基於MATLAB的大學數學實驗 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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☆☆☆☆☆

吳鬆林，方玲，付詩祿，田艷芳著

圖書標籤:

MATLAB
數學實驗
大學數學
高等數學
數值計算
工程數學
科學計算
數學建模
算法
仿真

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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302495482

版次：1

商品編碼：12325749

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：302

字數：421000

具體描述

內容簡介

本書基於通用編程平颱MATLAB，編寫瞭26個大學數學實驗，其中涉及“高等數學”（依托同濟《高等數學》第六版）的基礎實驗有9個，“綫性代數”（依托同濟《綫性代數》第五版）的基礎實驗有4個，“概率論與數理統計”的基礎實驗有7個，最後安排瞭6個綜閤實驗。

本書適用對象廣泛，可作為高等院校的數學實驗教材，也可供學習大學數學的學生作為課外讀物或動手實驗的參考書。

精彩書摘

第1章MATLAB實驗平颱第1章

Chapter 1MATLAB實驗平颱

MATLAB是美國MathWorks公司齣品的商業數學軟件，是眾多大學生最常用、最喜歡、最實用的軟件。

MATLAB由matrix和laboratory兩個詞的前3個字母組閤而成，意為矩陣工廠（矩陣實驗室），主要麵對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、數據可視化以及非綫性動態係統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易於使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供瞭一種全麵的解決方案。它有如下的主要特點：

（1）高效的數值計算及符號計算功能，能使用戶從繁雜的數學運算中解脫齣來；

（2）具有完備的圖形處理功能，實現計算結果和編程的可視化；

（3）友好的用戶界麵及接近數學錶達式的自然化語言，使學者易於學習和掌握；

（4）功能豐富的函數和應用工具箱(如信號處理工具箱、通信工具箱等)，為用戶提供瞭大量方便實用的處理工具。

預備實驗MATLAB入門〖*4/5〗實驗目的1. 瞭解MATLAB的基本情況；

2. 掌握MATLAB的基本操作、基本命令、基本編程語句。

實驗命令及內容〖*2〗1.1MATLAB的進入與運行方式MATLAB是一套數值計算軟件，分為總包和若乾個工具箱，可以實現數值分析、優化、統計、微分方程數值解、信號處理、圖像處理等若乾領域的計算和圖形顯示功能。它將不同數學分支的算法以函數的形式分類成庫，使用時直接調用這些函數並賦予實際參數就可以解決問題，快速而且準確。

〖1〗第1章MATLAB實驗平颱〖1〗預備實驗MATLAB入門MATLAB建立在嚮量、數組和矩陣的基礎上，使用方便，人機界麵直觀，輸齣結果可視化，深受用戶歡迎，應用範圍十分廣泛。

1.1.1MATLAB 的進入與界麵

當你在計算機中成功地安裝瞭MATLAB後，在Windows桌麵上就會齣現MATLAB圖標。雙擊此圖標，就進入MATLAB的界麵。

MATLAB的界麵上共有五個窗口（參見圖0��1），它們是：

圖0��1MATLAB的主要界麵

1. 工具欄

該窗口中顯示MATLAB主要菜單，包括命令文件的新建、存儲，調試程序代碼，路徑的設置，命令的幫助等。

2. 命令窗口（Command Window）

在命令窗口中可以直接輸入命令行，以實現計算或繪圖功能。

3. 工作空間（Workspace）

該窗口中顯示當前MATLAB的內存中使用的變量的信息，包括變量名、變量數組大小、變量字節大小和變量類型。

在工作空間窗口中選定某個變量後，雙擊變量名，將打開數組編輯器窗口（Array Editor），顯示該變量具體內容，該顯示主要用於數值型變量。也可以在數組編輯器修改該數據。

4. 命令曆史（Command History）

該窗口顯示所有執行過的命令。利用該窗口，一方麵可以查看曾經執行過的命令，另一方麵，可以重復利用原來輸入的命令行，這隻需在命令曆史窗口中直接雙擊某個命令，就可執行該命令行。

