MATLAB軟件與數(shù)學(xué)實驗

前言

實踐教學(xué)是高等教育本質(zhì)的必然要求，是踐行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路，是地方行業(yè)性教學(xué)型本科院校辦學(xué)的重要特征。近幾年來，各高校經(jīng)濟(jì)與管理類專業(yè)實驗教學(xué)已經(jīng)逐步開展，把實驗教學(xué)作為教學(xué)改革的抓手、知識融合的平臺以及聯(lián)系社會的橋梁，然而如何進(jìn)一步完善實驗教學(xué)體系、提高實驗實踐教學(xué)水平與質(zhì)量已經(jīng)成為各高校亟待解決的問題。應(yīng)用型高等院校經(jīng)管類系列實驗教材以提高高等院校經(jīng)濟(jì)與管理類專業(yè)實驗教學(xué)的建設(shè)水平為目的，以實驗教材建設(shè)為突破口，探討高等院校經(jīng)濟(jì)與管理類實驗教材的新方向、新思路、新內(nèi)容、新模式。本系列實驗教材的編寫緊緊圍繞“知行合一，能力為尚，積淀特色，共享協(xié)作”的地方行業(yè)性教學(xué)型經(jīng)濟(jì)與管理類實驗教學(xué)理念，貫徹以現(xiàn)代教育技術(shù)為基本手段，以實驗資源共享與應(yīng)用為條件，強(qiáng)化理論教學(xué)與實踐教學(xué)互動與互補(bǔ)，“實踐與理論相結(jié)合”和在“做中學(xué)”的指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)實驗教材建設(shè)與實驗課程建設(shè)、實驗項目建設(shè)、實驗教師隊伍建設(shè)以及深化實驗教學(xué)改革相結(jié)合，力圖通過系列教材建設(shè)規(guī)范實驗教學(xué)內(nèi)容和實驗項目，促進(jìn)實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。（一）本系列實驗教材內(nèi)容與教學(xué)方式符合實驗教學(xué)規(guī)律和要求。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：1.實驗教材以實驗項目為章節(jié)，按如下體例編寫：實驗?zāi)康暮蛯嶒炓螅粚嶒灥幕驹?；實驗儀器、軟件和材料或?qū)嶒灜h(huán)境；實驗方法和操作步驟；實驗注意事項；數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果分析；實驗報告。當(dāng)然，對于不同的課程，根據(jù)其本身的學(xué)科特點，實驗教材的編寫體例并不完全一致。2.增加綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目的比例，并逐步將科研成果項目轉(zhuǎn)化為教材的實驗項目。3.與當(dāng)前流行的實驗平臺軟件或硬件及教材內(nèi)容緊密結(jié)合，符合一般軟件要求。4.充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，明確實驗教學(xué)的內(nèi)涵。實驗教學(xué)過程體現(xiàn)以學(xué)生操作為主，教師輔導(dǎo)為輔，少量時間教師講解，大部分時間學(xué)生操作的特點。5.按實驗教學(xué)規(guī)律分配學(xué)時，并且有多余的實驗項目供學(xué)生利用開放實驗室自主學(xué)習(xí)。6.內(nèi)容精練，主次分明，詳略得當(dāng)，文字通俗易懂，圖表與正文密切配合。（二）本系列實驗教材遵循實驗教學(xué)規(guī)律，體現(xiàn)時代特色，總體來說，具有以下四個特點：1.與現(xiàn)代典型案例相結(jié)合。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為原則，根據(jù)實驗教學(xué)大綱，注重理論聯(lián)系實際，教材具有較強(qiáng)的實踐性、新穎性、啟發(fā)性和適用性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

