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Matlab计算及其在土木工程专业的应用（魏海霞）

作者: 祝杰编著 , 魏海霞 , 赵宇

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2023-03

版次: 1

ISBN: 9787122426765

定价: 49.90

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 209页

字数: 334千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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《Matlab 计算及其在土木工程专业的应用》主要介绍了有关Matlab 软件的入门知识、程序设计基础、图形绘制、符号运算、线性代数运算、数据分析、智能算法以及Matlab 在建筑工程、道路与桥梁工程和岩土与地下工程等土木工程专业方向中的应用。教材采用实例化演示，注重学以致用，助力初学者快速入门和掌握Matlab 软件的操作和应用技巧；同时附有源代码，便于读者动手实践和二次开发。本书可以作为高等院校土木工程专业本科生、研究生的教材，也可作为理工科相关专业及广大科研人员、工程技术人员的参考用书。魏海霞，女，1982年生，博士（后），副教授，主要从事土木工程智能计算、爆炸理论及应用、工程结构抗震等相关的教学研究工作。近年来主持和参与国家自然科学基金及省部级科研项目10多项，发表学术论文30余篇，其中SCI、EI收录20篇，ESI高被引1篇，TOP期刊1篇；完成专著1部，编写教材1部；以第一发明人授权国家发明专利5项，获得省部级以上科技成果奖励6项。第一篇 Matlab 计算基础知识

