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標題: MATLAB常用的基本數學函數及三角函數 [打印本頁]

作者: dylpl    時間: 2009-12-16 13:02
標題: MATLAB常用的基本數學函數及三角函數
MATLAB常用的基本數學函數及三角函數, Q4 j- M8 c, Q5 M
5 f4 q: N3 _2 T. w2 h0 ?
這些命令都是從bbs上找到的,我呢從這里復制過來的:http://gzhsss888.blog.163.com/blog/static/6439579200722811829247/
1 i# O/ `( @8 H以下即為MATLAB常用的基本數學函數及三角函數: 7 x7 ~' `* e4 Y1 S' c( y! D8 t. ^
=============================================== 3 a5 G3 ]6 u2 f9 m- f
小整理:MATLAB常用的基本數學函數
& }3 y: C$ B! |% i1 a9 Habs(x):純量的絕對值或向量的長度
. ~: l! p2 b6 t( ^angle(z):復數z的相角(Phase angle)
: N. ^1 J/ ]0 d& n9 \sqrt(x):開平方
/ w5 i% F$ u2 Freal(z):復數z的實部
- c+ a# }% R( p) \imag(z):復數z的虛部
3 y+ ~# G- m1 n1 Aconj(z):復數z的共軛復數
- O( G0 z! E! uround(x):四舍五入至最近整數 ( z/ e* k8 m7 T# ]
fix(x):無論正負,舍去小數至最近整數 & u1 v$ v) ^$ V/ o/ t& V1 K, i
floor(x):地板函數,即舍去正小數至最近整數
8 N' G) B/ m0 h3 X. sceil(x):天花板函數,即加入正小數至最近整數
5 h: F; N. y8 Y# b) drat(x):將實數x化為分數表示 / V5 _. B) K/ n, q. m& H
rats(x):將實數x化為多項分數展開
, i$ R4 }" o4 g" I  j0 msign(x):符號函數 (Signum function)。 9 k8 f; R: @, ]" N: K/ p( e- I8 I' q3 m
當x<0時,sign(x)=-1;
  X. Q8 T. I/ f7 {1 `' r8 K當x=0時,sign(x)=0; ; [2 l! c; K. K# v+ p. w' P; w
當x>0時,sign(x)=1。 ( ^* g6 t% B+ I1 x; |4 c9 [+ F. F
rem(x,y):求x除以y的馀數
1 ?* }# W6 y" U" F9 egcd(x,y):整數x和y的最大公因數
/ Q: ?& X1 e$ U  D6 mlcm(x,y):整數x和y的最小公倍數 " K3 ]. \5 Q' u, B3 c% c7 ^. w% t+ w
exp(x):自然指數
1 N$ A( g/ K' Q- q+ B0 fpow2(x):2的指數 - X6 w, Z4 [1 i! V6 O1 @
log(x):以e為底的對數,即自然對數或
% j: b+ M% u9 n' L) p& blog2(x):以2為底的對數 ; _  m6 d' M% R5 D7 p- o
log10(x):以10為底的對數 / h  J- ]& E% Q0 T6 R
===============================================   B7 O2 O: H/ G4 C
小整理:MATLAB常用的三角函數
9 S! e% o2 J. Vsin(x):正弦函數
" X. b3 V9 r. [2 Gcos(x):馀弦函數
% u/ e( T# s9 r/ D; |tan(x):正切函數 : L& T/ |2 z1 ]3 k" V
asin(x):反正弦函數 8 k( W6 |1 z/ {9 T, M
acos(x):反馀弦函數 8 R5 s1 t$ `. i& J: i+ l- B
atan(x):反正切函數
' v8 `7 v" K; Y) a& J, hatan2(x,y):四象限的反正切函數 " `7 c$ x, ?* v; F6 h1 K& m
sinh(x):超越正弦函數 ) u) |7 Y9 t# o) B* T
cosh(x):超越馀弦函數 ( Y( d$ j" c6 C3 ?
