Βασικά στοιχεία στο Matlab

Σχετικά έγγραφα
EΞΩΤΕΡΙΚΑ ΑΡΧΕΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ

Εργαστήριο Μαθηματικής Ανάλυσης Ι. Εισαγωγή στη Matlab Βασικές Συναρτήσεις-Γραφικές παραστάσεις. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Σχολή Θετικών Επιστημών

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

5 η ΕΝΟΤΗΤΑ Γραφήματα στο MATLAB

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 6)

1. Κατασκευάστε ένα διάνυσμα με στοιχεία τους ζυγούς αριθμούς μεταξύ του 31 και 75

11 ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

Αλληλεπίδραση με το Matlab

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

Matlab. Εισαγωγικές έννοιες. C. C. Katsidis

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

2 ο ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

Συστήματα Αναμονής (Queuing Systems)

Εισαγωγή στο MATLAB. Κολοβού Αθανασία, ΕΔΙΠ,

Ηβασική δοµή δεδοµένων είναι ο πίνακας που δεν χρειάζεται να οριστεί η διάσταση του.

Συναρτήσεις - Όρια- Παράγωγοι- Ολοκληρώματα Ακολουθίες-Σειρές

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙV. ΤΜΗΜΑ ΙΕΘΝΟΥΣ ΕΜΠΟΡΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Ι Μονοβασίλης Θεόδωρος

Χρονικές σειρές 2 o μάθημα: Εισαγωγή στη MATLAB

Εισαγωγή στη Matlab Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση Διδάσκων: Γεώργιος Ακρίβης Βοηθός: Δημήτριος Ζαβαντής

Γραφικές παραστάσεις (1ο μέρος)

Εισαγωγή στο Mathematica

4. Εισαγωγή στο Matlab

ΑΕΝ / ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σημειώσεις για τη χρήση του MATLAB στα Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

Εισαγωγή στη Matlab Βασικές Συναρτήσεις

Για τη δημιουργία ενός διανύσματος με στοιχεία από το 0 μέχρι το 20 με βήμα το 2 (χρησιμοποιείται συνήθως για διανύσματα χρόνου) δίνουμε

Νέο υλικό. Matlab2.pdf - Παρουσίαση μαθήματος 2. Matlab-reference.pdf Σημειώσεις matlab στα ελληνικά (13 σελίδες).

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 5)

Υπολογισμός αθροισμάτων

1 η Εργαστηριακή Άσκηση MATLAB Εισαγωγή

Εργαστήρια Αριθμητικής Ανάλυσης Ι. 9 ο Εργαστήριο. Απαλοιφή Gauss με μερική οδήγηση - Παρεμβολη

Τυπικές χρήσεις της Matlab

Σκοπός. Αλγεβρικοί και Λογικοί Υπολογισμοί στη PASCAL

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 3)

MATLAB. Λογισµικό υλοποίησης αλγορίθµων και διεξαγωγής υπολογισµών.

Strings. Τα strings μπορούν να αντιστοιχηθούν σε μεταβλητές δηλώνοντας τα με απόστροφο

Σύντομη Αναφορά σε Βασικές Έννοιες Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων

Παρουσίαση του Mathematica

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB. Κολοβού Αθανασία Ε.Τ.Ε.Π.

Β ΜΕΡΟΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MATLAB ΣΤΗΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Επιστηµονικός Υπολογισµός Ι - Πρώτη εργαστηριακή άσκηση

Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Διοικητικής Επιστήμης και Τεχνολογίας

Ο ΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ MATLAB


Εισαγωγή στους Υπολογιστές

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Βασικά στοιχεία του MATLAB

Σύντομες εισαγωγικές σημειώσεις για την. Matlab

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΣΤΗ MATLAB

Αριθμητική Επίλυση Συνήθων Διαφορίκών Εξισώσεων 3ο Εργαστήριο 27/03/2015 1

Φωτίζοντας ένα δωμάτιο

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Εισαγωγή στο GNU Octave/MATLAB

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 17

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Σε αυτήν την ενότητα θα εξοικειωθείτε με το περιβάλλον αλληλεπίδρασης του MATLAB με το χρήστη.

