programacion

Lenguaje de programacin MATLAB

El software de MATLAB se desarroll originalmente como un Laboratorio de Matrices. (MATrix LABoratory-Laboratorio de matrices).

MATLAB es un sistema interactivo y lenguaje de programacin para cmputo

cientfico y tcnico en general, con un gran desempeo para el clculo numrico y

tratamiento de datos. Su elemento bsico es una matriz.

MATLAB contiene muchas herramientas y utilidades que permiten adems diversas

funcionalidades, como la presentacin grfica en 2 y 3 dimensiones.

MATLAB es un programa command-driven, es decir, que se introducen las rdenes

escribindolas una a una a continuacin del smbolo >> (prompt) que aparece en una

interfaz de usuario (ventana de comandos).

MATLAB es un lenguaje de programacin amigable al usuario con caractersticas ms

avanzadas y mucho ms fciles de usar que los lenguajes de programacin como Pascal

o C, y cuenta con paquetes de funciones especializadas llamadas toolboxes y un entorno

Visual similar al Visual Basic o al C++ Builder.

1. INICIO DEL MATLAB

LAVENTANA DE COMANDOS

Para iniciar MATLAB localice el icono de MATLAB, en su escritorio y haga doble clic

en l. Ante Ud. debera abrirse una ventana como la de la siguiente figura. Esta ventana

(ventana de comandos), es la que Ud. emplear para transmitir rdenes a MATLAB.

Unidad 01

Curso: Calculo Numrico

MSc. Javier Lozano Marreros 2

Fig. Ventana de Comandos

En esta ventana, a continuacin del prompt >>, se puede ingresar directamente las

ordenes o comandos.

>> Comando o instruccin a ejecutar

Ejemplo 1:

Para calcular la expresin matemtica 2 , escribimos sqrt(2),y pulsamos la tecla entrar

>> sqrt(2)

ans =

1.4142

El resultado es desplegado y se guarda en la variable por defecto ans (answer).

Carpeta de

trabajo por

defecto

Prompt



Ejemplo 2:

Para calcular la expresin matemtica 25 -7 3+4 escribimos 5^2-7*3+4 y pulsamos la tecla entrar

>> 5^2-7*3+4

ans =

8

El resultado es desplegado y se guarda en la variable por defecto ans (answer).

LA VENTANA DE EDITOR DE CDIGO

Cuando la orden u rdenes son de varias lneas de texto, ya no es conveniente

ingresarlos en la ventana de comandos, por eso MATLAB incorpora otra ventana

denominada Editor de cdigo. En esta ventana se puede ingresar el cdigo de un

programa ya sea de una lnea o de cientos de lneas de texto. Adems, esta ventana

interacciona con el resto del entorno.

Para acceder a esta ventana hacer clic en el icono . (nuevo archivo .m).

Estos archivos son los archivos programa del MATLAB. Para correr el programa hacer

un clic en el icono . El programa se ejecutar si el archivo .m ha sido previamente

grabado. Por defecto el archivo .m se graba en el directorio donde se encuentra el

programa MATLAB en la carpeta work.

El programa tambin se puede ejecutar directamente desde la ventana de comandos.

Para ello, activar la ventana de comandos y en ella digitar el nombre del archivo a

continuacin del prompt >> y pulsar la tecla Enter.

Fig. Ventana Editor de Cdigo

VENTANA DE GRAFICOS

Esta ventana se activa por defecto, y muestra el grafico definido previamente mediante

algn cdigo.

Se pulsa para ejecutar el programa



Ejemplo 3:

Para graficar la funcin 22( ) xf x x e escribir el siguiente cdigo en la ventana de

comandos

>> ezplot('x^2*exp(-x^2)'),grid on

El resultado muestra la siguiente ventana con la grafica de dicha funcin. El dominio de

esta funcin es por defecto: [ 2 ,2 ] .

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

x

x2 exp(-x2)

Ejemplo 4:

Para graficar la funcin ( )f x xSinx escribir el siguiente cdigo en la ventana de

comandos.

>> ezplot('x*sin(x)'), grid on

-6 -4 -2 0 2 4 6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

x

x sin(x)



Ejemplo 5:

Para graficar la funcin 2 22 1( , ) x yf x y x e escribir el siguiente cdigo en la ventana

de comandos

>> ezmesh('x^2*exp(1-x^2-y^2)')

-2

-1

0

1

2

-2

-1

0

1

2

-1

0

1

x

sin(x2+y2)

y

2. ESTRUCTURAS BSICAS DE DATOS.

VARIABLES

No requiere declarar variables. La variable se crea mediante asignacin directa.

Las variables deben empezar con una letra, seguida por cualquier nmero de letras, dgitos o guiones de subrayado. Los caracteres de puntuacin no son permitidos en

las variables.