tanh(x):超越正切函數 , o. p: U6 ]4 L& S# B
asinh(x):反超越正弦函數
' Y0 I" h6 W. jacosh(x):反超越馀弦函數 1 X! `4 d1 M6 O6 W7 j
atanh(x):反超越正切函數 $ y/ c, k6 z0 I* H' }; ]
=============================================== $ x: s: b& `. R1 z
變數也可用來存放向量或矩陣,并進行各種運算,如下例的列向量(Row
  X8 j) l6 s, B% Hvector)運算:
! Y8 Q8 ?! ^9 Z3 k( \* _2 S& M  \2 E: T9 c' m1 l+ c
x = [1 3 5 2];
' Q+ n# r8 d" a9 Sy = 2*x+1 6 G; [9 w) j  C/ g" F$ ^1 Q
y = - N' J0 z" D- h4 |8 u9 U
3 7 11 5
4 {: h1 [1 j, L8 I. `  F, F===============================================
1 a- x6 x1 a( ?) t1 }, @/ P小提示:變數命名的規則 3 Y5 S; D6 B3 i, q4 S' ]2 N
   1.第一個字母必須是英文字母 5 R2 K; a0 I$ F2 T5 v2 b9 {& B
   2.字母間不可留空格 - q3 N8 z  \  {7 M4 N$ q+ t1 \: H  K
   3.最多只能有19個字母,MATLAB會忽略多馀字母 9 @' J$ A6 S3 c8 J
=============================================== 2 v+ z3 V9 t, r  o  P
===============================================
  E0 j) f3 `5 b6 D" k- ^2 }" ^小整理:適用於向量的常用函數有:
! I  b& G# W2 S% `0 g2 Nmin(x): 向量x的元素的最小值
# k" B6 N9 u9 I, e; Q1 p3 e) Vmax(x): 向量x的元素的最大值 1 P) E1 v. E. ^6 {9 w
mean(x): 向量x的元素的平均值
, g! n" W8 @0 Y: D; O8 ymedian(x): 向量x的元素的中位數
6 T1 x) q0 g, n' h6 w) r+ Gstd(x): 向量x的元素的標準差 3 d. `3 l3 Y+ k5 V% }; K5 `
diff(x): 向量x的相鄰元素的差 ! V1 H, s4 u3 p3 @
sort(x): 對向量x的元素進行排序(Sorting) + B) g6 ?) ^2 s
length(x): 向量x的元素個數 ; I0 f) l1 t1 P$ c; ?
norm(x): 向量x的歐氏(Euclidean)長度 % D- q8 m- W8 k! K
sum(x): 向量x的元素總和
& l- c) E2 R9 i; \# g! w$ w8 A$ hprod(x): 向量x的元素總乘積 ) C1 N8 U$ g2 {' r9 @4 W
cumsum(x): 向量x的累計元素總和
8 _: k' q1 D% n+ ~* C( U  x# P9 mcumprod(x): 向量x的累計元素總乘積
. r/ j4 }7 E5 B3 ~8 i- Pdot(x, y): 向量x和y的內積
. l, M) P6 d9 G5 D/ Scross(x, y): 向量x和y的外積 % l3 D& P3 U2 w( a1 Q! x8 l! ~
(大部份的向量函數也可適用於矩陣,詳見下述。)   y7 [# N* O( K( \4 g0 g9 T3 Y
=============================================== " g* F/ b9 A. w" d
下表即為MATLAB常用到的永久常數。
3 Y* I/ ~  ^3 B小整理:MATLAB的永久常數
" z  l' I. Y* r* C+ P) E' h" Ri或j:基本虛數單位(即)
% I% E. z8 @8 H* s$ Weps:系統的浮點(Floating-point)精確度
' g$ ?; P: x( v' C7 t! [inf:無限大, 例如1/0
0 ~: I% n/ R% |+ e% b* {) Knan或NaN:非數值(Not a number),例如0/0
8 X. x: Q# V1 ^0 |. m' @5 o- tpi:圓周率 p(= 3.1415926...)
* s9 x2 F9 P" \* ]$ orealmax:系統所能表示的最大數值 + n# Q. H4 I- U) s7 O' |
realmin:系統所能表示的最小數值 4 T4 l0 o+ q9 c' J2 m
nargin: 函數的輸入引數個數
( D1 ]8 b$ e3 c% i! fnargin: 函數的輸出引數個數2 l3 z" X# d* L
發信人: chdchd (大蟲~~游大街.....), 信區: MathTools
! k! u3 H7 c- k3 s標 題: Matlab入門教程--二維繪圖
0 V0 }9 w8 N; i$ r  l* G7 e發信站: 交大兵馬俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 轉信3 S6 k6 v" \1 h; `
MATLAB 程式設計與應用
  \" z4 ?$ t4 c" R4 V. H2.基本xy平面繪圖命令0 c; C4 @" }$ O
MATLAB不但擅長於矩陣相關的數值運算,也適合用在各種科學目視表示
$ N* D! U, F, Q+ Z(Scientific visualization)。本節將介紹MATLAB基本xy平面及xyz空間
7 ~. a) ~1 K# T6 L( w8 ^9 U& C的各項繪圖命令,包含一維曲線及二維曲面的繪制、列印及存檔。$ g( c2 a* O, R$ O$ f* [) Y2 X! e
plot是繪制一維曲線的基本函數,但在使用此函數之前,我們需先定義曲  m% [* H" V/ `; v6 r- X
