线性代数实践及MATLAB入门(第2版)
点此进入淘宝搜索页搜索分類: 图书,计算机与互联网,专用软件,统计分析软件,
品牌: 陈怀琛
基本信息·出版社：电子工业出版社
·页码：250 页
·出版日期：2009年
·ISBN：9787121072239
·条形码：9787121072239
·包装版本：2版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
产品信息有问题吗？请帮我们更新产品信息。
内容简介《线性代数实践及MATLAB入门》第1版是根据“用软件工具提高线性代数教学”的指导思想，参照美国1992—1997国家科学基金项目ATLAST的思路编写成的线性代数补充教材，其目的是补充我国现有教材忽视应用的缺陷。它分为两篇，第一篇介绍线性代数所用的软件工具MATLAB语言，可以作为教材，也可以作为手册使用；第二篇介绍线性代数实践，包括三方面的内容：一是利用MATLAB的可视化功能，给线性代数中的概念赋予了几何形象；二是给线性代数中烦琐的计算提供了简明的算法和程序；三是给出了各个工程和经济领域中使用线性代数建模的大量实例。《线性代数实践及MATLAB入门》第2版在对第1版进行修订的基础上增加了第10章，扩展了在机械和电子专业后续课程中10多个较深的矩阵建模和求解的实例。
《线性代数实践及MATLAB入门》既可作为大学本科线性代数的配套教材，也可作为广大理工和经管领域的教师、工程师、高年级本科生和研究生深入学习矩阵建模和掌握其计算机解法的参考读物。
作者简介陈怀琛教授，1953年毕业于张家口军事电信工程学院（现为西安电子科技大学），留校任教，先后在机械系、自动控制系和电子工程系讲授过十多门课程。1980年，他赴美国费城宾夕法尼亚大学系统工程系做访问学者进修：回国后，曾任西安电子科技大学副校长，主管科研和研究生教育工作，曾兼任中国自动化学会理事等职。
1995年以来，陈教授致力于推动大学课程和教学的计算机化，目的是使教师和学生都使用计算机取代计算器来解决各课程中的计算问题。他主持编写了《控制系统CAD和MATLAB语言》、《数字信号处理及其MATLAB实现》、《MATLAB及其在理工课程中的应用指南》、《MATLAB及其在电子信息课程中的应用》、《数字信号处理教程——MATLAB释义与实现》等一系列将MATLAB应用于大学课程的教材著作。
从2005年起，以本书为基础，由他牵头实施了《用MATLAB提高线性代数教学水平》的教学基金项目，历经三年，此期间他又出版了《工程线性代数（MATLAB版）》一书。2008年5月，教育部高等学校数学与统计学教指委数学基础课程分教指委和西安电子科技大学联合对此项目进行了鉴定。鉴定意见指出，“该项目改革理念先进，特色鲜明，具有创新性，是一项高水平的教学改革成果，具有很好的推广价值。”
此次作者为本书（第2版）增加了一章内容，进一步加强了线性代数与后续课程的无缝连接。其中用矩阵建模和机算求逆化简复杂线性系统的方法，解决了“信号与系统”、“数字信号处理”和“自动控制”三门课程中长期存在的共同难题，超过了各课程的现有方法，显示了线性代数教学改革对后续课程改革能够发挥的巨大辐射效应。
编辑推荐线性代数抽象吗？看了《线性代数实践及MATLAB入门》后，你会知道它的概念都基于空间形象。
线性代数冗繁吗？学了《线性代数实践及MATLAB入门》后，你会瞳得它的计算全可用简明程序。
线性代数枯燥吗？读了《线性代数实践及MATLAB入门》后，你会发现它的应用极其广泛而精彩。
目录
第一篇 MATLAB语言入门
第1章 MATLAB语言概述2
1.1 MATLAB语言的发展2
1.2 MATLAB语言的特点3
1.3 MATLAB的工作环境4
1.3.1 命令窗4
1.3.2 图形窗6
1.3.3 文本编辑窗8
1.4 演示程序8
第2章 基本语法10
2.1 变量及其赋值10
2.1.1 标识符与数10
2.1.2 矩阵及其元素的赋值11
2.1.3 复数12
2.1.4 变量检查13
2.1.5 基本赋值矩阵15
2.2 矩阵的初等运算16
2.2.1 矩阵的加减乘法16
2.2.2 矩阵除法及线性方程组的解18
2.2.3 矩阵的乘方和幂次函数20
2.2.4 矩阵结构形式的提取与变换21
2.3 元素群运算22
2.3.1 数组及其赋值22
2.3.2 元素群的四则运算和幂次运算23
2.3.3 元素群的函数24
2.4 逻辑判断及流程控制25
2.4.1 关系运算25
2.4.2 逻辑运算27
2.4.3 流程控制语句28
2.5 基本绘图方法32
2.5.1 直角坐标中的两维曲线32
2.5.2 线型、点型和颜色33
