Bài giảng lập trình tính toán thiết kế ( matlab ) có ví dụ

Bài giảng lập trình tính toán thiết kế ( matlab ) có ví dụ , hướng dẫn sử dụng matlab, bài giảng của giảng viên đại học viết, dễ hiểu, có nhiều ví dụ minh họa làm bài. dành cho sinh viên đại học, cao đẳng, ngành xây dựng

[1] Fortran Power Station, User Guide, 1998

[2] Steven C Chapra Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers

and Scientists The McGraw-Hill Companies, 2004

[3] Hoàng Kiếm Giải một bài toán như thế nào NXB Giáo dục, 2000

Tên biến có phân biệt chữ hoa/ chữ

thường

Iterm, iterm, itErm, ITERM là các biến khác nhau

Tên biến chứa nhiều nhất 31 ký tự Howaboutthisveriablename

Tên biến bắt đầu phải là chữ cái,

Tên biến Giá trị

ans Tên biến mặc định dùng để trả về kết quả

eps Số nhỏ nhất epsilon dùng để cộng với 1 để được số nhỏ

nhất lớn hơn 1

NaN hoặc nan Giá trị không xác định 0/0

1 – 2i Ký hiệu số phức

Nargin Số đối số đưa vào hàm sử dụng

narout Số đối số hàm đưa ra

3.1415

 



Kiểu Dữ Liệu Matlab Chỉ dẫn Ví dụ

format short e 5 số với số mũ 5.0333+01

format long e 16 số với số mũ 5.033334567891976+01

long hoặc long e

50.33334567891976

format short g Chính xác hơn

short hoặc short e

50.333

Toán Tử Quan Hệ Ý Nghĩa Ví dụ

Toán Tử Luận Lý Ý Nghĩa Ví dụ

f=[1 2];

for i=3:10 f(i)=f(i-1)+f(i-2); end

While (điều kiện)

Khối các lệnh

end

Cấu trúc lặp có điều kiện

x=10;

while x>1 x=x/2 end

Cấu Trúc Điều Kiện Ý Nghĩa Ví Dụ

delta=b^2-4*a*c;

if(delta<0)disp(‘Nghiem phuc’)end

và trường hợp ngược lại

delta=b^2-4*a*c;

if(delta>=0)

if(delta>0)x1=(-b+sqrt(delta))/(2*a)x2=(-b-sqrt(delta))/(2*a)else

x=-b/(2*a)end

end

Cấu Trúc Điều Kiện Ý Nghĩa Ví Dụ

else y=x^2;

end

Cấu Trúc switch - case Ý Nghĩa Ví Dụ

switch (điều kiện )

Khai báo biến hình

Định nghĩa và Khai báo biến hình thức

Phép toán đại số tiêu chuẩn

Phép toán đại số tiêu chuẩn

Phép tính đạo hàm và tích phân

Phép tính đạo hàm Ý nghĩa

diff(g) Tính đạo hàm cấp 1 của hàm một biến g(x)

diff(g,2), diff(g,n) Tính đạo hàm cấp 2, cấp n của hàm một biến g(x)

diff(g,t) Tính đạo hàm riêng cấp 1 theo biến t của hàm nhiều biến

g(x,y,z,t) diff(g,t,2) Tính đạo hàm riêng cấp 2 theo biến t của hàm nhiều biến

g(x,y,z,t) diff(diff(g,y),x) Tính đạo hàm riêng cấp 1 theo biến x và biến y của hàm

nhiều biến g(x,y,z,t)

Chú ý:

Hạn chế viết diff(diff(diff(g,z),y),x) vì sẽ gây khó khăn khi kiểm tra lại phép tính Hàm diff() cũng có thể thao tác trên mảng , ma trận và tính phép vi phân số học của một vector số và ma trận.

Phép tính đạo hàm và tích phân

Phép tính tích phân Ý nghĩa

int(g) Tính tích phân của hàm một biến g(x)

int(g,a,b) Tính tích phân xác định của hàm một biến g(x) với cận từ a

đến b int(g,t,a,b) Tính tích phân xác định theo biến t của hàm nhiều biến

g(x,y,z,t) với cận từ a đến b int(int(g,y),x) Tính tích phân hai lớp

int(int(int(g,z),y),x) Tính tích phân ba lớp

Chú ý:

Hàm int() cũng có thể thao tác trên mảng , ma trận và tính phép tích phân số học của một vector số và ma trận.