線上每一點的x及y座標。下例可畫出一條正弦曲線:
! N4 r7 ]9 U3 A, F! Q5 Cclose all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100個點的x座標5 [: n: v1 P* ^$ h& s  X- c7 h
y=sin(x); % 對應的y座標
; O- x7 u- [( u/ x$ p5 L. a" Nplot(x,y);8 Z  d; p' l) j5 h
====================================================! ^6 Z8 F! Y8 H
小整理:MATLAB基本繪圖函數
0 ~6 q" m0 k0 \. F5 W8 Splot: x軸和y軸均為線性刻度(Linear scale)
: U# Z& w8 i" q; v! Ploglog: x軸和y軸均為對數刻度(Logarithmic scale)
3 i6 R# K; z1 |+ J3 G# ^' ^semilogx: x軸為對數刻度,y軸為線性刻度4 @; c7 w6 d4 K  Q: Q) L! x
semilogy: x軸為線性刻度,y軸為對數刻度6 A5 U" _4 v% X0 b
====================================================* r/ H& h5 q  _  q) x
若要畫出多條曲線,只需將座標對依次放入plot函數即可:8 M- Y# i- O8 Z: S
plot(x, sin(x), x, cos(x));
+ p3 V  n, Z6 I/ i% F$ n若要改變顏色,在座標對後面加上相關字串即可:$ @( G( s2 }( {/ ]7 _6 i
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
7 L0 P$ }0 J" b( ]7 a7 `若要同時改變顏色及圖線型態(Line style),也是在座標對後面加上相7 f  @/ ^% T7 c/ `7 r  w2 b
關字串即可:
1 z; ~6 b6 R- \6 qplot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');
" r6 V! u0 C) ~0 {/ o  E. }: S====================================================# R' s. w: o8 ]9 j. Z
小整理:plot繪圖函數的叁數9 ^4 d* u' ]" R* t2 o; z
字元 顏色 字元 圖線型態
; x" C( n' Q, E' R9 ]y 黃色 . 點3 P1 R. t2 F. R3 b% y
k 黑色 o 圓
& |3 I2 P- `9 m/ `w 白色 x x( Q: W" `& x9 d% y' \" r. K4 Q
b 藍色 + +
$ ~9 _' S% l, n* J! }1 o9 Fg 綠色 * *- l4 ~1 y6 i7 {
r 紅色 - 實線) L) {; u& m$ ?* T
c 亮青色 : 點線
1 g8 K; r) g2 k2 `m 錳紫色 -. 點虛線
! Q4 ]+ g9 F7 L  E   -- 虛線. S9 R# R( z1 H4 w, c
====================================================6 m' g, P/ m- Y" C
圖形完成後,我們可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函數來調整圖軸的范
3 l1 P, ]0 u4 `# n! }3 v圍:
2 E$ r: \* }& h2 h3 G2 faxis([0, 6, -1.2, 1.2]);2 _: X) w8 |) G* |) J( e% N
此外,MATLAB也可對圖形加上各種注解與處理:
. j2 N, ?- @9 n  r  X, dxlabel('Input Value'); % x軸注解
8 o% \5 j, v6 K- aylabel('Function Value'); % y軸注解
0 X# e6 D2 G6 _  U3 @* Gtitle('Two Trigonometric Functions'); % 圖形標題4 _5 ?/ [7 m; Y) X
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 圖形注解5 j5 D- L5 R3 l/ p
grid on; % 顯示格線% ^4 C% q. v! o/ o3 z5 F/ K
我們可用subplot來同時畫出數個小圖形於同一個視窗之中:! W# g( \) W5 I* u
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
- j* K" X0 A. C- dsubplot(2,2,2); plot(x, cos(x));/ k/ z/ |+ K% |; D
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
8 G) G. S4 o; Q% q3 M6 Ssubplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
, w: D9 x. n: X, T$ jMATLAB還有其他各種二維繪圖函數,以適合不同的應用,詳見下表。
5 d6 y  K  x0 @9 }" p8 W" `1 v. T2 M====================================================
- h4 H4 e. L) Q7 A小整理:其他各種二維繪圖函數. z' a- L, q0 }  _  e5 F1 \
bar 長條圖, A: l' ?- v% k& w* b! _  F- Q
errorbar 圖形加上誤差范圍: V7 d$ @3 A* c' A
fplot 較精確的函數圖形
- z/ |, A2 R* |polar 極座標圖1 x; L, t( t1 U
hist 累計圖
& t  r4 |$ K: M' crose 極座標累計圖
