Ob Naturwissenschaftler, Mathematiker, Ingenieur oder Datenwissenschaftler ? mit MATLAB haben Sie ein mächtiges Tool in der Hand, das Ihnen die Arbeit mit Ihren Daten erleichtert. Aber wie das mit manch mächtigen Dingen so ist ? es ist auch ganz schön kompliziert. Aber keine Sorge! Jim Sizemore führt Sie in diesem Buch Schritt für Schritt an das Programm heran - von der Installation und den ersten Skripten bis hin zu aufwändigen Berechnungen, der Erstellung von Grafiken und effizienter Fehlerbehebung. Sie werden begeistert sein, was Sie mit MATLAB alles anstellen können.
/ AUS DEM INHALT: / / /
Über die Autoren 7
Einleitung 17
Über dieses Buch 17
Törichte Annahmen über die Leser 18
Die Symbole in diesem Buch 18
Über das Buch hinaus 19
Wie es weitergeht 20
Teil I
Erste Schritte mit MATLAB 21
Kapitel 1
MATLAB mit seinen vielen Möglichkeiten kennen lernen 23
MATLAB einordnen 23
Verstehen, wie sich MATLAB zu einer Turing-Maschine verhält 24
Über MATLAB als Taschenrechner hinausgehen 26
Herausfinden, warum Sie MATLAB brauchen 27
Die anderen MATLAB-Anwender kennenlernen 29
Das meiste aus MATLAB herausholen 30
Grundlegende Fähigkeiten am Computer erwerben 30
Die mathematischen Anforderungen festlegen 31
Anwenden, was Sie schon von anderen prozeduralen Programmier-
sprachen wissen 31
Verstehen, wie Ihnen dieses Buch hilft 32
Die Lernkurve erklimmen 32
Kapitel 2
MATLAB installieren und verwenden 33
MATLAB installieren 33
Herausfinden, welche Plattformen MATLAB unterstützt 33
Ihr persönliches Exemplar von MATLAB erhalten 34
Die Installation durchführen 35
MATLAB aktivieren 35
Die Benutzeroberfläche kennenlernen 36
MATLAB das erste Mal starten 36
Das Anweisungsfenster verwenden 38
Das Aktuelles-Verzeichnis-Fenster verwenden 40
Das Fenster mit dem aktuellen Verzeichnis verwenden 42
Das Layout von MATLAB ändern 49
Kapitel 3
Mit MATLAB arbeiten 53
MATLAB als Taschenrechner verwenden 54
Informationen an der Eingabeaufforderung eingeben 54
Eine Formel eingeben 56
Formeln kopieren und einfügen 57
Die Formatierung des Anweisungsfensters ändern 59
Ausgaben des Anweisungsfensters unterdrücken 60
Die mathematische Syntax von MATLAB verstehen 61
Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren 61
Mit Exponenten arbeiten 63
Aufbewahrungsboxen verwenden 64
Die Variable ans verwenden - die Standardaufbewahrungsbox 64
Ihre eigenen Aufbewahrungsboxen erzeugen 64
Über MATLAB als Taschenrechner hinausgehen 66
Die Wahrheit lernen 67
Eingebaute Funktionen verwenden 68
Den Funktions-Browser benutzen 68
Sich von Fehlern erholen 70
Die Fehlermeldungen von MATLAB verstehen 70
MATLAB anhalten, wenn es sich aufgehängt hat 71
Hilfe erhalten 72
Die Dokumentation erforschen 73
Sich durch die Beispiele arbeiten 73
Sich auf Mitstreiter verlassen 73
Schulungen erhalten 74
Unterstützung durch MathWorks anfragen 74
Kapitel 4
MATLAB-Dateien erzeugen, bearbeiten und speichern 75
Die Dateistruktur von MATLAB untersuchen 76
MATLAB-Dateien und ihre Aufgaben verstehen 76
Verzeichnisse mit der Benutzeroberfläche (GUI) erforschen 77
Verzeichnisse mit der Kommandozeile erforschen 81
In MATLAB mit Dateien arbeiten 86
Auf MATLAB-Dateien zugreifen und sie teilen 88
Dateien öffnen 89
Dateien importieren 90
Dateien exportieren 92
Ihre Arbeit sichern 93
Variablen mit der Benutzeroberfläche speichern 93
Variablen mit Anweisungen speichern 94
Anweisungen mithilfe der Benutzeroberfläche speichern 94
Anweisungen mithilfe von Anweisungen speichern 94
Teil II
Daten in MATLAB bearbeiten und grafisch darstellen 97
Kapitel 5
Vektoren, Matrizen und höhere Dimensionen verarbeiten 99
Mit Vektoren und Matrizen arbeiten 99
MATLABs Sicht auf lineare Algebra verstehen 100
Daten eingeben 101
Addieren und Subtrahieren 107
Die vielen Wege der Multiplikation und Division verstehen 108
Skalare Multiplikation und Division betreiben 108
Matrixmultiplikation anwenden 109
Matrizen dividieren 113
Potenzen von Matrizen berechnen 115