Las variables son sensibles a las maysculas y minsculas, por lo que las siguientes

variables dolar = 0 y Dolar = 1 son diferentes:

>>dolar=0

dolar

=0

>>Dolar=1

Dolar

=1

Si escribimos un punto y coma al final de la instruccin, MATLAB omite el desplegado

de informacin. Por ejemplo :

>>x=5;

Si se quiere saber el valor de alguna variable capturada slo se tiene que escribir el

nombre de la variable y pulsar la tecla y MATLAB lo despliega. Por

ejemplo:

>>x



CARACTERES ESPECIALES

[ ]

( )

=

'

'

.

...

,

;

%

Son usados para formar vectores y matrices

Usados para expresiones matemticas

Usado para hacer asignaciones

Transpuesta de una matriz

Usado para escribir texto en un programa

Punto decimal

Al final de una lnea indican que continua en el sgte rengln

Para separar elementos

Para separar filas en las matrices y para evitar que se

despliegue la informacin

Para escribir comentarios

[1 2 3; 4 5 6]

sqrt(2)

x=5

A'

'Ingrese a: '

3.1415

2,3,4,5,6 ....

7,8,9,10 ]

[1,2,3,4]

[ 1 2; 3 4]

%fecha:12/10/11

3. ARREGLOS (ARRAYS)

VECTORES

Para representar un vector fila con n elementos:

SINTXIS:

v = [v1,v2,v3, ,vn]

o tambin

v = [v1 v2 v3 vn]

Por ejemplo, para calcular el seno de " 1 a 4 " con incrementos de 1, se deben capturar

los valores y asignarlos en la variable x, y despus aplicar el seno al vector. MATLAB

opera en radianes, donde = 180.

>> x=[ 1 2 3 4]

x=

1 2 3 4

>> sin(x)

ans =

0.8415 0.9093 0.1411 -0.7568



MATRICES

Para representar una matriz de mxn elementos

SINTAXIS

M=[a11, a12,a13, ... ,a1n; a21, a22,a23, ... ,a2n; ... ;am1, am2,am3, ... ,amn]

En lugar de las comas se pueden utilizar espacios

>> A=[1,4,-3;5,-7,8;2,5,1;5,6,2] %crea la matriz de 4 por 3

A =

1 4 -3

5 -7 8

2 5 1

5 6 2

OPCIONES PARA MANIPULAR LOS ELEMENTOS DE UNA MATRIZ

A(m,n) Define (devuelve) el elemento (m,n) de la matriz.

m es el numero de filas y n el numero de columnas

A(m, :) Devuelve la msima fila de la matriz A

A(:, n) Devuelve la nsima columna de la matriz A

MATRICES ESPECIALES

diag(A) Devuelve la diagonal de la matriz A como vector columna

eye(n) Crea la matriz identidad de orden n.

zeros(m,n) Crea la matriz nula de orden mxn.

ones(m,n) Crea la matriz de orden mxn, cuyos elementos son unos.

rand(m,n) Crea la matriz aleatoria de orden mxn.

fliplr(A) Devuelve la matriz cuyas columnas estn colocadas en orden inverso (de

izquierda a derecha) a las de A.

size (A) Devuelve el orden(tamao) de la matriz A

length(v) Devuelve el nmero de elementos del vector v

inv (A) Devuelve la matriz inversa de la matriz A

A Devuelve la matriz traspuesta de la matriz A

det(A) Devuelve la determinante de una matriz.



OPERACIONES ARITMTICAS

x^y potencia xy

x/y divisin x/y

x*y producto xy

x-y diferencia x-y

x+y suma x+y

OPERADORES ARITMTICOS

+ Suma de escalares, vectores o matrices.

- resta de escalares, vectores o matrices.

* producto de escalares, vectores o matrices.

/ divisin escalar o B/A. A y B son matrices

.* producto de escalares o vectores (elemento a elemento).

./ A./B = [A(i,j)/B(i,j)]

^ potencia de escalares o potencia escalar de matriz (Mp)

.^ potencia de vectores A.^B = [A(i,j)B(i,j)]

4. PROGRAMACIN EN MATLAB

Scripts

Un script es una secuencia de instrucciones de MATLAB guardada en un archivo con

extensin .m. Se utiliza la ventana de editor de cdigo

Ejemplo 6:



Para ejecutar el programa se hace un clic en el cono Save and Run o pulsar la tecla F5.

La ejecucin del programa se visualiza en la ventana de comandos luego de haber

grabado el archivo. Para volver a ejecutar este programa, en la ventana de comandos se

escribe el nombre del archivo tal como se muestra a continuacin.