Hàm hợp – hàm ngược – Ánh xạ - thay thế biến số và chuyển đổi kiểu

dữ liệu

Các hàm công cụ Ý nghĩa

compose(f,g) Định nghĩa hàm hợp f(g(x))

finverse(f) Trả giá trị hàm ngược f -1

subs() Thế giá trị biến độc lập vào hàm hoặc đa thức

double() Chuyển đổi một hằng đặc trưng thành giá trị số kiểu double solve() Giải phương trình f(x) = 0

dsolve() Giải phương trình vi phân

f = @(x) x^2 Định nghĩa ánh xạ hàm một biến số f(x) = x 2

g = @(x,y) x^2+y^2 Định nghĩa ánh xạ hàm hai biến số f(x,y) = x 2 + y 2

Các thí dụ minh họa

Định dạng và đơn giản hóa biểu thức

Các hàm công cụ Ý nghĩa

collect() Nhóm lại các mục giống nhau

factor() Nhóm đa thức thành tích các đa thức bậc nhất

expand() Khai triển đa thức

simplify() Đơn giản (rút gọn) đa thức

simple() Tìm biểu thức tương đương có chuỗi ký tự ngắn nhất

horner() Hạ bậc đa thức theo quy tắc horner

pretty() Định dạng đa thức theo cách viết hình thức thông thường

trong toán học

Các thí dụ minh họa

Các thí dụ minh họa

Program.m : file chứa chương trình chính

Script m_file: file các chương trình con

Function m_file: các file các hàm chức năng

Tạo Script file: File/New/m_file (hoặc Script )

Ý nghĩa: Giúp chúng ta chia nhỏ một chương trình lớn thành nhiều chương trình

con để quản lý và thảo chương Program.m : là Scipt file đặc biệt chứa chương trình chính (duy nhất)

Quy ước đặt tên: lưu tên file trùng với tên hàm Đặt tên file cần phải ngắn gọn gợi

nhớ nội dung của chương trình con

Chú ý:

Khi thảo chương một mặt vừa kế thừa các hàm hoặc các package sẵn có trong MATLAB /FORTRAN/C… mặt khác phải xây dựng các hàm và chương trình con riêng mang tính tổng quát có thể tái sử dụng sau này!

Tạo function file: File/New/ function_file

Ý nghĩa: tạo ra các chức năng giải quyết riêng biệt từng vấn đề

Function.m : là Scipt file chứa đựng một chức năng riêng biệt của chương trình Quy luật và thuộc tính:

Lưu tên file trùng với tên hàm Đặt tên file cần phải ngắn gọn gợi

nhớ nội dung chức năng của hàm

Mỗi hàm có một không gian làm việc riêng

Các tham số vào và ra khi một hàm được gọi thì chỉ có tác dụng bên

trong hàm đó

Cú pháp:

function [ delta ] = Delta_function( a,b,c )

Script m – File Function m – File

function [ delta ] = Delta_function( a,b,c )

%UNTITLED Summary of this function goes here

% Detailed explanation goes heredelta=b^2-4*a*c;

end

Tên Hàm Ý Nghĩa

input(‘…’) Nhập dữ liệu đưa vào

disp(‘…’) Hiển thị văn bản dữ liệu xuất ra

pause Lệnh dừng xem dữ liệu cho đến khi người dùng nhấn một

phím bất kỳ pause(n) Lệnh dừng xem dữ liệu trong n giây

waitforbuttonpress Dừng lại cho đến khi người dùng nhấn chuột hoặc phímCác hàm Nhập/ Xuất và Hiển thị dữ liệu

Các hàm toán học sơ cấp

Trigonometric.

sin - Sine

sind - Sine of argument in degrees

sinh - Hyperbolic sine

asin - Inverse sine

asind - Inverse sine, result in degrees

asinh - Inverse hyperbolic sine

cos - Cosine

cosd - Cosine of argument in degrees

cosh - Hyperbolic cosine

acos - Inverse cosine

acosd - Inverse cosine, result in degrees

acosh - Inverse hyperbolic cosine

tan - Tangent

tand - Tangent of argument in degrees

Các hàm toán học sơ cấp

tanh - Hyperbolic tangent

atan - Inverse tangent

atand - Inverse tangent, result in degrees

atan2 - Four quadrant inverse tangent

atanh - Inverse hyperbolic tangent

sec - Secant

secd - Secant of argument in degrees

sech - Hyperbolic secant

asec - Inverse secant

asecd - Inverse secant, result in degrees

asech - Inverse hyperbolic secant

csc - Cosecant

cscd - Cosecant of argument in degrees

csch - Hyperbolic cosecant

acsc - Inverse cosecant

acscd - Inverse cosecant, result in degrees

acsch - Inverse hyperbolic cosecant

Các hàm toán học sơ cấp

cot - Cotangent

cotd - Cotangent of argument in degrees

coth - Hyperbolic cotangent

acot - Inverse cotangent

acotd - Inverse cotangent, result in degrees

acoth - Inverse hyperbolic cotangent

hypot - Square root of sum of squares

Complex.