Elementweise arbeiten 116
Komplexe Zahlen verwenden 117
Mit der Exponentialfunktion arbeiten 119
In höheren Dimensionen arbeiten 120
Eine mehrdimensionale Matrix erzeugen 120
Auf eine mehrdimensionale Matrix zugreifen 122
Einzelne Elemente einer Matrix ersetzen 124
Mehrere Elemente einer Matrix als Bereich ersetzen 124
Die Matrixgröße verändern 126
Die Datenstrukturen cell array und structure verwenden 127
Die Matrix-Hilfe verwenden 131
Kapitel 6
Die Grundlagen der Grafik verstehen 135
Grafik in MATLAB verstehen 135
Was Sie mit Grafiken tun können 136
MATLAB-Grafik mit den Diagrammen einer Tabellenkalkulation
vergleichen 136
Eine Grafik mithilfe von Anweisungen erstellen 137
Eine Grafik mithilfe des Arbeitsbereichsfensters erstellen 138
Eine Grafik mithilfe des Reiters Plots erstellen 140
Die Funktion plot() verwenden 142
Mit Linienfarbe, Symbolen und Linientyp arbeiten 143
Mehrere Grafiken mit einer Anweisung erzeugen 144
Grafiken verändern 144
Einfache Veränderungen vornehmen 145
Einer Grafik eine weitere hinzufügen 147
Eine Grafik löschen 148
Mit Untergrafiken arbeiten 149
Zweidimensionale Informationen darstellen 153
Kapitel 7
Komplexe Grafikfunktionen verwenden 155
Dreidimensionale Informationen darstellen 155
Mit der Funktion bar() ein flaches 3D-Balkendiagramm erzeugen 156
Mit der Funktion bar3() ein räumliches 3D-Diagramm erzeugen 160
Die Funktion barh() und weitere verwenden 162
Ihre Grafiken aufwerten 164
Einen Zeiger auf die Achsen erhalten 164
Achsenbeschriftungen verändern 165
Eine Überschrift hinzufügen 166
Beschriftungen drehen 168
Anmerkungen hinzufügen 169
Ihre Grafik ausdrucken 171
Teil III
MATLAB effizient nutzen 173
Kapitel 8
Abläufe automatisieren 175
Verstehen, was Skripte tun 176
Ihr Arbeitspensum reduzieren 176
Festlegen, wann Sie ein Skript verwenden 177
Ein Skript erstellen 177
Ihr erstes Skript schreiben 177
Anweisungen für Benutzereingaben verwenden 180
Kopieren und in ein Skript einfügen 181
Die Anweisungshistorie in ein Skript umwandeln 182
Lange Zeichenketten fortsetzen 182
Ihren Skripten Kommentare hinzufügen 184
Skripte überarbeiten 188
Skripte aufrufen 190
Skripte schneller machen 190
Skripte nach Fehlern durchsuchen 191
Kapitel 9
MATLAB mit Funktionen weiter ausreizen 195
Mit eingebauten Funktionen arbeiten 196
Etwas über eingebaute Funktionen lernen 196
Daten übergeben und herausbekommen 201
Eine Funktion erzeugen 202
Den Unterschied zwischen einem Skript und einer Funktion verstehen 203
Die Unterschiede zwischen eingebauten und eigenen Funktionen verstehen 204
Ihre erste Funktion schreiben 204
Die neue Funktion verwenden 207
Daten an die Funktion übergeben 208
Daten von der Funktion erhalten 210
Globale Variablen erzeugen und verwenden 212
Unterfunktionen verwenden 214
Funktionen verschachteln 215
Weitere Funktionstypen verwenden 216
Inline-Funktionen verwenden 217
Anonyme Funktionen verwenden 218
Kapitel 10
Skripte strukturieren 219
Entscheidungen treffen 219
Die if-Anweisung verwenden 220
Die switch-Anweisung verwenden 225
Das besondere an switch verstehen 226
Sich zwischen if und switch entscheiden 227
Rekursive Funktionen erzeugen 227
Aufgaben wiederholt ausführen 231
Die for-Anweisung verwenden 232
Die while-Anweisung verwenden 232
Die Verarbeitung mit break beenden 233
Die Verarbeitung mit return beenden 234
Die richtige Schleife aussuchen 236
Menüs erzeugen 236
Teil IV
Fortgeschrittene Methoden in MATLAB anwenden 239
Kapitel 11
Daten importieren und exportieren 241
Daten importieren 242
Grundlegende Schritte beim Import 242
Gemischte Zahlen und Texte importieren 247
Das Feldtrennzeichen festlegen 250
Nur ausgewählte Zeilen und Spalten importieren 251
Daten exportieren 252
Grundlegende Schritte beim Export 252
Skripte und Funktionen exportieren 256
Mit Bildern arbeiten 257
Bilder exportieren 257
Bilder importieren 258
Kapitel 12
Ihre Ergebnisse drucken und publizieren 261
Mit Anweisungen Texte formatieren 261