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 8)

Το πρόβλημα. Έχουμε έναν κύκλο με μοναδιαία ακτίνα. Η εξίσωσή του θα είναι:

Σημαντικές δυνατότητες των σύγχρονων υπολογιστικών μηχανών: Αξιόπιστη καταγραφή πολύ μεγάλου όγκου δεδομένων

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΩΤΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 4)

Ομάδα Γ. Ο υπολογιστής ως επιστημονικό εργαλείο

Προγραμματισμός στο Matlab

Matlab κι εφαρμογές στην Γραμμική Άλγεβρα

Μέγιστα & Ελάχιστα. ΗΥ111 Απειροστικός Λογισμός ΙΙ

Γραφικές παραστάσεις (2ο μέρος)

Εισαγωγή στο Gnuplot. Σφυράκης Χρυσοβαλάντης

1. Εισαγωγή στο Sage.

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ Ι. Τύποι δεδομένων ΤΥΠΟΙ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΠΡΑΞΕΙΣ. Παράδειγμα #1. Πράξεις μεταξύ ακεραίων αριθμών

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 14

9 η ΕΝΟΤΗΤΑ Συμβολικές πράξεις, ολοκληρώματα, παράγωγοι, διαφορικές εξισώσεις

Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών. Τμήμα Αυτοματισμού. Σημειώσεις Εργαστηρίου Ψηφιακού Ελέγχου. Σχεδίαση Συστημάτων Ελέγχου με χρήση MATLAB

Πρώτη επαφή με το μαθηματικό πακέτο Mathematica

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι (MATLAB) Ενότητα 5

Χρονικές σειρές 3 o μάθημα: Εισαγωγή στη MATLAB

Αριθμητική Ανάλυση & Εφαρμογές

Συστήματα συντεταγμένων

Πίνακες >>A = [ 1,6; 7, 11]; Ή τον πίνακα >> B = [2,0,1; 1,7,4; 3,0,1]; Πράξεις πινάκων

Ασκήσεις Επανάληψης Τάξη Δ Εν. 1: Διανύσματα

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Oικονομικές και Mαθηματικές Eφαρμογές

ΜΑΣ 191. Μαθηματικά με Υπολογιστές Διδάσκων: Γιώργος Γεωργίου Ενδιάμεση εξέταση Θεωρία 18 Μαρτίου 2009

3) το παράθυρο Πίνακας τιμών όπου εμφανίζονται οι τιμές που παίρνουν οι παράμετροι

f x και τέσσερα ζευγάρια σημείων

Εισαγωγή στο Περιβάλλον Επιστημονικού Προγραμματισμού MATLAB-Simulink. Δημήτριος Τζεράνης Λεωνίδας Αλεξόπουλος

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΙI. Άδειες Χρήσης. Τύποι δεδομένων, μεταβλητές, πράξεις. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Εργαστήρια Αριθμητικής Ανάλυσης Ι. 1 ο Εργαστήριο. Εισαγωγή στο Matlab

Περιεχόμενα. 26 Γραφικά δύο διαστάσεων Γραφικά τριών διαστάσεων... 45

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ηλεκτρονική Υγεία. Εργαστήριο 5 ο : MATLAB

Λογικά Διανύσματα. >>x = -3/2*pi : pi/100 : 3/2*pi; >>y = tan(x); >>plot(x, y)

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. Η σύνταξη μιας συνάρτησης σ ένα κελί έχει την γενική μορφή: =όνομα_συνάρτησης(όρισμα1; όρισμα2;.)

διανύσματα - Πίνακες - Struct Στατικό διάνυσμα Είσοδος Έξοδος δεδομένων Συναρτήσεις Χειρισμός σφαλμάτων ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΙΑΛΕΞΗ

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Τύποι δεδομένων. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Εισαγωγή στο Πρόγραμμα Maxima

Transcript:

Αριθμητική : + - * / ^ 3ˆ2 - (5 + 4)/2 + 6*3 >> 3^2 - (5 + 4)/2 + 6*3 22.5000 Βασικά στοιχεία στο Matlab Το Matlab τυπώνει την απάντηση και την καταχωρεί σε μια μεταβλητή που την ονομάζει ans. Αν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε την μεταβλητή αυτή στα επόμενα μπορούμε να καλέσουμε >> ans^2 + sqrt(ans) 510.9934 Το νέο αποτέλεσμα καταχωρείται πάλι στην μεταβλητή ans. Για να εκτελέσουμε πιο σύνθετους υπολογισμούς πρέπει να καταχωρήσουμε τις τις τιμές που υπολογίζουμε σε μεταβλητές που θα ορίσουμε εμείς.

