Nova Aula 1 - Introdução Ao Curso de MATLAB

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Introdução ao Curso de MATLAB

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Objetivos:

-Apresentar o MATLAB como ferramenta

computacional.

-Relacionar suas funções com aplicações

na engenharia.

Curso:

-16 aulas com duração de 2 horas.

-2 Provas e 75% de Presença

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Bibliografia:

- MATLAB 6.5-Fundamentos de

Programação. Élia Yathie Matsmoto.

- MATLAB 6 – Curso Completo – Duane

Hanselman, Bruce Littlefield.

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Ementa: -Aula 1- Introdução ao Curso de MATLAB.

-Aula 2- Vetores, Operações e Funções de Manipulação.

-Aula 3- Estruturas Multidimensionais e Estruturas

Celulares.

-Aula 4- Álgebra Matricial e Sistemas Lineares.

-Aula 5- Gráficos Bidimensionais e Figuras Múltiplas.

-Aula 6- Gráficos Tridimensionais.

-Aula 7- Polinômios.

- Primeira Prova

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-Aula 8- Operadores Lógicos.

-Aula 9- Espaço de Trabalho de Funções e Arquivos M de

funções.

-Aula 10- Desempenho de arquivos, importação e

exportação de dados.

-Aula 11- Strings de Caracteres.

-Aula 12- Matemática Simbólica.

-Aula 13- Integração e Diferenciação, EDOs.

-Aula 14- Exercícios.

- Segunda Prova

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MATLAB - MATLAB (MATrix LABoratory – Laboratório de Matrizes)

- Programa inicialmente desenvolvido para trabalhar com matrizes mas que se tornou essencial para trabalhos científicos e de engenharia.

- Possui muitas funções e otimizações que facilitam seu uso.

Desvantagem:

- Licença Cara.

- Maior tempo de compilação que outras linguagens.

- Alternativa: Scilab (124 MB).

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-Command Window:

-Área na qual as instruções são digitadas e exibidos os

resultados.

-O sinal de prompt ‘>>’ indica estado de espera de

entrada de dados.

-As teclas ↑(seta para cima)↓(seta para baixo) repetem

os comandos digitados anteriormente.

-Os textos na janela de comando são exibidos em cores

diferente conforme suas classes sintáticas.


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Workspace: - Área na qual são exibidas as variáveis definidas na área

de trabalho do MATLAB.

- Esta janela possui quatro colunas que exibem,

respectivamente, o nome, as dimensões, o número de

bytes e a classe de cada variável.

Command History:

- Área na qual ficam armazenadas todas as

instruções executadas do MATLAB.

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Definições do MATLAB:

- Sinal ‘-’ para indicar número negativo;

- ‘.’ para indicar casa decimal;

- ‘e’para indicar notação científica;

- ‘i’ e ‘j’ para notação de números complexos;

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Digitar help ou help seguido de um nome de função na Janela de Comandos:

- MATLAB exibirá uma lista de possíveis tópicos de ajuda na Janela de Comandos.

- Se for especificada uma função após o comando, será mostrada uma ajuda direcionada àquela função especificada.

- Digitar lookfor na Janela de Comandos. - Já o comando lookfor pesquisa informação resumida e

rápida para cada função que tenha a palavra digitada pelo usuário.

- Assim, o comando lookfor é muito útil quando não se tem certeza do nome correto da função.

- Pode demorar um pouco

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Constantes Predefinidas:

Constante Valor

pi 3.1415926..

i ou j Raiz imaginária (-√1)

eps Precisão numérica relativa

realmin Menor número real

realmax Maior numero real

Inf Infinito. Exemplo: (1/0)

NaN Not a number. Exxemplo (0/0)

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Conceitos Básicos: - Variáveis: - Deve ser alfanumérico começado com letra. Exemplo:

>>x1=-5.4

x1 =

-5.4000

>>area= 1.23e4

area=

12300

Observação: O MATLAB utiliza apenas os primeiros 31 caracteres para diferenciar nomes de variáveis. É case-sensitive(diferencia letras maiusculas de minusculas).Não se deve por ponto final no nome da variável.

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Vetores e Matrizes.

-Para definição de vetores ou matrizes, os valores devem ser definidos

entre’[ ]’, os valores de coluna são delimitados por ‘ ’ ou ‘,’ e linhas

são delimitados por ‘;’:

Exemplo:

>>vetor1=[1 2 3]

vetor1=

1 2 3

>>matriz1=[1 2 3;4 5 6] matriz1=

1 2 3

4 5 6

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Para consulta das variáveis utiliza-se os comandos:

- who: Lista o nome das variáveis no Workspace.

- whos: Lista o nome e o tipo das variáveis no Workspace ou da variável fornecida.