Das Schriftbild beeinflussen 262
Sonderzeichen verwenden 270
Mathematische Symbole verwenden 272
Ihre MATLAB-Daten publizieren 276
Fortgeschrittene Techniken beim Publizieren von Skripten und
Funktionen 277
Abbildungen speichern 279
Ihre Arbeit drucken 282
Die Ausgabeseite konfigurieren 283
Die Daten drucken 284
Kapitel 13
Sich von Fehlern erholen 285
Mit Fehlermeldungen umgehen 286
Auf Fehlermeldungen reagieren 286
Die Klasse MException verstehen 288
Fehler- und Warnmeldungen einsetzen 290
Modi für Warnmeldungen einstellen 292
Fehlermeldungen per E-Mail verschicken 293
Hilfe für bekannte Fehlermeldungen suchen 294
Ihre eigenen Fehlermeldungen schreiben 296
Die maßgeschneiderte Fehlermeldung entwerfen 296
Nützliche Fehlermeldungen erstellen 301
Guten Programmierstil anwenden 302
Teil V
Spezialeinsätze für MATLAB 305
Kapitel 14
Gleichungen lösen und Nullstellen finden 307
Mit der Symbolic Math Toolbox arbeiten 307
Eine Version der Toolbox erhalten 308
Die Symbolic Math Toolbox installieren 310
Mit der grafischen Benutzeroberfläche arbeiten 315
Eine einfache Anweisung im Anweisungsfenster eingeben 318
Algebraische Aufgaben lösen 319
Zwischen numerischer und symbolischer Algebra unterscheiden 320
Quadratische Gleichungen lösen 322
Mit kubischen und anderen nichtlinearen Gleichungen arbeiten 323
Interpolation verstehen 323
Mit Statistik umgehen 325
Deskriptive Statistik verstehen 326
Robuste Statistik verstehen 330
Die Methode der kleinsten Quadrate anwenden 331
Kapitel 15
Analysis und lineare Algebra einsetzen 337
Mit linearer Algebra arbeiten 337
Mit Determinanten arbeiten 338
Matrizen reduzieren 338
Eigenwerte berechnen und verwenden 340
Faktorzerlegungen berechnen und verstehen 341
Mit Analysis arbeiten 342
Differentialrechnung betreiben 342
Integralrechnung betreiben 343
Analysis mit mehreren Variablen betreiben 344
Differentialgleichungen lösen 346
Numerische Methoden anwenden 346
Geschlossene Lösungen finden 347
Kapitel 16
Richtig schicke Diagramme erzeugen 349
Verstehen, was eine Supergrafik ausmacht 350
Eine Grafik mit Extras aufwerten 351
Die Funktion grid() verwenden 351
Die aktuelle Achse mithilfe des Zeigers gca ermitteln 351
Achsen mit der Funktion datetick() beschriften 352
Diagramme mit der Funktion colorbar() aufwerten 356
Mit daspect arbeiten 359
Mit pbaspect arbeiten 362
Grafik-Routinen verwenden 364
Fehlerbalken mit der Funktion errorbar() erzeugen 364
Mit pareto() ein Paretodiagramm erstellen 365
Mit stairs() ein Treppendiagramm darstellen 366
Mit stem() Daten als Stiel von einer Grundlinie darstellen 367
Mit fill() Bilder zeichnen 368
Mit quiver() Geschwindigkeitsfelder darstellen 370
Mit feather() Geschwindigkeitsfelder darstellen 371
Mit compass() Kompassnadeln zeichnen 372
Mit polar() Polarkoordinaten darstellen 372
Mit rose() Winkelverteilungen darstellen 373
Mit spy() die Besetzung von dünnbesetzten Matrizen darstellen 375
Animationen einbauen 376
Mit kleinen Filmen arbeiten 377
Mit Objekten umgehen 378
Daten aktualisieren 380
Teil VI
Der Top-Ten-Teil 381
Kapitel 17
Die Top Ten der Anwendungsgebiete von MATLAB 383
MATLAB im Ingenieurswesen 383
MATLAB in der Ausbildung 384
MATLAB in der linearen Algebra 385
MATLAB in der angewandten Mathematik 385
MATLAB in der Wissenschaft 386
MATLAB und die Freude an der Mathematik 386
MATLAB und die Forschung 386
MATLAB und Simulationen 387
MATLAB und Bildverarbeitung 388
MATLAB und Programmentwicklung 388
Kapitel 18
Zehn Wege, um von MATLAB zu leben 391
Grüne Technologien umsetzen 392
Blindgänger finden 392
Spracherkennungssoftware entwickeln 393
Krankheiten unter Kontrolle bekommen 393
Designer für Computerchips werden 394
Lastkraftwagen entwickeln 394
In die Produktentwicklung gehen 395
Ausrüstung für Einsätze unter freiem Himmel entwickeln 395
Die Familienplanung unterstützen 395
Mit Simulation Risiken reduzieren 396
Anhang A MATLAB-Funktionen 397
Anhang B Grafikroutinen in MATLAB 407
Stichwortverzeichnis 413