Introduzione a Matlab.

(a cura di L. Lotti)

Appunti rivolti agli studenti di Ingegneria – ver 2.0 - 2003

 

 

 

Il programma Matlab è un programma di calcolo numerico basato sull’uso di matrici e vettori. Nelle seguenti pagine vengono illustrati i comandi principali. Per maggiori dettagli si rimanda alla guida in linea. Per avere informazioni su un comando è sufficiente digitare help seguito dal nome del comando.

 

Comandi di Base

Digitare i seguenti comandi e premere invio dopo ciascuno di essi.

Comandi

Commenti

  • clc

Pulisco lo schermo.

  • who
  • whos
  • path

Richiamo le variabili memorizzate.

 

Vengono indicate le directory di lavoro di Matlab.

  • clear

Con questo comando si cancellano le variabili memorizzate.

I comandi devono essere inseriti facendo attenzione all’uso di minuscole e maiuscole poiché per Matlab un’istruzione digitata in minuscolo (ad esempio clear) è diversa da una digitata con lettere maiuscole (Clear).

Scalari

  • 3+2-5
  • 3*2+3
  • 56/2+1
  • 3^2

Operazioni aritmetiche

Vettori

  • v=[1 2 3]
  • w=[1 0 -1]

Per inserire un vettore occorre usare le parentesi quadre. Le componenti del vettore devono essere separate l’una dall’altra solo da uno spazio.

Nell’esempio accanto il vettore v=(1; 2; 3) ed il vettore w=(1; 0; -1)

In Matlab è possibile usare delle variabili per memorizzare vettori e matrici, in modo da maneggiarli più rapidamente.

  • w(3)
  • w(end)
  • max(w)

Componente di w di posto 3.

L’ultima componente di w.

La più grande fra le componenti di w.

  • v’

Trasposto di v.

  • v+w
  • v-w

Somma e differenza fra v e w.

  • v.*w

Prodotto componente per componente dei vettori v e w. Il punto prima del segno di prodotto indica che l’operazione viene effettuata componente per componente.

  • v*w’
  • v’*w

Prodotto del vettori v per il trasposto di w.

Prodotto del trasposto di v per w.

In questo caso si tratta dell’usuale prodotto fra matrici.

  • v*2
  • v.*2

Prodotto di un vettore per uno scalare.

  • v./w
  • v.^w
  • v.^2

Divisione componente per componente.

Elevazione componente per componente.

Quadrato di un vettore componente per componente.

  • s=0:0.1:3
  • s=[0:0.1:3]
  • s=0:0.1:3;
  • t=0:20

Vettori di passo assegnato. L’uso delle parentesi è facoltativo.

Il ; alla fine del comando permette di evitare di visualizzare su schermo il risultato ottenuto.

Matrici

  • A=[1 2 3;3 2 1; -1 –1 0]

Per inserire una matrice occorre usare le parentesi quadre. La matrice viene inserita riga per riga. Le righe sono separate l’una dall’altra da un punto e virgola. Nell’esempio viene definita la matrice 3X3 A:

  • B=[1 0 0;3 0.5 1; 0 0.5 0]
  • A(1,2)
  • A(1,1)+A(2,3)
  • A+B
  • A-B
  • A*B
  • A.*B

Operazioni con le matrici

 

 

Il prodotto * è il classico prodotto fra matrici; il prodotto .* è il prodotto elemento per elemento.

  • A(:,1)
  • A(2,:)

Vettore formato dalla prima colonna di A

Vettore formato dalla seconda riga di A

  • max(max(A))

Il massimo fra gli elementi di A.

  • det(A)
  • A’
  • C=inv(A)
  • A*C

Determinante delle matrice A.

Trasposta della matrice.

Inversa della matrice.

  • poly(A)
  • roots(poly(A))

Polinomio caratteristico della matrice A e sue radici.

  • clear;
  • A=[1 0 5;4 2 1; -1 –1 0]
  • b=[1 0 2]
  • X=A\b’
  • X = inv(A)*b’

Risoluzione del sistema lineare AX=b.

In forma esplicita il sistema è:

 

 

 

 

%Esempio di M-file

%Risoluzione di un sistema lineare.

clear;

A=[1 0 5;4 2 1; -1 –1 0]

b=[1 0 2]

X=A\b’

M-files

Una sequenza di comandi può essere raccolta in un semplice file di testo (M-file) che deve avere estensione m. E’ possibile eseguire i comandi semplicemente digitando il nome del file al prompt dei comandi. Per creare questo file è possibile utilizzare l’editor apposito di Matlab (menu file – new – M-file).

Inserire le righe al lato e salvare il file nella directory work di matlab con il nome sistema.m (oppure in una qualsiasi directory di lavoro di Matlab).

Le righe precedute dal simbolo % sono di commento.

Per eseguire il file digitare sistema al prompt dei comandi.