第1章 Matlab 入门知识 002

1.1 Matlab 概述002

1.1.1 关于Matlab 002

1.1.2 Matlab 工作界面简介003

1.2 变量与函数004

1.2.1 变量定义004

1.2.2 变量赋值004

1.2.3 常用数学函数005

1.3 标点符号和操作命令007

1.3.1 标点符号007

1.3.2 操作命令008

1.4 运算符010

1.4.1 算术运算符010

1.4.2 关系运算符011

1.4.3 逻辑运算符012

1.5 Matlab 的基本对象014

1.5.1 数组014

1.5.2 矩阵016

1.5.3 字符串021

1.5.4 元胞数组023

1.5.5 结构数组026

第2章 Matlab 程序设计基础 028

2.1 M 文件028

2.1.1 命令文件028

2.1.2 函数文件030

2.1.3 全局变量和局部变量032

2.2 Matlab 函数类别033

2.2.1 主函数和子函数033

2.2.2 嵌套函数034

2.2.3 匿名函数036

2.2.4 内联函数036

2.3 程序控制结构037

2.3.1 顺序结构037

2.3.2 循环结构038

2.3.3 条件结构040

2.3.4 开关结构042

2.3.5 试探结构044

2.4 常用交互式命令046

2.4.1 input 命令046

2.4.2 disp 命令047

2.4.3 pause 命令047

2.4.4 break 和continue 命令047

2.5 数据的导入与导出048

2.5.1 二进制文件的导入和导出048

2.5.2 txt 文件的导入和导出049

2.5.3 excel 文件的导入和导出050

第3章 Matlab 图形绘制 054

3.1 二维基本图形绘制054

3.2 二维特殊图形绘制058

3.2.1 二维统计图058

3.2.2 二维矢量图059

3.2.3 特殊坐标系下的二维图形061

3.3 常用绘图命令063

3.3.1 图形修饰命令063

3.3.2 图形标注命令065

3.3.3 图形属性设置命令067

3.3.4 图形窗口控制命令067

3.3.5 网格线和边框设置命令071

3.3.6 坐标轴控制命令072

3.4 三维基本图形绘制073

3.4.1 三维曲线图073

3.4.2 三维曲面图075

3.5 三维特殊图形绘制076

3.5.1 三维统计图076

3.5.2 三维箭头图077

3.5.3 柱坐标图078

3.5.4 等高线图079

3.5.5 立体切片图080

第4章 Matlab 符号运算 082

4.1 符号对象082

4.1.1 符号变量082

4.1.2 符号表达式083

4.1.3 符号矩阵085

4.1.4 符号方程086

4.2 极限运算089

4.3 导数运算091

4.3.1 一般函数的导数091

4.3.2 参数方程的导数092

4.3.3 隐函数的导数093

4.4 积分运算093

4.4.1 不定积分093

4.4.2 定积分094

4.5 级数运算095

4.5.1 泰勒级数095

4.5.2 傅里叶级数096

4.5.3 级数求和097

4.6 积分变换098

4.6.1 傅里叶变换098

4.6.2 傅里叶逆变换099

4.6.3 拉普拉斯变换099

4.6.4 拉普拉斯逆变换100

第5章 Matlab 线性代数运算 102

5.1 多项式的表达和运算102

5.1.1 多项式的表达102

5.1.2 多项式的运算103

5.2 矩阵的基本运算105

5.3 线性方程组求解108

5.3.1 求逆法108

5.3.2 初等变换法109

5.4 线性规划和二次规划问题求解111

5.4.1 线性规划问题111

5.4.2 二次规划问题112

第6章 Matlab 数据分析 114

6.1 数据拟合与回归114

6.1.1 多项式拟合114

6.1.2 线性回归115

6.1.3 非线性回归124

6.2 数据插值125

6.2.1 一维数据插值125

6.2.2 二维数据插值126

6.2.3 三维数据插值128

6.3 数据预处理129

6.3.1 数据的平滑处理129

6.3.2 数据的标准化变换130

6.3.3 数据的归一化变换131

6.4 数据预测效果评价132

6.4.1 平均绝对误差和平均绝对百分比误差132

6.4.2 均方误差和均方根误差133

6.4.3 决定系数134

第7章 Matlab 智能算法 135

7.1 人工神经网络算法136

7.1.1 BP 神经网络算法及相关命令136

7.1.2 BP 神经网络算法示例137

7.2 遗传算法139

7.2.1 遗传算法及相关命令139

7.2.2 遗传算法示例141

7.3 粒子群算法143

7.3.1 粒子群算法及相关命令143

7.3.2 粒子群算法示例145

7.4 模糊控制算法146

7.4.1 模糊控制算法及相关命令146

7.4.2 模糊控制算法示例148

7.5 小波分析算法149

7.5.1 小波分析算法及相关命令149

7.5.2 小波分析算法示例150

7.6 极限学习机算法152

7.6.1 极限学习机算法及相关命令152

7.6.2 极限学习机算法示例156

第二篇 Matlab 在土木工程专业中的应用

第8 章 Matlab 在建筑工程中的应用 160

第9 章 Matlab 在道路与桥梁工程中的应用 173

第10 章 Matlab 在岩土与地下工程中的应用 191

参考文献 209
内容简介:
《Matlab 计算及其在土木工程专业的应用》主要介绍了有关Matlab 软件的入门知识、程序设计基础、图形绘制、符号运算、线性代数运算、数据分析、智能算法以及Matlab 在建筑工程、道路与桥梁工程和岩土与地下工程等土木工程专业方向中的应用。教材采用实例化演示，注重学以致用，助力初学者快速入门和掌握Matlab 软件的操作和应用技巧；同时附有源代码，便于读者动手实践和二次开发。本书可以作为高等院校土木工程专业本科生、研究生的教材，也可作为理工科相关专业及广大科研人员、工程技术人员的参考用书。
作者简介:
魏海霞，女，1982年生，博士（后），副教授，主要从事土木工程智能计算、爆炸理论及应用、工程结构抗震等相关的教学研究工作。近年来主持和参与国家自然科学基金及省部级科研项目10多项，发表学术论文30余篇，其中SCI、EI收录20篇，ESI高被引1篇，TOP期刊1篇；完成专著1部，编写教材1部；以第一发明人授权国家发明专利5项，获得省部级以上科技成果奖励6项。
目录:
第一篇 Matlab 计算基础知识

