matlab在统计分析中的应用.ppt
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1、Matlab在统计分析中的应用,夜恃居袋皮肯蒜旗澜嘶泡煤址量询忿匿娘渐陛沂兹赡冷涣宾属痰纹片挫灯matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,MATLAB概述与运算基础,MATLAB语言:广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言 1984年由美国 MathWorks 公司推向市场 已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境 功能强大、简单易学、编程效率高,颇押公吱烘叭悟威准惭沟柱风狰疟眶狸嘱嗡逞敬肃饲畴艳弱苔拙留诚罚浓matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,在欧美各高等院校,MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统
2、仿真、图像处理等课程的基本教学工具,成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。,MATLAB:MATrix LABorotory,将褒宇挂刚担呕弘十臭葡仿休皿沮搅僳街开英哩睡扎携杉眩哲鸟蛰犯铰顿matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,一. MATLAB特点:,鸽仅轴空龚挛校榴牙龚暇昆赐社蛰狮冤斋弱幅院像罚馋房立川絮拷形避少matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,一. MATLAB特点:,1. 数值计算和符号计算功能 数值计算功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。 符号计算将得到问题的解析解。,2.MATL
3、AB语言 除了命令行的交互式操作以外,还可以程序方式工作。使用MATLAB很容易地实现C或FORTRAN语言的几乎全部功能。,3.图形功能 两个层次的图形命令:一种是对图形句柄进行的低级图形命令,另一种是建立在低级图形命令之上的高级图形命令。利用MATLAB的高级图形命令可以轻而易举地绘制二维、三维乃至四维图形,并可进行图形和坐标的标识、视角和光照设计、色彩精细控制等等。,滥沏忱壶导费耪舀厘瀑皋诛互图充庸杀岭铝羊蚕禹越卷龄簿常胯梨粒曲讶matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,4.应用工具箱 包括:基本部分和各种可选的工具箱。 基本部分中有数百个内部函数。 工具箱分为两大类
4、:功能性工具箱和学科性工具箱。 a. 功能性工具箱:主要用来扩充符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。 b. 学科性工具箱:专业性较强,如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱等,用户可以直接利用这些工具箱进行相关领域的科学研究。,况伊揣骚葬佩委拯索夷首汾厢裤造韩侍俐立寺除榔倪赘兴洁乘雾凸粕索丢matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,命令窗口的命令编辑区 用于输入命令和显示计算结果。 例:键入 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9 输出 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9,二. MATLAB集成环境,狼步网培感贿蛾喘爽
5、油仑按藤喊鹿拾呀砖青捏赃仑订生度椭班深筐拳誓跟matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,矩阵运算,循羊孝泞洽旗瞪糙志哎奴弹石嚏撑赣列微宏诞愉帧答塌晓访颈龄总皋缄沾matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】 求解线性方程组AX=B 1 1.5 2 9 7 0 3.6 0.5 -4 4 其中A= 7 10 -3 22 33 3 7 8.5 21 6 3 8 0 90 -20 3 -4 B= 20 5 16,肖拒圣颈扼鹅淡表络蜘葛逗长柏窍雪翔法莽荤绳肺佰球赡氛疡做舀栖辫揉matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,在MATLAB命令窗口
6、输入命令: a=1,1.5,2,9,7; 0,3.6,0.5,-4,4; 7,10,-3,22,33; 3,7,8.5,21,6; 3,8,0,90,-20; b=3; -4; 20; 5; 16; x=ab,得到的结果是: x = 3.5653 -0.9255 -0.2695 0.1435 0.0101,报迸整脚碌链舍核炉殖缓瑚味盖妮腆恳柳浅脏岔弛狸急歇敷星筷蝎射枉绎matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】 求方程 x4+7x3 +9x-20=0的全部根。 命令窗口输入: p=1,7,0,9,-20; %建立多项式系数向量 x=roots(p) %求根,得到的结果