5. 當前目錄（Current Directory）

該窗口顯示當前工作目錄下所有文件的文件名、文件類型和最後修改時間。可以在該窗口上方的小窗口中修改工作目錄。

1.1.2MATLAB的運行方式

MATLAB提供瞭兩種運行方式：命令行運行方式和M文件運行方式。

命令行運行方式通過直接在命令窗口中輸入命令行來實現計算或作圖功能。但這種方式在處理比較復雜的問題和大量數據時相當睏難。

而M文件運行方式則是先在一個以m為擴展名的M文件中輸入一係列數據和命令，然後讓MATLAB執行這些命令。MATLAB的M文件有兩種類型：腳本M文件和函數M文件。現在先介紹腳本M文件，函數M文件將在下一節中介紹。

一個比較復雜的程序常常要作反復的調試，這時可以建立一個腳本M文件並將其儲存起來，以便隨時調用計算。腳本M文件就是命令的簡單疊加。建立M文件的方法是：在MATLAB窗口中單擊File菜單，然後依次選擇New��>M�睩ile，打開M文件編輯窗口，在該窗口中輸入程序文件，再以m為擴展名存儲。要運行該M文件，隻需在M文件編輯窗口的Debug菜單中選擇Run即可。

1.2變量與函數〖*2〗1.2.1變量MATLAB中變量的命名規則是：

（1）變量名必須是不含空格的單個詞；

（2）變量名區分大小寫；

（3）變量名最多不超過19個字符；

（4）變量名必須以字母打頭，之後可以是任意字母、數字或下劃綫，變量名中不允許使用標點符號。

除瞭上述命名規則，MATLAB還有幾個特殊變量，見錶0��1。錶0��1特殊變量錶

特殊變量取值ans用於結果的缺省變量名pi圓周率eps計算機的最小數，當它和1相加時就産生一個比1大的數flops浮點運算數inf無窮大，如1/0NaN不定量，如0/0i，ji=j=－1realmin最小可用正實數realmax最大可用正實數1.2.2數學運算符號及標點符號

MATLAB中的運算符號見錶0��2。錶0��2數學運算符號錶

運算符號說明+加法運算，適用於兩個數或兩個同階矩陣相加 -減法運算�吵朔ㄔ慫�.�車慍嗽慫�./點除運算^乘冪運算\反斜杠錶示左除MATLAB中標點符號的含義是：

（1） MATLAB的每條命令後，若為逗號或無標點符號，則顯示命令的結果；若命令後為分號，則禁止顯示結果。

（2） “%” 後麵所有文字為注釋。

（3） “...”錶示續行。

前言/序言

數學實驗是結閤所學數學知識，運用現代計算機技術和軟件包解決實際問題的一門數學實踐課。通過數學實驗，不僅可以讓學生理解教材中所學知識，還可以瞭解解決實際問題常用的數學方法，提高學數學和用數學的興趣、意識和能力。數學實驗對培養學生實事求是的科學態度、掌握科學研究的方法有著其他教育方式不可替代的作用，是教學過程必不可少的一個實踐性環節。

本書以MATLAB為實驗平颱，配套大學數學三門主乾課程（高等數學、綫性代數、概率論與數理統計）的知識體係組織實驗內容，全書共有3篇5章26個實驗。預備篇（第1章）介紹MATLAB入門；基礎篇（第2～4章）主要包括與高等數學、綫性代數、概率論與數理統計三門課程相關的20個實驗；提高篇（第5章）有6個綜閤實驗。

本書的編寫具有以下特點：

（1）突齣實驗內容與大學數學基礎課程體係的聯係。實驗內容與學生所學知識緊密聯係，學生通過對本書實驗內容的操作，可以加深對所學知識的理解，鞏固所學知識，體驗使用數學知識解決問題的樂趣。

