cours 1 bases de matlab 2eme annees

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Niveau : Licence pétrochimie – troisième semestre Université du 20 aout 55 – Skikda Chapitre 1: introduction à Matlab

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  • 1. Niveau : Licence ptrochimie troisime semestre Universit du 20 aout 55 Skikda

2. Introduction au langage Matlab: 1.1. Introduction. 1.2. Prsentation de lenvironnement Matlab. 1.3. Premire interaction avec Matlab. 1.4. Les nombres en Matlab. 1.5. Les constantes. 1. 6. Les fonctions. 1.7. La priorit des oprations dans une expression. 1.8. Evaluation dune expression mathmatique. 1.9. Calculs sur les nombres complexes. 3. 1-1-Introduction : MATLAB (MATrix LABoratory) est un environnement (langage) de programmation interactif pour le calcule scientifique et la visualisation des donnes produit par Mathworks. A lorigine MATLAB tait conu pour faire principalement des calcules sur les vecteurs et les matrices do son nom Matrix Laboratory, mais par Cours 1 : introduction Matlab la suite il a tait amlior et augment pour pouvoir 4. 1-1-Introduction : Matlab est trs utilis dans les domaines dingnierie et de recherche scientifique, ainsi quaux tablissements denseignement suprieur. Sa popularit est due principalement aux points suivants :Cours 1 : introduction Matlab 5. 1-1-Introduction : Sa richesse : avec MATLAB, il est possible de raliser des manipulations mathmatiques complexes en crivant peu dinstructions. Il peut valuer des expressions, dessiner des graphiques et excuter des programmes classiques. Et surtout, il permet lutilisation directe de plusieurs milliers de fonctions prdfinie. Lutilisation des boites outils (toolboxes) : ce qui augmente sa popularit dans plusieurs disciplines Cours introduction Matlab (simulation, traitement1 :de signal, imagerie, intelligence 6. 1-1-Introduction : La simplicit de son langage de programmation : un programme crit en MATLAB est plus facile crire et lire compar au mme programme crit en C ou en PASCAL. La gestion des variables : une caractristique de MATLAB est que les variables nont pas tre dclares, leur nature se dduisant automatiquement lors de laffectation, ce qui libre lutilisateur de soccuper de typage de donnes et ainsi de lui viter les problmes de transtypage. Cours 1 : introduction Matlab 7. 1-2- Lenvironnement MATLAB : La version 7 de Matlab affiche au dmarrage plusieurs fentres notamment: Current Folder: indique le rpertoire courant ainsi que les fichiers existants. Workspace: indique toutes les variables existantes avec leurs types et valeurs. Command History: garde la trace de toutes les commandes entres par lutilisateur. Cours nous lutilisons pour Command Window: 1 : introduction Matlab formuler nos 8. 1-2- Lenvironnement MATLAB :La fentre Current FolderLa fentre Command WindowLa fentre WorkspaceCours 1 : introduction MatlabLa fentre Command History 9. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Le moyen le plus simple pour utiliser MATLAB est dcrire directement dans la fentre de commande (Command Window) juste aprs le curseur (prompt) >> Pour calculer une expression mathmatique il suffit de lcrire comme ceci : >> 5+6 Puis on clique sur la touche Entrer pour voir le rsultat. ans = Cours 1 : introduction Matlab 10. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Si nous voulons quune expression soit calcule mais sans afficher le rsultat, on ajoute un point virgule ; la fin de lexpression comme suit : >> 5+6 ; >> Pour crer une variable on utilise la structure simple : nom_variable = valeur sans se proccuper du 1 : introduction Matlab Cours type de la variable. 11. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Par exemple: >> a = 5; >> b = bonjour; >> b = false; Cest un point essentiel du langage Matlab, il permet dutiliser dynamiquement les variables et mme de leurs changer de type au cours du programme. Cours 1 : introduction Matlab 12. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Il est possible dcrire plusieurs expressions dans la mme ligne en les faisant spares par des virgules ou des points virgules. Par exemple : >> 5+6; 2*5-1, 12-4; ans = >> 5+6, 2*5-1, 12-4 9 ans = 11 ans = 9 Cours 1 : introduction Matlab ans = 13. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Le nom dune variable ne doit contenir que des caractres alphanumriques ou le symbole _ (underscore) (les symboles dopration sont interdits), et doit commencer par un alphabet, nous devons aussi faire attention aux majuscules car le Matlab est sensible la casse (A et a sont deux variables diffrentes). Pour voir la liste des variables utilises, soit on regarde la fentre Workspace soit on utilise les commandes whos qui Cours 1 : introduction de la donne une description dtaille (le nomMatlab variable, son 14. 1-3- Premire interaction avec MATLAB : Les oprations de base dans une expression sont rsumes dans le tableau suivant (lors de lvaluation on doit respecter Lopration La signification le priorit des oprations): + * /^ ( )Laddition La soustraction La multiplication La division La division gauche (ou la division inverse) La puissance Le transpos Les parenthses spcifient lordre dvaluationCours 1 : introduction Matlab 15. 1-4- Les nombres en MATLAB : MATLAB utilise une notation dcimale conventionnelle, avec un point dcimal facultatif . et le signe + ou pour les nombres signs, la notation scientifique utilise la lettre e pour spcifier le facteur dchelle en puissance de 10. Les nombres complexes utilise les caractres i et j Le Exemples (indiffremment) pourtypedesigner la partie imaginaire. Le Entier 5 -83 tableau suivant donne un rsum : Rel en notation dcimale 0.0205 3.1415926 Rel en notation scientifique Complexe1.60210e-20 5+3i6.02252e23 (1.60210x10-20 et 6.02252x1023) -3.14159jCours 1 : introduction Matlab 16. 1-4- Les nombres en MATLAB : MATLAB utilise toujours les nombres rels (double precision) pour faire les calcules, ce qui permet dobtenir une prcision de calcule allant jusquaux 16 chiffres significatifs. Mais il faut noter les points suivants : Le rsultat dune opration de calcule est par dfaut affiche avec quatre chiffres aprs la virgule.Cours 1 : introduction Matlab 17. 1-4- Les nombres en MATLAB : Pour afficher davantage de chiffres utiliser la commandeformat long (14 chiffres aprs la virgule). Pour retourner laffichage par dfaut, utiliser la commande format short. Pour afficher uniquement 02 chiffres aprs la virgule, utiliser la commande format bank. Pour afficher les nombres sous forme dune ration, utiliser la commande format rat. Cours 1 : introduction Matlab 18. 1-4- Les nombres en MATLAB :La commande format short format long format bank format ratSignification affiche les nombres avec 04 chiffres aprs la virgule affiche les nombres avec 14 chiffres aprs la virgule affiche les nombres avec 02 chiffres aprs la virgule affiche les nombres sous forme dune ration (a/b)Cours 1 : introduction Matlab 19. 1-4- Les nombres en MATLAB : Exemple : >> 8/3>> format shortans =>> 8/3 2.6667ans =>> format long2.6667>> 8/3>> 7.2*3.1ans =ans = 2.6666666666666722.3200>> format bank>> format rat>> 8/3>> 7.2*3.1ans =ans = 2.67Cours 1 : introduction Matlab 558/25 20. 1-5- Les constantes en MATLAB : MATLAB dfinit les constantes suivantes : La constante pi exp(1) I j Inf epsSa valeur =3.1415... e=2.7183... = -1 = -1 2 1016.Cours 1 : introduction Matlab 21. 1-6- Les fonctions en MATLAB : Parmi les fonction les plus frquemment utilises, on peu La fonction Sa signification citer: sin(x) / cos(x) tan(x) / atan(x) asin(x) / acos(x) sqrt(x) abs(x) exp(x) log(x) log10(x) imag(x) real(x) round(x)le sinus et le cosinus de x (en radian) le tangent et larc tangent de x (en radian) larc sinus et larc cosinus de x (en radian) la racine carre de x la valeur absolue de x = ex logarithme naturel de x ln(x)=loge(x) logarithme base 10 de x log10(x) la partie imaginaire du nombre complexe x la partie relle du nombre complexe x arrondi un nombre vers lentier le plus procheCours 1 : introduction Matlab 22. 1-7- La priorit des oprations en MATLAB : Lvaluation dune expression sexcute de gauche droite en considrant la priorit des oprations indique dans le tableau suivant : Les oprations Les parenthses (et) La puissance et le transpos ^ et La multiplication et la division * et / Laddition et la soustraction + et -La priorit 1 2 3 4Cours 1 : introduction Matlab 23. 1-8- Lvaluation des expressions en MATLAB : Crer un variable x et donnez lui la valeur 2, puis crivez les expressions suivantes : >> x=2 ; >> 3*x^3-2*x^2+4*x ; >> exp(1+x)/(1-sqrt(2*x)) ;>> abs(asin(2*x)) ; ou bien abs(sin^-1(2*x)) >> log(x)/(2*x^3)-1 ;Cours 1 : introduction Matlab 24. 1-9- Calcul sur les nombres complexes : Crer un variable x et donnez lui la valeur 2, puis crivez les expressions suivantes : >> a + b >> a = 1 + i a=1.0000 + 1.0000i >> b = -2 + 3.5j b= -2.0000 + 3.5000ians = -1.0000 + 4.5000i >> a * b ans = -5.5000 + 1.5000i >> a / b ans = 0.0923 - 0.3385iCours 1 : introduction Matlab