>> u=cos(10) u = -0.8391 >> v = sin(10) v = -0.5440 >> uˆ2 + vˆ2 1

Συμβολική Άλγεβρα Μια από τις δυνατότητες που μας παρέχει το Matlab είναι να εκτελούμε πράξεις με σύμβολα. Αυτό είναι δυνατό με την βοήθεια του πακέτου Math Toolbox του Matlab. >>help symbolic >> syms x y >> (x - y)*(x - y)ˆ2 (x-y)^3 >> expand(ans) x^3-3*x^2*y+3*x*y^2-y^3 >> factor(ans) (x-y)^3 >> simplify((xˆ3 - yˆ3)/(x - y)) x^2+x*y+y^2

Οι βασικές εντολές είναι expand, factor, simplify >> simplify((x^3 - y^3)/(x - y)) x^2+x*y+y^2 Συμβολικές εκφράσεις, μεταβλητή ακρίβεια και ακριβής αριθμητική >> cos(pi/2) 6.1232e-17 Γιατί το Matlab δεν μας δίνει 0 όπως θα έπρεπε? >> cos(sym( pi/2 )) 0 >> sym('1/2') + sym('1/3') 5/6

>> vpa('sqrt(2)', 50) 1.4142135623730950488016887242096980785696718753769 >>3^45 2.9543e+21 >>vpa(3^45) 2954312706550833610752.0 >>vpa('3^45') 2954312706550833698643.0 Η ακριβής αριθμητική τιμή είναι η τελευταία.

Διευθέτηση των μεταβλητών u=pi ; v='pi'; w=sym('pi'); >> whos Name Size Bytes Class Attributes ans 1x1 112 sym u 1x1 8 double v 1x2 4 char w 1x1 112 sym >>clear all >>clear u v

Μεταβλητές και καταχωρήσεις Στο Matlab καταχωρούμε μια τιμή σε μια μεταβλητή με το = >> x = 7 x = 7 >> xˆ2-2*x*y + y 49-13*y Για να καθαρίσουμε την τιμή στην μεταβλητή x εκτελούμε το clear x >> clear x; syms x y >> z = xˆ2-2*x*y + y z = x^2-2*x*y+y >> 5*y*z 5*y*(x^2-2*x*y+y)

Επίλυση εξισώσεων Μπορούμε να λύσουμε εξισώσεις με τις εντολές solve και fzero >> solve('xˆ2-2*x - 4 = 0') [ 5^(1/2)+1] [ 1-5^(1/2)] για να πάρουμε αριθμητικές λύσεις πατάμε double(ans), ή vpa(ans) Οταν έχουμε λιγότερες εξισώσεις από τις μεταβλητές θα πρέπει να δηλώσουμε ως προς ποιές μεταβλητές θα γίνει η επίλυση >> solve('2*x - log(y)=1','y') exp(2*x 1) >> [x, y] = solve( xˆ2 - y = 2, y - 2*x = 5 ) x = [ 1+2*2^(1/2)] [ 1-2*2^(1/2)] y = [ 7+4*2^(1/2)] [ 7-4*2^(1/2)]

>> x(1) 1+2*2^(1/2) >> y(1) 7+4*2^(1/2) Με την προηγούμενη εντολή καταχωρήσαμε την λύση του συστήματος στο διανύσμα [x, y]. Μπορούμε ωστόσο την λύση να την καταχωρήσουμε σε μια μεταβλητή την sol >> sol = solve( xˆ2 - y = 2, y - 2*x = 5 ) Για να δούμε το αποτέλεσμα πατάμε sol.x και sol.y Πολλές εξισώσεις δεν μπορούν να επιλυθούν σε κλειστή μορφή, οπότε η solve ψάχνει να βρει μια αριθμητική εκτίμηση >> solve('sin(x) = 2 x') 1.1060601577062719106167372970301

Πολλές φορές η λύση δεν είναι μοναδική και το αποτέλεσμα δεν είναι αυτό που θα περίμενε κανείς >> solve( exp(-x) = sin(x) ) -2.0127756629315111633360706990971 +2.7030745115909622139316148044265*i Με την εντολή fzero μπορούμε να βρούμε μια λύση κοντά σε ένα σημείο >> fzero(inline('exp(-x) sin(x)'), 0.5) 0.5885 Μια γραφική απεικόνιση των λύσεων της εξίσωσης μπορεί να γίνει ως εξής: >> ezplot('exp(-x)',[0 10]) >> hold on >> ezplot('sin(x)',[0 10]) >> hold off

Συναρτήσεις Το Matlab γνωρίζει πολλές βασικές συναρτήσεις όπως τις τριγωνο-μετρικές και τις λεγόμενες ειδικές συναρτήσεις, την εκθετική και την λογαριθμική συνάρτηση, καθώς και πολλές σταθερές >> help elfun >> log(exp(3)) 3 >> sin(2*pi/3) 0.8660 Για να πάρουμε το ακριβές αποτέλεσμα γράφουμε >> sin(sym('2*pi/3')) 1/2*3^(1/2)