- clear: Elimina as variáveis listadas do Workspace ou elimina todas as variáveis. Ao se eliminar uma variável ela deixa de aparecer quando se digita o comando who ou o comando whos.

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Para operações entre escalares utiliza-se:

Operador Forma no MATLAB

Soma A+B

Subtração A-B

Multiplicação A*B

Divisão A/B (A*B-¹) ou A\B (A-¹*B)

Potenciação A^B

Raiz Quadrada (sqrt) sqrt(A)

Prioridade entre as operações Operação

1° Parenteses

2° Exponenciação

3° Multiplicação ou Divisão

4° Adição e Subtração

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Execução de Funções:

Sintaxe Básica:

[saida1,..., saidaN]= Função (entrada1,..., entradaN).

Exemplo: Função Trigonométrica

x= 0.5; % repare que o uso do ‘;’ inibe a exibição do resultado na tela

>>sin(x) % Em radianos

ans=

0.4794

>>cos(x)

ans=

0.8776

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Funções Matemáticas:

>> sqrt(x)

ans=

0.7071

>> exp(x)

ans=

1.6487

Observação: Você pode utilizar o comando help para listar as classes de funções disponíveis no MATLAB.

A instrução help elfun listas as funções elementares do MATLAB.

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Principais Funções Matemáticas

exp Exponencial;

abs Valor absoluto;

log Logaritmo natural (Neperiano);

log10 Logaritmo base 10;

sqrt Raiz quadrada;

sin Seno;

asin Arco seno;

cos Coseno;

acos Arco coseno;

tan Tangente;

atan Arco tangente;

Round Arredondamento ao inteiro mais próximo;

floor Arredondamento ao inteiro mais próximo na direção de menos infinito (- ∞);

ceil Arredondamento ao inteiro mais próximo na direção de mais infinito (+ ∞);

rem Resto da divisão;


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Ferramentas Gráficas Crie um domínio para o seu gráfico (Eixo das abscissas) x=-pi:0.1:pi; % a variável x receberá o vetor de -1 até 1 espaçados de 0.1 Crie uma variável que receberá os valores da sua função (Eixo das ordenadas) y=sin(x); % a variável y receberá os valores calculados para essa expressão em cada ponto de x Para criar o gráfico basta plotar utilizando a função plot plot(x,y) % ou plot(x, sin(x), ‘r+’) % gera o gráfico com marcador + de cor vermelha


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Criando títulos, legendas e eixos:

title(‘Gráfico de seno’); legend(‘seno de x’); xlabel(‘valores de x’); ylabel(‘valores de seno de x’); grid on % ativa a grade Digite help plot


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Como criar um arquivo M-file

-Utilizado para a programação em linhas

-O usuário constrói o programa no editor, grava em um diretório e depois

aponta esse diretório para o MATLAB

-Para executar o programa basta escrever seu nome no Command Window.

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Programas e Expressões:

Comandos Básicos:

- Comentário: Muito útil para deixar o programa mais claro, o

comentário é iniciado pelo símbolo %. Exemplo:

>>x=3; % variável x recebe 3

- clc : Limpa os comandos da tela, sem apagar a memória.

- clf : Limpa a Janela de Figuras.

- y=input(‘Entre com o valor de y’) - Armazena na variável y um

valor digitado pelo usuário.

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- z=z input(‘Entre com o valor de z’,’s’) – Armazena na

variável z um dado de entrada string, digitado pelo

usuário.

- sprintf (‘’) - Imprime uma frase seguida de um

determinado valor. Deve-se especificar se deseja-se

imprimir em notação de ponto fixo , “%.f”, exponencial,

“%e”, ou o que seja mais curto, “%.ng”, (n representa a

quantidade de casas que serão mostradas).

- disp(‘’) – Imprime uma frase.

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Exemplo:

Deseja-se calcular o custo médio de um conjunto de

materiais. O programa deve receber o valor e a quantidade de cada material (borracha, blocos,fitas), e calcular o custo médio.

Algoritmo:

clear all; clc; close all; clf

disp('Cálculo do custo médio:')

bloco=input('digite a quantidade de blocos \n ')

fita=input('digite a quantidade de fitas \n ')

borracha=input('digite a quantidade de borrachas \n ')

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vborracha=input('digite o valor da borracha \n ')

vbloco=input('digite o valor do bloco \n ')

vfita=input('digite o valor da fita \n ')

custo=borracha*vborracha + bloco*vbloco + fita*vfita;

custo_medio = custo/(borracha + bloco + fita);

sprintf('Custo medio = %.f',custo_medio)

sprintf('Custo medio = %.5g',custo_medio)


FIM

PET – Engenharia Mecânica - UNIFEI

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