內(nèi)容概要

本實驗教材分為三個部分。第一部分為MATLAB簡介，對MATLAB基本操作和相關(guān)計算函數(shù)做了一個概括性的介紹，以便學(xué)生在進(jìn)行實驗前對相關(guān)理論知識做一個回顧。第二部分為MATLAB軟件實驗，共五個實驗，10個學(xué)時左右。這部分實驗主要是讓學(xué)生掌握MATLAB語言的基本操作和語法，熟悉MATLAB的編程環(huán)境，側(cè)重于對軟件的熟練運(yùn)用。第三部分為數(shù)學(xué)實驗，共九個實驗，實驗六至實驗十二為單項實驗，實驗十三和實驗十四為綜合實驗。這部分的實驗主要是訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用MATLAB解決各種數(shù)學(xué)計算問題。在這部分的實驗中，首先給出學(xué)生相關(guān)問題的數(shù)學(xué)模型，學(xué)生直接應(yīng)用MATLAB求解，當(dāng)學(xué)生掌握了求解方法后，給出應(yīng)用實例，要求學(xué)生首先對實際問題進(jìn)行分析，建立數(shù)學(xué)模型，找到求解的方法，再應(yīng)用MATLAB求解。這樣的實驗內(nèi)容的設(shè)置，有利于學(xué)生對實際問題處理方法的掌握。最后兩個綜合實驗都是具體的實際問題，通過前七個實驗的訓(xùn)練，要求學(xué)生能獨(dú)立完成對問題的分析、建模和求解的全過程。

書籍目錄

第一部分  MATLAB簡介　第一章  MATLAB的安裝與啟動　第二章  MATLAB基本用法　第三章  向量與矩陣運(yùn)算　第四章  繪圖　第五章  關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算　第六章  MATLAB程序設(shè)計　第七章  MATLAB的符號運(yùn)算第二部分  MATLAB軟件實驗　實驗一  MATLAB的基本操作（驗證性實驗）　實驗二  MATLAB的繪圖功能（驗證性實驗）　實驗三  MATLAB的程序設(shè)計（設(shè)計性實驗）　實驗四  MATIAB的符號計算（驗證性實驗）　實驗五  MATLAB的數(shù)值計算（驗證性實驗）第三部分  數(shù)學(xué)實驗　實驗六  代數(shù)方程的求解（驗證性實驗）　實驗七  微分方程的求解（驗證性實驗）　實驗八  非線性方程求解（設(shè)計性實驗）　實驗九  線性規(guī)劃問題的求解（設(shè)計性實驗）　實驗十  數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述和分析（驗證性實驗）　實驗十一  曲線的插值與擬合（設(shè)計性實驗）　實驗十二  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在數(shù)據(jù)擬合中的應(yīng)用（設(shè)計性實驗）　實驗十三  最佳營銷策略（綜合性實驗）　實驗十四  放射性廢物的處理問題（綜合性實驗）附錄一  MATLAB指令索引附錄二  部分實驗內(nèi)容參考程序參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（設(shè)計性實驗）一、實驗?zāi)康?.掌握用MATIAB計算拉格朗日、分段線性、三次樣條三種插值的方法，改變節(jié)點的數(shù)目，對三種插值結(jié)果進(jìn)行初步分析。2.掌握MATIAB多項式擬合及最小二乘擬合命令的用法。3.通過實例學(xué)習(xí)用曲線插值和擬合解決實際問題。二、實驗原理在大量應(yīng)用中，人們常面臨用一個解析函數(shù)描述數(shù)據(jù)間的關(guān)系問題。解決這個問題有兩種方法。函數(shù)插值與曲線擬合都是要根據(jù)一組數(shù)據(jù)構(gòu)造一個函數(shù)作為近似，由于近似的要求不同，二者的數(shù)學(xué)方法上是完全不同的。而面對一個實際問題，究竟用插值還是擬合，有時容易確定，有時則并不明顯。在插值法里，數(shù)據(jù)假定是正確的，要求以某種方法描述數(shù)據(jù)點之間所發(fā)生的情況。在曲線擬合或回歸方法里，是設(shè)法找出某條光滑曲線，使它最佳地擬合數(shù)據(jù)，而不必經(jīng)過任何數(shù)據(jù)點。

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