Πως ορίζονται νέες συναρτήσεις από τον χρήστη >> f = inline( xˆ2 + x + 1, x ) f = Inline function: f(x) = x^2 + x + 1 Αφού έχει οριστεί η συνάρτηση μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή της για κάποια τιμή της ανεξάρτητης μεταβλητής >> f(4) 21 Στο Matlab οι συναρτήσεις μπορούν να δράσουν και σε διανύσματα ακριβώς όπως σε μια μεταβλητή >> f1 = inline(vectorize( xˆ2 + x + 1 ), x ) f1 = Inline function: f1(x) = x.^2 + x + 1

>> f1(1:5) 3 7 13 21 31 Στο Matlab μπορούμε να ορίσουμε συναρτήσεις δυο ή και περισσοτέρων μεταβλητών >> g = inline( uˆ2 + vˆ2, u, v ) g = Inline function: g(u,v) = u^2+v^2 H g είναι συνάρτηση 2 μεταβλητών που τις ονομάσαμε u, v >> g(1,2) 5

Γραφικά Ο πιο εύκολος τρόπος να σχηματίσουμε την γραφική παράσταση μια συνάρτησης στο Matlab υλοποιείται χρησιμοποιώντας την εντολή ezplot >> ezplot('x^2 + x + 1', [-2 2]) Εναλλακτικά >> syms x >> ezplot(xˆ2 + x + 1, [-2 2]) Μπορούμε να τροποποιήσουμε το γραφικό με πολλούς τρόπους. Να προσθέσουμε έναν τίτλο στο γραφικό, να δώσουμε έναν τίτλο στους άξονες >> title A Parabola >>xlabel 'the x-axis' >>ylabel 'the y-axis' Μπορούμε να περιορίσουμε ή να επαυξήσουμε το γραφικό για συγκεκριμένες τιμές του y άξονα ή και του x άξονα. >>axis([-3 3 1 4])

Γραφικά με την εντολή plot Η εντολή plot χρησιμοποιείται όταν θέλουμε να κάνουμε γραφική παράσταση δεδομένων που δίνονται με την μορφή διανυσμάτων >> X = [1 2 3]; Y = [4 6 5]; >> plot(x, Y) Για να σχηματίσουμε την γραφική παράσταση μιας συνάρτησης πρέπει πρώτα να φτιάξουμε μια λίστα X από τιμές της ανεξάρτητης μεταβλητής x >> X = -2:0.1:2; >> plot(x, X.ˆ2 + X + 1) Η εντολή >> plot(x, f1(x)) παράγει το ίδιο γραφικό αποτέλεσμα!!!

Απεικονίζοντας πολλές γραφικές παραστάσεις στο ίδιο γραφικό Κάθε φορά που εκτελούμε μια εντολή γραφικών το Matlab αντικαθιστά το παλιό γραφικό με το νέο. Αν θέλουμε να διατηρήσουμε και τα δυο γραφικά μαζί πατάμε hold on >>ezplot('exp(-x)', [0 10]) >>hold on >>ezplot('sin(x)', [0 10]) >>hold off >>title 'exp(-x) and sin(x)' Με την εντολή plot μπορούμε να παραστήσουμε πολλά γραφικά μαζί >> X = 0:0.1:10; >> plot(x, exp(-x), X, sin(x))

Διανύσματα και Πίνακες >> Z = [2,4,6,8] Z = 2 4 6 8 >> Y = [4-3 5-2 8 1] Y = 4-3 5-2 8 1 Ένα διάνυσμα που έχει τιμές από το 1 μέχρι το 9 με βήμα 1 >> X = 1:9 X = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ένα διάνυσμα που έχει τιμές από το 1 μέχρι το 10 με βήμα 2 >> X = 0:2:10 X = 0 2 4 6 8 10

Μπορούμε να πάρουμε βήμα με αρνητικό βήμα ή ακόμα με δεκαδικά ψηφία 100:-1:0 ή 0:0.1:1 Οι συνιστώσες του διανύσματος X μπορούν να εμφανισθούν πατώντας X(1), X(3) κλπ Για να γίνει το X από διάνυσμα γραμμή σε διάνυσμα στήλη βάζουμε έναν τόνο μετά το X δηλαδή Χ' Μπορούμε να εκτελέσουμε αριθμητικές πράξεις σε διανύσματα κατά συνιστώσες >> X = 0:2:10 X = 0 2 4 6 8 10 >> X.^2 0 4 16 36 64 100