& J& a; H' [$ h; S" y8 Rstairs 階梯圖( p% X. W" s. v. U; I( n. D3 {
stem 針狀圖; `9 \; e% _2 I
fill 實心圖
) j1 e$ g$ O& W- Q' a6 C; Ifeather 羽毛圖
4 T7 w, s4 j4 ?( I; zcompass 羅盤圖
3 f6 _( ?0 j- Q+ U1 |: w) equiver 向量場圖" i; S% S# W' a: p
====================================================. ]% Z9 }) x" X8 P
以下我們針對每個函數舉例。
/ Q, A- \4 f: J7 _當資料點數量不多時,長條圖是很適合的表示方式:( ^. V6 V, j5 a6 N% A) U) l
close all; % 關閉所有的圖形視窗
9 l& V' ]3 K1 {5 P0 S5 d* Q2 J- d3 yx=1:10;
9 y" [: A' h+ m/ P9 Qy=rand(size(x));2 r1 A0 L* R0 P6 Y' u* j  f
bar(x,y);5 T: n1 `9 O- \9 M# C0 K% _( R
如果已知資料的誤差量,就可用errorbar來表示。下例以單位標準差來做
" |% W; j2 A6 ?6 B6 P9 O資料的誤差量:
+ T2 b0 g; F! V. B: O; g9 Wx = linspace(0,2*pi,30);2 C# Q( m& E2 @; t! c) J
y = sin(x);1 A% h$ d8 L( [1 Z% P
e = std(y)*ones(size(x));0 K( ~5 G: R" E/ U
errorbar(x,y,e)
' L9 b4 Q% T! `對於變化劇烈的函數,可用fplot來進行較精確的繪圖,會對劇烈變化處進
' h, o7 a+ ~9 H! f' @% ~行較密集的取樣,如下例:( T8 B( C1 y: B1 z; z
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是繪圖范圍
7 }5 F, e8 D2 K2 r4 ^3 l若要產生極座標圖形,可用polar:$ O, w/ r7 F' ~: z
theta=linspace(0, 2*pi);
# P' w6 _6 w1 u9 @0 Q. Sr=cos(4*theta);
0 S4 A' ?% m. j" h) Cpolar(theta, r);
. L: g. W6 T) f對於大量的資料,我們可用hist來顯示資料的分 情況和統計特性。下面+ m) T- }) j3 W- S: W
幾個命令可用來驗證randn產生的高斯亂數分 :$ J3 u' [! ^1 @- n
x=randn(5000, 1); % 產生5000個 ?=0,?=1 的高斯亂數
4 E- n6 c* k+ G7 _4 thist(x,20); % 20代表長條的個數; j- L$ ?, Q* {4 u0 u
rose和hist很接近,只不過是將資料大小視為角度,資料個數視為距離,?6 L! k/ G! O! Y  _$ G
用極座標繪制表示:+ J' f$ S0 h8 [& ~3 x$ r) W' w
x=randn(1000, 1);
$ i0 v4 v0 U% W* D- `  J) W, erose(x);
& K: i) a6 h* I7 kstairs可畫出階梯圖:" y! `$ B9 }5 d7 p( f
x=linspace(0,10,50);* ~1 r* H) L, c" X$ i- F
y=sin(x).*exp(-x/3);
5 L" D3 b; p5 c* g; o: Bstairs(x,y);
# R. s+ B5 X6 u& I) astems可產生針狀圖,常被用來繪制數位訊號:- s) w9 G, o4 V1 z; @) {+ L
x=linspace(0,10,50);# i; ^! @' j1 J5 I+ n
y=sin(x).*exp(-x/3);; J5 g4 E1 ]; q& k% T! M
stem(x,y);' I' {4 r  Q. ^& k$ Z
stairs將資料點視為多邊行頂點,并將此多邊行涂上顏色:4 |& t+ A  h. X0 k7 q; y5 e
x=linspace(0,10,50);
1 F( L! g5 ?7 s5 vy=sin(x).*exp(-x/3);
3 A" m9 K! W% x( ~fill(x,y,'b'); % 'b'為藍色
6 I& M& m* e; D! }' ~8 H+ i4 L1 ]feather將每一個資料點視復數,并以箭號畫出:8 {' R2 ^) |$ n: n& t5 b/ Y
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
+ O! s5 [; r8 v5 h& h" h2 s5 mz = cos(theta)+i*sin(theta);- d7 y5 }! U# ]+ j4 Q
feather(z);
- U2 T  a. ?# u% M3 d# U' Zcompass和feather很接近,只是每個箭號的起點都在圓點:) ?8 g' V6 C3 v: H
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
$ y( C/ X) Q* ~& Q6 t  ~/ Sz = cos(theta)+i*sin(theta);' q  @' q' L  G1 F, C( v' A% C
compass(z);
作者: lazyking    時間: 2010-1-6 13:45
整理的還可以,不過不是專業的,有些術語用的有些出入
作者: dylpl    時間: 2010-1-14 14:46
謝謝提供信息!
作者: gunking07    時間: 2012-2-29 13:04
最近在看這一塊的 發現高數都還老師了 郁悶
作者: wxljwjt    時間: 2012-4-25 17:22
學習中,有用.謝謝樓主啦.
作者: 狼之翼lucifer    時間: 2019-5-31 10:09





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