二重積分計算的MATLAB GUI 設(shè)計開題報告

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1、開題報告二重積分計算的MATLABGUI設(shè)計一、選題的背景、意義1.1選題的背景在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，人們通常希望將數(shù)據(jù)、設(shè)計或計算結(jié)果用交互式圖形表示，以使數(shù)據(jù)的特征或性能能夠清晰、直觀地以GUI方式展現(xiàn)。通常，快捷方便地繪制圖形，尤其是不規(guī)則圖形，需要對繪圖工具、語言有較為深入的了解，需要熟練使用這些工具或編寫程序，而這通常是一項入門緩慢、熟練精通時間較長的工作。MATLAB在提供強大計算功能的同時，近年來還大力發(fā)展了面向?qū)ο蟮膱D形技術(shù)和GUI技術(shù)，使用戶可以輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互式顯示。MATLAB的圖形繪制、圖形高級操作以及G

2、UI這些方面的應(yīng)用日益普遍。使用MATLAB提供的圖形設(shè)計技術(shù)，用戶無須了解圖形實現(xiàn)的細節(jié)內(nèi)容，有時甚至只需幾個簡單的函數(shù)就可以繪制非常復(fù)雜的圖。另外，用戶還可以根據(jù)需要來規(guī)劃、設(shè)計MATLAB的圖形外觀，不斷調(diào)整完善，直至繪圖結(jié)果完全符合用戶要求。總之，利用MATLAB提供的GUI設(shè)計工具或編寫程序，可以簡單、便捷地設(shè)計出美觀、方便的菜單化和控制式的人機交互界面。[1]在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中，經(jīng)常面臨一些有關(guān)圖形和計算問題。但是很多函數(shù)的表達和計算過于抽象，而使用MATLAB可以通過GUI設(shè)計很好地解決這些問題，并且可以對相關(guān)的函數(shù)利

3、用MATLAB的強大數(shù)值計算功能進行進一步分析，同時可以執(zhí)行一些動作或變化來滿足用戶的需求。1.2選題的意義積分理論是微積分學(xué)的重要內(nèi)容之一，計算二重積分是計算重積分的基礎(chǔ),所以是數(shù)學(xué)分析課程的重點。由于二重積分是一種和式的極限,用定義來計算它是比較困難的。因此,二重積分的計算也是學(xué)習(xí)中的一個難點。在計算二重積分時，通常是把二重積分化為定積分，在實際計算化二重積分為二次積分的過程中往往會遇到原函數(shù)無法用初等函數(shù)表示的情形，這時需要考慮二重積分的近似計算方法。運用MATLAB的計算能力和用MATLABGUI設(shè)計圖形用戶界面，實現(xiàn)二重積

4、分計算的數(shù)據(jù)可視化，一方面二重積分圖形可視化會顯示求函數(shù)積分的過程，通過圖形來表達二重積分的順序及其含義，觀察積分變量的依次積分情況來體會二重積分概念的內(nèi)涵，另一方面可以加強自身的計算機編程能力和數(shù)學(xué)分析能力。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題2.1MATLAB軟件概況2.1.1MATLAB軟件簡介[4,5]MATLAB是MatrixLaboratory(矩陣實驗室)的縮寫,由美國Mathworks公司開發(fā)。MATLAB語言是當(dāng)今國際上科學(xué)界(尤其是自動控制領(lǐng)域)最具影響力、也是最有活力的科學(xué)計算軟件。它起源于矩陣運算，并已經(jīng)發(fā)展

5、成一種高度集成的計算機語言。它提供了強大的科學(xué)運算、靈活的程序設(shè)計流程、高質(zhì)量的圖形可視化與界面設(shè)計、便捷的與其他程序和語言接口的功能。MATLAB語言在各國高校與研究單位正扮演著重要的角色。在美國的一些大學(xué)里，MATLAB正在成為對數(shù)值線性代數(shù)以及其他一些高等應(yīng)用數(shù)學(xué)課程進行輔助教學(xué)的有益工具。在工程技術(shù)界，MATLAB也被用來解決一些實際課題和數(shù)學(xué)模型問題。它在其他科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用也是越來越廣，并且有著更廣闊的應(yīng)用前景和無窮無盡的潛能。MATLAB用戶接口包括下拉菜單和對話框，任何個人電腦使用者對這一接口都很熟悉。菜單命令支

6、持文件操作、打印、程序編輯和用戶接口定制。MATLAB的數(shù)值計算是通過在命令窗口輸入命令，并不是通過菜單操作進行的。MATLAB是一個基本的應(yīng)用程序，它有一個稱為標(biāo)準工具箱的巨大程序模塊庫。MATLAB工具箱包括解決實際問題的擴展庫，如：求根、插值、數(shù)值積分、線性和非線性方程組求解以及常微分方程組求解。由于繼承了LINPACK、EISPACK和LAPACK的特性，MATLAB對數(shù)值線性代數(shù)來說是一個高可靠的優(yōu)化系統(tǒng)。許多數(shù)值作業(yè)能夠用線性代數(shù)語言精確地表示。MATLAB和線性代數(shù)的密切關(guān)系是程序員能夠用很短的MATLAB語言來解決復(fù)

7、雜的數(shù)值作業(yè)。標(biāo)準工具箱還包括數(shù)據(jù)可視化的擴展圖形庫，有簡單的點、線和復(fù)雜的三維圖形和動畫。所有的MATLAB程序都可以使用這些函數(shù)，這樣就可以在所有程序和程序集中分析并生成達到出版質(zhì)量的圖示。對圖形的快速訪問能有效地提高用戶的效率。診斷點有助于調(diào)試程序和檢驗算法是否正確執(zhí)行。低級的圖形函數(shù)為自定義圖形用戶接口的分析代碼提供了擴展空間。除了標(biāo)準工具箱，可以使用其他的工具箱，如：信號處理、圖像處理、優(yōu)化、統(tǒng)計分析、偏微分方程的求解和許多數(shù)值計算的應(yīng)用。2.1.2MATLAB語言特點[6,7]MATLAB語言有不同于其他高級語言的特點，

8、它被稱為第四代計算機語言，MATLAB語言的最大特點就是簡單和直接。正如第三代計算機語言使人們擺脫對計算機硬件操作一樣，MATLAB語言使人們從煩瑣的程序代碼中解放出來。它豐富的函數(shù)使開發(fā)者無須重復(fù)編程，只要簡單的調(diào)用和使用即可。MA