abs - Absolute value

angle - Phase angle

complex - Construct complex data from real and imaginary parts.conj - Complex conjugate

imag - Complex imaginary part

real - Complex real part

unwrap - Unwrap phase angle

isreal - True for real array

cplxpair - Sort numbers into complex conjugate pairs

Các hàm toán học sơ cấp

Exponential.

exp - Exponential

expm1 - Compute exp(x)-1 accurately

log - Natural logarithm

log1p - Compute log(1+x) accurately

log10 - Common (base 10) logarithm

log2 - Base 2 logarithm and dissect floating point number.pow2 - Base 2 power and scale floating point number

realpow - Power that will error out on complex result

reallog - Natural logarithm of real number

realsqrt - Square root of number greater than or equal to zero.sqrt - Square root

nthroot - Real n-th root of real numbers

nextpow2 - Next higher power of 2

Các hàm toán học sơ cấp

Rounding and remainder.

fix - Round towards zero

floor - Round towards minus infinity

ceil - Round towards plus infinity

round - Round towards nearest integer

mod - Modulus (signed remainder after division).rem - Remainder after division

Biểu tượng - Màu Biểu tượng – Dấu Biểu tượng – Kiểu nét vẽ

Đồ thị lưới, hộp chứa trục, nhãn và lời chú giải

Đồ thị lưới grid on Bật chế độ hiển thị đường lưới

grid off Tắt chế độ hiển thị lưới

Nhãn và chú giải xlabel(‘Truc x’) Đặt nhãn cho trục x

Ylabel(‘Truc y’) Đặt nhãn cho trục y title(‘ Tieu de’) Đặt tiêu đề

text(x,y,’string’) Đặt nhãn vào trực tiếp đồ thị gtext(‘…’) Đặt nhãn vào trực tiếp đồ thị

Kiến tạo hệ trục tọa độ

axis([xmin xmax ymin ymax]) Thiết lập giới hạn hệ tọa độ

hình chữ nhật)

bên dưới màn hình

bên trên màn hình

Sinh viên tham khảo thêm các lệnh về đồ họa 2D và 3D trong trình HELP

Sử dụng hàm ezplot(f) : Vẽ đồ thị biểu thức đặc trưng (symbolic)

Chuyển vị của Tấm chữ nhật Chuyển vị của Tấm tròn

Tên Lệnh Ý Nghĩa

load Lệnh tải một file dữ liệu vào chương trình

Ký hiệu và biểu tượng của lưu đồ

Block Function Biểu tượng của lưu đồ

Thực hiện tuần

tự

Unconditional Transfer

Input or Output

Prosessing

Phân nhánh Conditional Transfer

Ký hiệu và biểu tượng của lưu đồ

Block Function Biểu tượng của lưu đồ

Lặp

Conditional Loop

Counted Loop

Lưu đồ thực thi khối lệnh theo tuần tự

Lưu đồ phân nhánh bởi 1 điều kiện

Lưu đồ phân nhánh bởi nhiều điều kiện

Source Code :

Giải thuật theo lưu đồ tuần tự

t=input('Be day vo cau t= ');

rho=input('Khoi luong rieng rho= ');

r0=d/2;

r1=d/2-t;

V=(4*pi/3)*(r0^3-r1^3);% Volume W=rho*V;% Weight

Source Code :

t=input('Be day vo cau t= ');

rho=input('Khoi luong rieng rho= ');

r0=d/2;

r1=d/2-t;

V=(4*pi/3)*(r0^3-r1^3) % Volume W=rho*V % Weight

i=input('Ban muon dung chuong trinh?(No:1/Yes:0): '); clc;

end

Source Code :

7.4 THIẾT KẾ KÊNH

7.5 KỸ THUẬT TẠO LƯỚI TÍNH TOÁN