《MATLAB數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、MATLAB數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱課程編碼：171120040課程性質(zhì)：專業(yè)方向任選課程適用專業(yè)： 數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)分： 32學(xué)時(shí)， 學(xué)分1.5所需先修課：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、常微分方程編寫單位： 數(shù)學(xué)與信息科學(xué)系 一、課程說明 1、課程簡(jiǎn)介本課程是數(shù)學(xué)與信息科學(xué)系數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)專業(yè)的一門工具課，本課程綜合使用高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)等知識(shí)，并結(jié)合數(shù)學(xué)軟件的使用，針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行建模與求解計(jì)算，運(yùn)用計(jì)算機(jī)手段加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)理論的理解、增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和提高學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣等.“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程的鮮明特點(diǎn)

2、是它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，學(xué)生主要是通過自己的親手實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)知識(shí)、獲取知識(shí)，從而提高自己的能力. 2、教學(xué)目的要求本課程的主要部分是高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析和微分方程實(shí)驗(yàn)，要求掌握MATLAB基本指令使用方法，能獨(dú)立完成至少五個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容.使學(xué)生掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)并結(jié)合計(jì)算機(jī)手段解決實(shí)際問題的思維方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力，MATLAB計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的運(yùn)用能力.3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本課程的重點(diǎn)是使用MATLAB計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行矩陣和線性方程組的求解、非線性方程組的迭代計(jì)算、極限、導(dǎo)數(shù)、極值、積分和微分方程的數(shù)值解.本課程的難點(diǎn)是應(yīng)用問題的建模及數(shù)學(xué)概念和知識(shí)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).4、考核方式 本課程考核方式為考

3、查，期末采用上機(jī)操作考試，包括計(jì)算題、應(yīng)用題.以平時(shí)作業(yè)占30%，期末考試占70%的比例按百分制評(píng)定本課程的成績(jī).5、學(xué)時(shí)分配表章次教學(xué)內(nèi)容講授課學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）課學(xué)時(shí)數(shù)1數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：MATLAB桌面；數(shù)據(jù)和變量；數(shù)組及其運(yùn)算；字符串、元胞和結(jié)構(gòu)222MATLAB編程與作圖：程序設(shè)計(jì)；作圖：平面曲線；空間曲線、曲面；在線幫助和文件管理223矩陣代數(shù)：矩陣代數(shù)的MATLAB指令；計(jì)算實(shí)驗(yàn)：線性方程組求解；建模實(shí)驗(yàn)：投入產(chǎn)出分析和基因遺傳224函數(shù)和方程：極值和最小二乘擬合的MATLAB指令；計(jì)算實(shí)驗(yàn)：迭代法、二分法；建模實(shí)驗(yàn)：購(gòu)房貸款的利率和最佳訂貨量 335應(yīng)用微積分：數(shù)值微積分MATLA

4、B指令；計(jì)算實(shí)驗(yàn)：數(shù)值微積分；建模實(shí)驗(yàn)：奶油蛋糕226常微分方程：解常微分方程的MATLAB指令；計(jì)算實(shí)驗(yàn)：Euler法和剛性方程組；建模實(shí)驗(yàn): 導(dǎo)彈系統(tǒng)的改進(jìn)337MATLAB符號(hào)計(jì)算：符號(hào)對(duì)象；符號(hào)矩陣和符號(hào)函數(shù)；符號(hào)微積分；符號(hào)方程和符號(hào)微分方程；便捷函數(shù)作圖22小計(jì)1616總計(jì)32二、各部分教學(xué)綱要第一章 MATLAB入門(4學(xué)時(shí))教學(xué)目標(biāo)了解數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，要求；掌握MATLAB 基本概念，矩陣和數(shù)組，函數(shù)，文件，符號(hào)計(jì)算等本章重點(diǎn)MATLAB矩陣和數(shù)組運(yùn)算本章難點(diǎn)MATLAB數(shù)組點(diǎn)運(yùn)算；M函數(shù)與M文件的編寫教學(xué)內(nèi)容數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介；1.1 MATLAB桌面；1.2 數(shù)據(jù)和變量；1.