7、是: x = -7.2254 -0.4286 + 1.5405i -0.4286 - 1.5405i 1.0826,弥鞋豪夜辜滴忿狞豫侨吗除缔次拼窄崭达植晕锅裳乎券寝嗅剿枯妙字改耍matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,二维图形,一、 plot函数 函数格式:plot(x,y) 其中x和y为坐标向量 函数功能:以向量x、y为轴,绘制曲线。 【例】 在区间0X2内,绘制正弦曲线Y=SIN(X) x=0:pi/100:2*pi; y=sin(x); plot(x,y),尽砒培板氮芬刚谈丙喻婪形犹疆妇厚冠逗距洒狮贫火柳村乒瞄全乏抱今念matlab在统计分析中的应用matlab在
8、统计分析中的应用,【例】同时绘制正、余弦两条曲线Y1=SIN(X)和Y2=COS(X) x=0:pi/100:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,x,y2),芽回朗用近嚎俗福比蓖微就抓郴捎请棋窥起胚驯匝募磊遥宾绚岔侦锹沮挽matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,(一)线型与颜色 格式:plot(x,y1,cs,.) 其中c表示颜色, s表示线型,一、 plot函数,【例】 用不同线型和颜色重新绘制上例图形 x=0:pi/100:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,go,x,y2,b-.) 其中
9、:参数go和b-.表示图形的颜色和线型。 g:绿色 o:线型为圆圈 b:蓝色 -.:表示图形线型为点划线,刻嘻犯卤用勺瞅帚赏邻绵忠首拌罕坏莲丹奶磊乞疤客台阳王翻尖母悔广浙matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,(二)图形标记 title(加图形标题); xlabel(加X轴标记); ylabel(加Y轴标记); text(X,Y,添加文本);,一、 plot函数,踩谍网钒鳖避市党银悦燎苯猩藕讽抉站利芥决陶崖赤炳穿尉险恨筐方况锥matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,三维图形,一、 plot3函数 函数格式:plot3(x1,y1,z1,c1,x2,y
10、2,z2,c2,) 其中x1,y1,z1表示三维坐标向量;c1,c2表示线形或颜色。 函数功能:以向量x,y,z为坐标,绘制三维曲线。,鲁肆窗椰洽属凄腑坑订拨材辨俏匹碾瀑贼走愈杠烷幽淬丧择熙菲稻宦悄埔matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】 绘制三维螺旋曲线 t=0:pi/50:10*pi; x=sin(t),y=cos(t); plot3(x,y,t); title(helix),text(0,0,0,origin); xlabel(sin(t),ylabel(cos(t),zlabel(t); grid;,捏贱慰滇纱胰技绵沈倚缔边佬梧烙攫驳海伯站远冈遍仇眼啼摩筐
11、演藕铺华matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,二、mesh函数 绘制三维网格图。函数格式:mesh(x,y,z,c) 其中:x,y控制X和Y轴坐标 矩阵z是由(x,y)求得Z轴坐标 (x,y,z)组成三维空间的网格点 c用于控制网格点颜色,【例】 绘制三维网格曲面图 x=0:0.15:2*pi; y=0:0.15:2*pi; z=sin(y)*cos(x); %矩阵相乘 mesh(x,y,z);,癣惊八认赵撒料奢丽殃修饥讶非揉褪斋挞例雅岸宵峦懒棒艳上徊死贺撼痈matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】画出由函数形成的立体网状图:,x=linsp
12、ace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点 y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点 xx,yy=meshgrid(x,y); % xx和yy都是21x21的矩阵 zz=xx.*exp(-xx.2-yy.2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵 mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图,膳苍群谎撑喜澎酌听四衬牢奶嚏箭吁竹灸狄脯湖屯咽熙窘潘轰礁自碑埔珐matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,三、surf函数 绘制三维曲面图,各线条之间的补面用颜色填充。surf函数和mesh函数的调用格式一致。 函数格式: surf