（2）注重對學生應用意識和實踐能力的培養。以“用數學”為指導思想，在實驗內容的編寫上，除瞭教學生如何解決問題，還強調問題分析全過程的展示，力求訓練學生運用數學方法解決問題的能力。

本書可作為高等學校理工科數學實驗課的教材和參考書。此外，對於想參加大學生數學建模競賽的同學，想在高等數學、綫性代數、概率論與數理統計教學中加強實驗環節的學校和教師，本書也是很好的輔助教材。

參編本書的作者吳鬆林、方玲、付詩祿、田艷芳均是工作在大學數學教學一綫的教師。第1、4章由吳鬆林編寫，第2章由付詩祿、田艷芳編寫，第3章由方玲編寫，第5章由吳鬆林、方玲編寫。全書由吳鬆林負責統稿和定稿。在教材的編寫和審定過程中，但琦教授主審瞭該教材。

〖1〗前言〖1〗前言由於編者水平有限，書中難免有不足和疏漏之處，懇請讀者和同行專傢批評指正。

編者2017年10月

《數字圖像處理與計算機視覺基礎》內容簡介本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且注重實踐的數字圖像處理與計算機視覺領域導論。全書結構嚴謹，內容覆蓋瞭從基本的圖像錶示與變換，到復雜的三維重建與目標識彆等核心技術，特彆強調瞭理論知識與實際應用之間的緊密結閤。第一部分：圖像基礎與預處理本部分為後續高級主題奠定堅實的理論基礎。我們首先從圖像的數學描述與數字化入手，詳細闡述瞭連續圖像到離散數字圖像的轉化過程，包括采樣、量化、色彩空間（如RGB、HSV、Lab）的轉換與特性分析。隨後，深入探討瞭圖像增強的關鍵技術。這不僅包括經典的空域方法，如灰度變換（冪律、對數變換）、直方圖均衡化與規定化，還重點講解瞭頻域增強技術。頻域分析部分會詳細剖析傅裏葉變換在圖像濾波中的作用，介紹低通、高通、帶通濾波器的設計原理（如理想濾波器、Butterworth濾波器和高斯濾波器），並引入非綫性濾波器，如中值濾波、形態學濾波等，以應對不同類型的噪聲乾擾。圖像復原部分則關注於如何逆轉模糊過程，係統介紹點擴散函數（PSF）的建模，以及維納濾波、約束最小二乘濾波等恢復算法的原理和實現細節。第二部分：圖像分割與特徵提取圖像分割是理解圖像內容的關鍵步驟。本章係統梳理瞭多種分割策略。從基於閾值的分割方法（如Otsu最佳閾值法、多波段閾值法）齣發，逐步過渡到基於區域的分割技術，如區域生長法和區域分裂閤並法。形態學圖像處理作為強大的工具，在分割中扮演重要角色，本書會詳細講解膨脹、腐蝕、開運算、閉運算在圖像清理和邊界提取中的應用。此外，我們還會引入邊緣檢測的經典算法，如Sobel、Prewitt算子，並深入剖析Canny邊緣檢測算法的完整流程，包括高斯平滑、梯度計算、非極大值抑製和雙閾值跟蹤。特徵提取部分聚焦於如何從圖像中獲取具有區分性的信息。本書詳細介紹瞭紋理特徵的描述方法，包括灰度共生矩陣（GLCM）的應用，以及傅裏葉譜分析在紋理分類中的作用。在形狀描述方麵，我們將討論幾何矩不變量、傅裏葉描述子以及鏈碼等技術。更重要的是，本書將大量篇幅用於介紹局部特徵描述符，包括Hough變換在直綫和圓檢測中的應用，以及對SIFT（尺度不變特徵變換）和SURF等具有尺度和鏇轉不變性的關鍵點描述符的原理進行深入剖析。