1.2.4 MATLAB的内置函数
MATLAB是一个强大的数学运算工具,可以对各种不同的数值进行精确的计算。为了达到更加高效的处理数字运算的目的,MATLAB的开发者在其中设定了内置函数,它是一类比较特殊的底层函数,一般不是由MATLAB语言编写而成,可以通过输入其函数名以及所使用的变量来完成对应的运算,极大地减少了编写具体计算方法的工作量。
最常见也是最经常使用的内置函数为三角函数,即y=sinx、y=cosx和y=tanx。在MATLAB中,角的度量单位为弧度。角度制和弧度制是度量角度大小时所使用的两种不同的方式。角度制使用度、分、秒为单位来测量一个角的大小,规定一个周角的1/360为1度。度、分与秒之间的换算关系均为六十进制。弧度制使用弧长与半径的比来度量圆心角,并用符号rad表示。弧长等于半径的圆弧所对应的圆心角为1弧度。由换算关系可以推出,1弧度约等于57.3度,即1rad≈57.3°。弧度制的精髓就在于统一了度量弧与角的单位,大大简化了有关的公式和计算量。因此在MATLAB的使用中,常常需要把习惯的角度转化为弧度输入公式中进行计算,才能得到正确的计算结果。例如:
如果要使用角度计算,需要引用函数名不同的三角函数,分别为sind、cosd和tand。除三角函数之外,MATLAB还内置了反三角函数,分别是反正弦函数asin、反余弦函数acos和反正切函数atan。它们分别是正弦函数、余弦函数和正切函数的反函数,可以用于在已知三角函数值的情况下得到角度的大小,其对应的角度单位为弧度。例如,使用上面的三角函数结果x和y做测试,输入:
即可得到对应的角度大小。
除此之外,MATLAB还包含许多其他的初等函数,如sqrt、exp、log等。其中,sqrt是开算数平方根的函数,即将一个数输入该函数中,就可以得到这个数的算数平方根,例如:
函数exp是一种指数函数,是求以e为底数、x为指数的幂的函数,例如:
函数log为ex的反函数,在其中输入一个大于0的数,即可得到指数的值,例如:
在MATLAB中进行数值计算时,可以直接引用这些函数对数值进行处理。在编写MATLAB代码时,也可以使用这些函数处理的结果作为中间数值,待完成全部的计算之后再将最后的结果输出,这样可以使得MATLAB代码简洁又高效。