3 留数2688.4 Taylor级数展开2698.5 Laplace变换及其逆变换2708.6 Fourier变换及其逆变换272习题273第9章 MATLAB在概率统计中的应用2759.1 统计量的数字特征2759.1.1 简单数学期望和几种均值2759.1.2 数据比较2769.1.3 累积与累和2779.1.4 方差和标准差2779.1.5 偏斜度和峰度2789.1.6 协方差和相关系数2799.1.7 协方差矩阵2809.2 常用的统计分布量2809.2.1 给定分布下的期望和方差2809.2.2 概率密度函数2829.2.3 概率值函数（概率累积函数）2849.2.4 分值点函数（逆概率累积 函数）2859.2.5 随机数生成函数2869.3 参数估计2879.3.1 正态分布参数估计2879.3.2 指数最大似然参数估计2899.4 区间估计2899.4.1 Gauss-Newton法的非线性