第三部分：模式識彆與機器學習基礎在特徵提取之後，本書將圖像處理與模式識彆的理論相結閤。我們將介紹經典的模式分類器，如K近鄰（KNN）分類器、支持嚮量機（SVM）的基本思想及其在圖像分類中的應用。決策樹和貝葉斯分類器也會被提及。更貼近現代視覺領域，本書會概述深度學習在圖像任務中的基礎架構，簡要介紹捲積神經網絡（CNN）的基本組成單元（捲積層、池化層、全連接層）及其工作原理，為後續更復雜的視覺任務做鋪墊。第四部分：三維幾何與運動分析本部分將視野從二維圖像擴展到三維世界。我們將探討相機幾何模型，詳細講解針孔相機模型，並深入研究內參矩陣和外參矩陣的標定過程，包括經典的張氏標定法。立體視覺是實現深度感知的基礎，本書會詳述立體匹配的基本原理，介紹視差計算的方法，包括塊匹配算法和能量最小化方法。在運動分析方麵，本書聚焦於運動估計。我們將介紹光流法的基本概念，包括塊匹配和基於梯度的光流法（如Lucas-Kanade算法），分析其在視頻分析中的應用。此外，目標跟蹤的經典算法，如卡爾曼濾波在跟蹤運動目標中的應用，以及簡單的模闆匹配與多幀跟蹤策略也將被詳細闡述。第五部分：高級應用與實踐案例最後一部分將理論與實際工程問題相結閤，展示圖像處理與計算機視覺技術的應用潛力。我們將涵蓋圖像配準的基本流程，討論剛性配準和仿射配準的方法。在圖像分割的高級應用中，我們會介紹活動輪廓模型（Snake）以及水平集方法在復雜邊界提取中的優勢。書中的實踐案例將涵蓋工業檢測中的缺陷識彆、醫學圖像中的組織分割、以及在增強現實（AR）應用中的基礎技術介紹，強調從算法選擇到參數調優的完整實踐流程。全書在每個章節後都附有詳細的算法僞代碼和應用場景分析，旨在幫助讀者不僅理解“如何做”，更要理解“為何如此做”，為讀者未來深入研究或工程實踐打下堅實的基礎。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在為學習數學而感到睏惑的學生，時常覺得理論知識太過抽象，難以與實際應用聯係起來。當我看到《基於MATLAB的大學數學實驗》這本書時，我立刻被它所吸引。我期望這本書能夠成為我的一個得力助手，幫助我更好地理解那些抽象的數學概念。我腦海中構想的這本書，應該會提供許多實際的案例，讓我們能夠通過MATLAB來親手實現這些數學原理。例如，在學習微積分的時候，我希望能通過這本書瞭解如何用MATLAB來繪製函數的導數和積分麯綫，從而直觀地理解它們的變化規律。在學習綫性代數時，我希望能夠利用MATLAB來探索矩陣的性質，比如如何通過計算來求解綫性方程組，或者理解嚮量空間的基。我也設想書中會包含一些關於概率統計的實驗，比如如何利用MATLAB來模擬各種概率分布，以及如何利用統計方法來分析數據。我期待這本書能夠讓我將課堂上學到的數學知識，通過動手實踐，變得更加具體和生動，從而激發我對數學學習的興趣，並為我今後的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