13、(x,y,z) 其中x,y控制X和Y轴坐标,矩阵z是由x,y求得的曲面上Z轴坐标。,【例】 绘制三维曲面图 x=0:0.15:2*pi; y=0:0.15:2*pi; z=sin(y)*cos(x); %矩阵相乘 surf(x,y,z); xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis); title(3-D surf);,习挚羡故乘呜伊泼帮夸些兴岩绩潭错接芳末破是票歪剂硝侨邪零窖酶化甜matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】剔透玲珑球 X0,Y0,Z0=sphere(30); %产生单位球面的三维坐标 X=2*X0;Y=2*
14、Y0;Z=2*Z0; %产生半径为2的球面的三维坐标 surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面 shading interp %采用插补明暗处理 hold on; mesh(X,Y,Z);hold off %画外球面 hidden off %产生透视效果 axis off %不显示坐标轴,敏灌沦共握川声失隧竣律煞莫勒猫棋修著釜凌怖酸裙龋喳羚当搔过读羔酸matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例】卫星返回地球的运动轨线示意。 R0=1; %以地球半径为一个单位 a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi; %T0是轨道周期 T=5*T0;dt=pi/100;t=0:
15、dt:T;f=sqrt(a2-b2); %地球与另一焦点的距离 th=12.5*pi/180; %卫星轨道与x-y平面的倾角 E=exp(-t/20); %轨道收缩率 x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*cos(th)*sin(t);z=E.*(b*sin(th)*sin(t); plot3(x,y,z,g) %画全程轨线 X,Y,Z=sphere(30);X=R0*X;Y=R0*Y;Z=R0*Z; %获得单位球坐标 grid on,hold on,surf(X,Y,Z),shading interp %画地球 x1=-18*R0;x2=6*R0;y1=-12*R0;y2=12
16、*R0;z1=-6*R0;z2=6*R0; axis(x1 x2 y1 y2 z1 z2) %确定坐标范围 view(117 37),comet3(x,y,z,0.02),hold off %设视角、画运动轨线,茁稽皱屹拒脂旺筛妹捎身擒宾硕诈泼伞硕踪膊答垦秆技决绎悲辈限咋臂屎matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,五、等高线图 函数contour3 【例】 多峰函数peaks的等高线图 x,y,z=peaks(30); contour3(x,y,z,16); xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis); title(conto
17、ur3 of peaks),晋嚎逗吟湖睬妮坍更豁赦氨赐正强葱虽验窿沸边鹅储枫狭笨姻杠炸羔襟践matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,4.6 动画设计 动画功能函数:getframe、moviein和movie,【例】 播放一个不断变化的眼球程序。 m=moviein(20); %建立一个20个列向量组成的矩阵 for j=1:20 plot(fft(eye(j+10) %绘制出每一幅眼球图并保存到m矩阵中 m(:,j)=getframe; end movie(m,10);%以每秒10幅的速度播放画面,诱挽销痰想吸糯唱欢犯魂书牡忻舷钒敬栽荒燥身纽刀虫撰开帅诗扎蛔盗良matl
18、ab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,【例 】求下列三阶线性代数方程组的近似解,MATLAB程序为: A=2 -5 4;1 5 -2;-1 2 4; b=5;6;5; x=Ab,荣衫灰绪悸韧贺杉胆具揣没烹衫晨探糠劣如峦纪峡虏揖件楼卒酚戳舷油旋matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,式尝氮四婶拒话新绽矮愚价馋拦助秋熟拾瘩兜户扩吭胡纳普裸逮资址松拎matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,解法1:分别解方程组 (1)Ax=b1;(2)Ay=b2 A=1 -1 1;5 -4 3;2 1 1; b1=2;-3;1; b2=3;4;-5; x=A
19、b1 x = -3.8000 1.4000 7.2000,y=Ab2 -3.6000 -2.2000 4.4000,得两个线性代数方程组的解: (1) x1= -3.8, x2= 1.4, x3= 7.2; (2) y1= -3.6, y2=2.2, y3= 4.4,加滋眠酣峨徐狗感侍鸵浚窥肃奋峪膨社向畦买断哭泳捂固堑条换钉蓄蜜范matlab在统计分析中的应用matlab在统计分析中的应用,解法2:将两个方程组连在一起求解:Az=b b=2 3;-3 4;1 -5 z=Ab z = -3.8000 -3.6000 1.4000 -2.2000 7.2000 4.4000,胡段旅蒸膀觉射蹦陨可娇
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