5、3 數(shù)組及其運(yùn)算；1.4 字符串、元胞和結(jié)構(gòu).第二章 MATLAB編程與作圖(4學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握MATLAB編程與作圖指令本章重點(diǎn)MATLAB作圖本章難點(diǎn)MATLAB編程教學(xué)內(nèi)容2.1 程序設(shè)計(jì)；2.2 作圖；2.3 在線幫助和文件管理.第三章 矩陣代數(shù) (4學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握MATLAB有關(guān)線性代數(shù)運(yùn)算的指令，加深對(duì)向量和矩陣概念和理論的理解，并研究投入產(chǎn)出分析、基因遺傳等應(yīng)用問題.本章重點(diǎn)MATLAB有關(guān)線性代數(shù)運(yùn)算的指令本章難點(diǎn)線性代數(shù)應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容3.1 預(yù)備知識(shí)：線性代數(shù)；3.2 矩陣代數(shù)的MATLAB指令；3.3 計(jì)算實(shí)驗(yàn)：線性方程組求解；3.4 建模實(shí)驗(yàn)：投入產(chǎn)出分析和基因遺

6、傳第四章 函數(shù)和方程(6學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握MATLAB有關(guān)非線性方程（組）求解的指令，加深對(duì)非線性函數(shù)和迭代等問題的理解，了解它們的一些應(yīng)用；掌握MATLAB有關(guān)極限、級(jí)數(shù)、導(dǎo)數(shù)和極值等指令，加深對(duì)微分學(xué)一些基本概念及理論的理解本章重點(diǎn)有關(guān)非線性方程（組）求解的指令；極限、級(jí)數(shù)、導(dǎo)數(shù)和極值等指令本章難點(diǎn)非線性方程組，迭代法原理；多元極值問題教學(xué)內(nèi)容4.1 預(yù)備知識(shí)：零點(diǎn)、極值和最小二乘法；4.2 函數(shù)零點(diǎn)、極值和最小二乘擬合的MATLAB指令；4.3 計(jì)算實(shí)驗(yàn)：迭代法；二分法；4.4 建模實(shí)驗(yàn)：購(gòu)房貸款的利率和最佳訂貨量第五章 應(yīng)用微積分(4學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握數(shù)值積分方法和 MATLAB

7、有關(guān)積分計(jì)算的指令，加深對(duì)積分概念的理解，掌握積分在計(jì)算面積、體積等問題中的應(yīng)用.本章重點(diǎn)MATLAB 有關(guān)積分計(jì)算的指令.本章難點(diǎn)內(nèi)嵌函數(shù)和M函數(shù)的使用教學(xué)內(nèi)容5.1 預(yù)備知識(shí)：微積分的基本概念 ；5.2 數(shù)值微積分MATLAB指令；5.3 計(jì)算實(shí)驗(yàn)：數(shù)值微積分；5.4 建模實(shí)驗(yàn)：奶油蛋糕第六章 常微分方程(6學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握微分方程（組）數(shù)值求解 Euler法和MATLAB有關(guān)求解常微分方程（組）的指令；學(xué)習(xí)系統(tǒng)改進(jìn)和產(chǎn)品銷售量等幾個(gè)實(shí)際問題的微分方程建模及求解方法.本章重點(diǎn)求解常微分方程（組）的指令.本章難點(diǎn)實(shí)際問題的微分方程建模教學(xué)內(nèi)容6.1 預(yù)備知識(shí)：常微分方程；6.2 解常微分方程的MATLAB指令；6.3 計(jì)算實(shí)驗(yàn)：Euler法和剛性方程組；6.4 建模實(shí)驗(yàn): 導(dǎo)彈系統(tǒng)的改進(jìn)第七章 MATLAB符號(hào)計(jì)算(4學(xué)時(shí)) 教學(xué)目標(biāo)掌握MATLAB符號(hào)計(jì)算以及便捷函數(shù)作圖的指令本章重點(diǎn)MATLAB符號(hào)計(jì)算以及便捷函數(shù)作圖的指令.本章難點(diǎn)MATLAB符號(hào)計(jì)算 教學(xué)內(nèi)容7.1 符號(hào)對(duì)象；7.2 符號(hào)矩陣和符號(hào)函數(shù)；7.3 符號(hào)微積分；7.4 符號(hào)方程和符號(hào)微分方程；7.5