2.5.3 多条曲线的绘制34
2.5.4 屏幕控制和其他二维绘图35
2.5.5 三维曲线和曲面40
2.5.6 特殊图形和动画42
2.5.7 彩色、光照和图像44
2.5.8 低层图形屏幕控制功能46
2.6 M文件及程序调试48
2.6.1 主程序文件49
2.6.2 人机交互命令50
2.6.3 函数文件51
2.6.4 文件编辑器及程序调试53
第3章 MATLAB的开发环境和工具54
3.1 MATLAB与其他软件的接口关系54
3.1.1 与磁盘操作系统的接口关系54
3.1.2 与文字处理系统WinWord的关系57
3.1.3 图形文件的转储58
3.1.4 低层输入输出函数库58
3.1.5 与C和FORTRAN子程序的动态链接60
3.2 MATLAB的文件管理系统60
3.2.1 安装后的MATLAB文件管理系统60
3.2.2 MATLAB自身的用户文件格式61
3.2.3 文件管理和搜索路径61
3.2.4 与目录和搜索有关的命令62
3.2.5 搜索顺序63
3.3 MATLAB 6.x的开发环境63
3.3.1 桌面系统的内容63
3.3.2 桌面命令菜单简介64
3.3.3 MATLAB 6.x的用户界面65
第4章 MATLAB的其他函数库67
4.1 数据分析函数库（datafun函数库）67
4.1.1 基本的数据分析67
4.1.2 用于场论的数据分析函数69
4.1.3 用于随机数据分析的函数69
4.1.4 用于相关分析和傅里叶分析的函数70
4.2 矩阵的分解与变换（matfun函数库）72
4.2.1 线性方程组的系数矩阵72
4.2.2 矩阵的分解73
4.2.3 矩阵的特征值分析75
4.2.4 特殊矩阵库（specmat）75
4.3 多项式函数库（polyfun）76
4.3.1 多项式的四则运算77
4.3.2 多项式求导、求根和求值78
4.3.3 多项式拟合79
4.3.4 多项式插值80
4.3.5 线性微分方程的解（residue）82
4.4 函数功能和数值积分函数库（funfun）83
4.4.1 函数功能和数值积分函数库的主要子程序83
4.4.2 非线性函数的分析84
4.4.3 任意函数的数值积分86
4.5 字符串函数库（strfun）88
4.5.1 字符串的赋值89
4.5.2 字符串语句的执行89
4.5.3 字符串输入输出90
4.6 稀疏矩阵函数库（sparfun）90
4.7 图形界面函数库（guitools）92
4.8 数据类型函数库（datatypes）93
4.8.1 结构阵列94
4.8.2 单元阵列95
4.8.3 类和对象96
4.9 符号数学（Symbolic Math）工具箱简介99
4.9.1 Symbolic工具箱的主要功能99
4.9.2 符号数学式的基本表示方法99
4.10 习题101
第二篇 线性代数实践
第5章 预备知识106
5.1 实验在线性代数中的重要性106
5.2 实验部分的内容组成108
5.3 直线和平面的快速绘制程序109
5.4 随机整数矩阵的生成程序112
5.5 特殊矩阵的生成程序113
5.6 线性代数建模与应用概述113
5.7 习题115
第6章 用行阶梯法解线性方程118
6.1 线性方程组的MATLAB表示方法118
6.2 初等行变换和高斯消元子程序121
6.3 行阶梯形式的生成123
6.4 MATLAB中的行阶梯生成函数126
6.5 用行阶梯法解欠定方程组127
6.6 应用实例130
6.6.1 平板稳态温度的计算130
6.6.2 化学方程的配平131
6.6.3 电阻电路的计算133
6.6.4 交通流量的分析134
6.7 习题136
第7章 用矩阵运算法解线性方程138
7.1 矩阵运算规则的MATLAB实现138
7.2 初等变换乘子矩阵的生成142
7.3 行列式的定义和计算145
7.4 矩阵的秩和矩阵求逆148
7.5 用矩阵“除法”解线性方程150
7.6 应用实例151
7.6.1 网络的矩阵分割和连接151
7.6.2 用逆阵进行保密编译码152
7.6.3 减肥配方的实现153
7.6.4 弹性梁的柔度矩阵154
7.6.5 网络和图156
7.7 习题158
第8章 用向量空间解线性方程组161
8.1 向量和向量空间161
8.2 向量空间和基向量164
8.3 向量的内积和正交性167
8.4 齐次解空间171
8.5 超定方程的解——最小二乘问题173
8.6 应用实例177
8.6.1 价格平衡模型177
8.6.2 宏观经济模型179
8.6.3 信号流图模型180
8.6.4 数字滤波器系统函数182