最近接觸到《基於MATLAB的大學數學實驗》這本書，雖然尚未深入閱讀，但其書名已經引起瞭我極大的興趣。我個人認為，數學的學習不僅僅在於理解理論，更在於如何將其應用於實踐，而MATLAB無疑是實現這一目標的一個強大工具。我非常期待這本書能夠提供一係列精心設計的實驗，讓我們能夠通過實際操作來加深對數學概念的理解。比如，我設想書中可能會有關於數值分析的實驗，讓我們通過MATLAB來體驗各種數值方法的計算過程和精度；也可能涉及到概率統計的模擬，通過編程來直觀感受隨機過程的特性。我特彆希望看到書中能夠引導我們如何利用MATLAB的強大功能來解決一些具有挑戰性的數學問題，例如，如何利用數值方法求解復雜的微分方程，或者如何用MATLAB進行數據挖掘和模式識彆。這本書給我的感覺是，它旨在培養我們不僅具備紮實的理論基礎，更擁有解決實際問題的動手能力。我相信，通過這本書的學習，能夠顯著提升我運用數學工具解決復雜問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對數學理論的直觀理解有著很高要求的學生，我最近對《基於MATLAB的大學數學實驗》這本書産生瞭濃厚的興趣。在我看來，數學學習最大的挑戰之一就是如何將那些冷冰冰的公式和定理與鮮活的現實世界聯係起來。我猜想，這本書正是在努力填補這一鴻溝，它很可能為我們提供一個操作平颱，讓我們能夠通過MATLAB強大的數值計算和圖形可視化能力，去“看見”數學。我尤其期待書中能夠提供一些能夠體現數學思想精髓的實驗，比如，如何用MATLAB模擬一個物理係統，從而理解微分方程的意義；或者如何通過濛特卡洛方法來估算圓周率，從而感受概率的魅力。我也希望這本書能夠教會我們如何利用MATLAB來解決一些實際問題，比如在數據分析中進行迴歸擬閤，或者在優化問題中尋找最優解。這本書給我的印象是，它不僅僅是傳授數學知識，更是培養一種用數學的視角去觀察和解決問題的能力。我期待在閱讀的過程中，能夠深刻體會到數學的嚴謹與優美，以及它在現代科技中的重要作用。

評分☆☆☆☆☆

最近剛拿到這本書《基於MATLAB的大學數學實驗》，還沒深入研究，但從我初步的翻閱來看，它似乎是一本緻力於將抽象的數學理論轉化為具體可操作的實驗的指南。我猜測，這本書的核心價值在於它提供瞭一個將數學知識與工程實踐相結閤的平颱。想象一下，那些在課本上看起來十分抽象的數學概念，比如復變函數、微分方程，或是數理統計中的各種模型，都可能在這本書中找到對應的MATLAB實現。我非常好奇，書中是如何引導初學者去構建這些實驗的，是提供現成的代碼框架，還是鼓勵讀者從零開始編寫？我希望它能教會我如何利用MATLAB強大的矩陣運算和繪圖功能，來可視化復雜的數學函數，比如繪製分形圖案，或者模擬動態係統的演變。我也期待書中能夠涵蓋一些實際應用案例，比如如何用MATLAB來解決工程領域中的優化問題，或者在金融建模中應用概率統計方法。這本書給我的感覺是，它不隻是一本教材，更像是一個通往數學應用世界的橋梁，讓我能夠將所學的理論知識，通過實際操作，轉化為解決現實問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名大二數學專業的學生，我一直對數學的實踐應用充滿好奇。在翻閱瞭市麵上不少數學類書籍後，我偶然發現瞭《基於MATLAB的大學數學實驗》。雖然我還沒來得及深入閱讀，但僅僅從書名就能感受到這本書試圖彌閤理論學習與實際操作之間鴻溝的努力。我設想，這本書應該會帶領我們一步步探索，如何運用MATLAB這個強大的計算工具來驗證和深化我們課堂上學到的數學概念。例如，微積分中的積分和微分，在綫性代數中的矩陣運算和特徵值分解，以及概率統計中的隨機數生成和分布擬閤，這些抽象的數學理論，在MATLAB的可視化和數值計算能力下，想必會變得生動有趣。我特彆期待書中能夠提供一些經典的數學實驗案例，例如用MATLAB繪製函數的圖形來直觀理解極限和連續性，或者通過模擬實驗來驗證大數定律和中心極限定理。我想象中的這本書，會像一位循循善誘的導師，引導我們不僅要理解數學公式，更要學會如何用數學去解決實際問題，培養我們的數學思維和計算能力。我非常期待能通過這本書，將枯燥的理論知識轉化為解決實際問題的利器，為我今後的學習和科研打下堅實的基礎。