>> esic2011_p1_1

Ingrese x1: 0

Ingrese y1: 0

Ingrese x2: 4

Ingrese y2: 0

Ingrese x3: 2

Ingrese y3: 2

4

SENTENCIAS DE CONTROL

SENTENCIAS CONDICIONALES

SENTENCIA if

Esta sentencia permite ejecutar una instruccin o grupo de instrucciones si la condicin

es verdadera.

condicion

Instrucciones

V F

SINTXIS

if condicion

Instruccin o grupo de instrucciones

end

condicin: expresin lgica

SENTENCIA if - else

Si la condicin es verdadera se ejecuta la instruccin o grupo de instrucciones 1, si la

condicin es falsa se ejecuta la instruccin o grupo de instrucciones 2.

condicionV F

Instrucciones 1 Instrucciones 2

SINTXIS

if condicion

Instruccin o grupo de instrucciones1

else

Instruccin o grupo de instrucciones2

end




SENTENCIA switch

La sentencia switch ejecuta ciertas instrucciones basados en el valor de una variable o

de una expresin.

expresion

Valor 1

Inst. 2Inst. 1 Inst. 3 Inst. n

Valor 2 Valor 3 Valor n

expresin:

variable que toma uno de los valores

SINTXIS

switch expresion

case Valor 1

instrucciones1

case Valor 2

instrucciones2

case Valor 3

instrucciones3

...

oterwise

instruccin cuando no

cumple ningn caso

end

SENTENCIAS REPETITIVAS

EL BUCLE for

Esta sentencia permite ejecutar en forma repetitiva una instruccin o grupo de

instrucciones varias veces.

, ,v vi inc vf

Instrucciones

SINTXIS

for v = vi : inc: vf


end.

vi: valor inicial

inc: incremento

vf: valor final

EL BUCLE while

Esta sentencia permite ejecutar en forma repetitiva una instruccin o grupo de

instrucciones bajo el control de una condicin lgica.

condicion

Instrucciones

V

F

SINTXIS

while condicion


end.




FUNCIONES CREADAS POR EL USUARIO. DEFINICIN DE FUNCIONES

SINTXIS

function [parmetros de salida] = nombre de la funcin (parmetros de entrada)

Cuerpo de la funcin

Una vez definida la funcin se guarda en un archivo .m para su uso posterior. Escriba

comentarios entre % , al cual se acceden con el comando help

Si los parmetros de salida son mas de uno se sitan entre corchetes y separados por

comas. Si los parmetros de entrada son ms de uno, se separan por comas.

Cada comando o instruccin en el cuerpo de la funcin suele ir en una lnea que finaliza

con una coma o punto y coma o una coma seguida de tres puntos sucesivos.

LLAMADA DE FUNCIONES

SINTXIS

[variables de retorno] = nombre de la funcin (parmetros actuales)

EJEMPLO: Crear la funcin f(x)=x3-2x+cosx

Cdigo de la funcin

function y = f(x)

%la funcion evalua f(x)=x^3-2*x+cos(x)

y=x^3-2*x+cos(x);

Grabar el archivo con extensin .m. El nombre del archivo es el mismo nombre que el

de la funcin. Este archivo se graba por defecto en la carpeta work del directorio del

MATLAB. Se puede utilizar la funcin desde la ventana de comandos o desde cualquier

programa en MATLAB

>> f(2)

ans =

3.5839

EVALUACIN DE UNA FUNCIN

FUNCION feval

SINTXIS

feval(fun, arg1, arg2, arg3, ... ,arg N)

donde fun viene a ser el nombre de la funcin (archivo .m)

EJEMPLO: Evaluar la funcin f(x)=x3-2x+cosx

>> feval('f',3) %f.m es el nombre de la funcin

ans =

20.0100



FUNCION inline

Convierte una cadena en una funcin

SINTXIS

f = inline (expresion, arg1, arg2, arg3, ... ,arg N)

EJEMPLOS:

>>g = inline('t^2')

g =

Inline function:

g(t) = t^2

>> w=inline('x^2+y^2+z^2','x','y','z')

w =

Inline function:

w(x,y,z) = x^2+y^2+z^2

PROGRAMAS QUE SE EJECUTAN EN LA VENTANA DE COMANDOS

ENTRADA DE DATOS

Para la entrada de datos se utiliza la funcin input

variable = input (texto);

Donde variable es un identificador vlido, en la que se va a almacenar el valor que se va

a ingresar por teclado.

EJEMPLO:

a=input('ingrese el coeficiente a: ')

SALIDA DE DATOS

Para la salida de datos se utiliza la funcin disp

disp(expresion);

Donde expresin puede una variable o cadena de caracteres.

EJEMPLO:

disp('La suma es: ');

disp(s);

FUNCION sprintf

Escribe una cadena con formato. Retorna una cadena de caracteres.

SINTXIS

cadena = sprintf(formato,variables)

Por ejemplo, cad = sprintf('%8.6f',x) muestra la variable x con 6 decimales

programacion

Documents