8.7 习题184
第9章 线性变换及其特征187
9.1 平面上线性变换的几何意义187
9.2 二维矩阵特征值的几何意义189
9.3 三维空间中线性变换的几何意义193
9.4 基变换与坐标变换197
9.5 特征值和特征向量的MATLAB求法198
9.6 对称矩阵对角化与二次型主轴201
9.7 奇异值分解简介206
9.8 应用实例209
9.8.1 人口迁徙模型209
9.8.2 产品成本的计算211
9.8.3 情报检索模型212
9.9 习题214
第10章 后续课矩阵建模增补216
10.1 多项式插值问题216
10.2 坐标测量仪测定中的拟合问题217
10.3 天体轨道测量的曲线拟合问题219
10.4 静力学问题221
10.5 材料力学的静不定问题222
10.6 二自由度机械振动的模态分析224
10.7 交流稳态电路的复数矩阵解226
10.8 线性系统零输入响应的计算227
10.9 计算频谱用的DFT矩阵228
10.10 最优化有限冲激响应（FIR）数字滤波器设计230
10.11 信号流图的矩阵建模和计算机求解232
10.12 自动控制系统的矩阵建模235
结束语238
附录A 关于MATLAB基本部分函数索引的说明240
附录B 有关美国“用软件工具增强线性代数教学”计划的资料241
参考文献251
……[看更多目录]
序言2005年，作者根据十年来编书中使用矩阵的体会和美国线性代数教材改革的做法，编著了本书第1版。那时所写的前言，主要反映国外的经验，希望国内效仿。交稿以后，作者在西安电子科技大学申请了“用软件工具提高线性代数教学水平”的教改基金项目，举办了一个由40多位教师参加的培训班，组织几位教师进行了连续三届共800多名学生参加的教学改革试点，此项目后来又得到了教育部理工科处及数学教指委数学基础课程分教指委的支持，并在2008年5月进行了鉴定。这第2版的序言就着重介绍近三年来我们教改的经历和体会。
教改的基本指导原则是两条：一是“需求牵引，面向应用”，根据对机械和电子专业后续课大量应用的分析，提出本课程的目标是能解6阶以上的线性代数问题；二是“技术推动，引入机算”，借现代化手段之助，做到抽象与形象的结合，笔算与机算的结合，基础课和专业课的结合。我们具体进行了以下几方面的工作。
一、对课程的教学要求进行了全局的论证
四个现代化对教育现代化的要求首先表现在对专业课要求日益扩展和加深，再由专业课反映到基础课，促进整个教学计划的改革创新。要保证高的教学水平，必须经常对这条需求链进行论证，国外大学经常进行的ABET论证就包括这个内容。遗憾的是，没有见到国内对线性代数课程做过这样的论证，似乎无人关心课程内容该如何满足专业课的需要。我们在进行这项工作时，以量大面广的机械、电子专业为对象，分析其后续课程在矩阵建模和计算方面的需求，以确定线性代数课程的任务。
根据十多年来把科学计算用于多门课程的编书实践，我们找到了这两个专业大学三年级前能用到线性方程的十多门课程：化学、高等数学、电路、理论力学、材料力学、计算方法、传热学、物理、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、机械振动、机器人学等（其用矩阵建模和计算的例题都已列入本版书中）。但在实际教材中，这些课程都基本上不用矩阵计算，原因在于目前线性代数所教的内容与后续课的需求脱节。
脱节的第一个表现是阶次N（指方程数和变量数中的大者），化学方程配平的阶次是反应式前后物质的总数，每边三种物质，N就是6。静力学中空间单物体平衡有6个方程，多一个物体，方程就加倍。电路图的节点数就对应于方程数，可见大学课程需要的N至少是6以上，而工程实践中将达到几百和几千。第二个表现是方程组类型，在物理实验和各种测量学中，都使用冗余数据提高精度，遇到的往往是超定方程，而现有课程多数不讲超定方程。第三个表现是数域，交流电路、信号处理遇到的往往是复数代数方程。
根据以上的分析，教改中我们将课程的实践目标定位为：在保持原有理论和实践水平的基础上，使学生学会高效地解6阶以上、复数、超定线性代数问题。新旧教学要求的对比可以用图来说明。图中白色部分是现在大纲的覆盖区，它一般只能解3阶问题，求特征值只到2阶。灰色部分是因计算复杂而难以笔算的，黑色区则是根本没教算法的，此外因为只限于实数问题，白色区又都缩小一半。新提出的目标是学生会解的问题能覆盖全图，包括实数和复数方程，阶次可以扩展到几十、几百阶，从而可与后续课程实现无缝衔接。
百分之八十以上的后续课程的题目都不会落入白色区域，会做本书题目的线性代数老师大概只是凤毛麟角，所以我国线性代数的教育水平也可见一斑了。
文摘插图：