第1章 Matlab 入门知识 002

1.1 Matlab 概述002

1.1.1 关于Matlab 002

1.1.2 Matlab 工作界面简介003

1.2 变量与函数004

1.2.1 变量定义004

1.2.2 变量赋值004

1.2.3 常用数学函数005

1.3 标点符号和操作命令007

1.3.1 标点符号007

1.3.2 操作命令008

1.4 运算符010

1.4.1 算术运算符010

1.4.2 关系运算符011

1.4.3 逻辑运算符012

1.5 Matlab 的基本对象014

1.5.1 数组014

1.5.2 矩阵016

1.5.3 字符串021

1.5.4 元胞数组023

1.5.5 结构数组026

第2章 Matlab 程序设计基础 028

2.1 M 文件028

2.1.1 命令文件028

2.1.2 函数文件030

2.1.3 全局变量和局部变量032

2.2 Matlab 函数类别033

2.2.1 主函数和子函数033

2.2.2 嵌套函数034

2.2.3 匿名函数036

2.2.4 内联函数036

2.3 程序控制结构037

2.3.1 顺序结构037

2.3.2 循环结构038

2.3.3 条件结构040

2.3.4 开关结构042

2.3.5 试探结构044

2.4 常用交互式命令046

2.4.1 input 命令046

2.4.2 disp 命令047

2.4.3 pause 命令047

2.4.4 break 和continue 命令047

2.5 数据的导入与导出048

2.5.1 二进制文件的导入和导出048

2.5.2 txt 文件的导入和导出049

2.5.3 excel 文件的导入和导出050

第3章 Matlab 图形绘制 054

3.1 二维基本图形绘制054

3.2 二维特殊图形绘制058

3.2.1 二维统计图058

3.2.2 二维矢量图059

3.2.3 特殊坐标系下的二维图形061

3.3 常用绘图命令063

3.3.1 图形修饰命令063

3.3.2 图形标注命令065

3.3.3 图形属性设置命令067

3.3.4 图形窗口控制命令067

3.3.5 网格线和边框设置命令071

3.3.6 坐标轴控制命令072

3.4 三维基本图形绘制073

3.4.1 三维曲线图073

3.4.2 三维曲面图075

3.5 三维特殊图形绘制076

3.5.1 三维统计图076

3.5.2 三维箭头图077

3.5.3 柱坐标图078

3.5.4 等高线图079

3.5.5 立体切片图080

第4章 Matlab 符号运算 082

4.1 符号对象082

4.1.1 符号变量082

4.1.2 符号表达式083

4.1.3 符号矩阵085

4.1.4 符号方程086

4.2 极限运算089

4.3 导数运算091

4.3.1 一般函数的导数091

4.3.2 参数方程的导数092

4.3.3 隐函数的导数093

4.4 积分运算093

4.4.1 不定积分093

4.4.2 定积分094

4.5 级数运算095

4.5.1 泰勒级数095

4.5.2 傅里叶级数096

4.5.3 级数求和097

4.6 积分变换098

4.6.1 傅里叶变换098

4.6.2 傅里叶逆变换099

4.6.3 拉普拉斯变换099

4.6.4 拉普拉斯逆变换100

第5章 Matlab 线性代数运算 102

5.1 多项式的表达和运算102

5.1.1 多项式的表达102

5.1.2 多项式的运算103

5.2 矩阵的基本运算105

5.3 线性方程组求解108

5.3.1 求逆法108

5.3.2 初等变换法109

5.4 线性规划和二次规划问题求解111

5.4.1 线性规划问题111

5.4.2 二次规划问题112

第6章 Matlab 数据分析 114

6.1 数据拟合与回归114

6.1.1 多项式拟合114

6.1.2 线性回归115

6.1.3 非线性回归124

6.2 数据插值125

6.2.1 一维数据插值125

6.2.2 二维数据插值126

6.2.3 三维数据插值128

6.3 数据预处理129

6.3.1 数据的平滑处理129

6.3.2 数据的标准化变换130

6.3.3 数据的归一化变换131

6.4 数据预测效果评价132

6.4.1 平均绝对误差和平均绝对百分比误差132

6.4.2 均方误差和均方根误差133

6.4.3 决定系数134

第7章 Matlab 智能算法 135

7.1 人工神经网络算法136

7.1.1 BP 神经网络算法及相关命令136

7.1.2 BP 神经网络算法示例137

7.2 遗传算法139

7.2.1 遗传算法及相关命令139

7.2.2 遗传算法示例141

7.3 粒子群算法143

7.3.1 粒子群算法及相关命令143

7.3.2 粒子群算法示例145

7.4 模糊控制算法146

7.4.1 模糊控制算法及相关命令146

7.4.2 模糊控制算法示例148

7.5 小波分析算法149

7.5.1 小波分析算法及相关命令149

7.5.2 小波分析算法示例150

7.6 极限学习机算法152

7.6.1 极限学习机算法及相关命令152

7.6.2 极限学习机算法示例156

第二篇 Matlab 在土木工程专业中的应用

第8 章 Matlab 在建筑工程中的应用 160

第9 章 Matlab 在道路与桥梁工程中的应用 173

第10 章 Matlab 在岩土与地下工程中的应用 191

参考文献 209

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