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MATLAB para ingenieros PDF

624 Pages·2007·21.881 MB·Spanish
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M o o r e Este texto de Holly Moore comienza con álgebra básica y muestra cómo se utiliza MATLAB para resolver problemas de ingeniería en un amplio rango de disciplinas. Los ejemplos desarrollan los conceptos fundamenta- les de química y física, así como de ingeniería. A lo largo de toda la obra, se utiliza de forma consistente una metodología estándar para resolver problemas. MATLAB es un poderoso lenguaje de programación que incluye los conceptos comunes a la mayoría de los lenguajes de programación. Pues- M to que se trata de un lenguaje con base en scripts, la creación de pro- gramas y su depuración en MATLAB con frecuencia es más fácil que en los lenguajes de programación tradicionales, como C++. Esto hace que A MATLAB sea una valiosa herramienta para los cursos introductorios de T programación. Las secciones que describen las técnicas de MATLAB para resolver pro- L blemas mediante cálculo y ecuaciones diferenciales se incluyen en la parte A final de los capítulos. En el texto se proponen numerosos ejercicios, y en cada capítulo se en- B cuentran ejemplos numerados más avanzados, para reforzar los concep- ® tos que se estudian. Los ejercicios de práctica brindan a los estudiantes la oportunidad inmediata de usar sus nuevas habilidades; en el Apéndice B p se dan las soluciones completas a estos ejercicios. a El material se agrupa en tres secciones. La primera, “Introducción a las r a herramientas básicas de MATLAB”, es de inicio para el alumno y contiene los primeros 6 capítulos. La segunda sección del texto, “Programación en MATLAB”, introduce in MMAATTLLAABB®® a los estudiantes a la programación y consta de los capítulos 6 a 8. g Los capítulos 9 a 13 de la tercera sección versan sobre los “Conceptos e avanzados de MATLAB”. n Para mayor información visite la página: i ppaarraa iinnggeenniieerrooss e www.pearsoneducación.net/moore r o s ISBN 970-26-1082-6 HHoollllyy MMoooorree 90000 Visítenos en: 9 789702 610823 www.pearsoneducacion.net Portada MATLAB.indd 1 16/5/07 14:23:12 00 Moore.indd 2 15/5/07 10:00:00 MATLAB® para ingenieros 00 Moore.indd 1 15/5/07 10:00:00 00 Moore.indd 2 15/5/07 10:00:00 MATLAB® para ingenieros Holly Moore Salt Lake Community College Salt Lake City, Utah TRADUCCIÓN Víctor Campos Olguín Traductor profesional REVISIÓN TÉCNICA Rogelio Márquez Nuño Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Instituto Politécnico Nacional 00 Moore.indd 3 15/5/07 10:00:01 Datos de catalogación bibliográfica Moore, Holly MATLAB® para ingenieros. Primera edición PEARSON EDUCACIÓN, México, 2007 ISBN: 978-970-26-1082-3 Área: Ingeniería Formato: 20 × 25.5 cm Páginas: 624 Authorized translation from the English language edition, entitled Matlab for engineers, 1e, by Holly Moore, published by Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, Copyright 2007. All rights reserved. ISBN 0131872443 Traducción autorizada de la edición en idioma inglés titulada Matlab for engineers, 1e, por Holly Moore, publicada por Pearson Education, Inc., publicada como Prentice Hall, Copyright 2007. Todos los derechos reservados. Esta edición en español es la única autorizada. Edición en español Edición en inglés Editor: Luis Miguel Cruz Castillo Editorial Director, ECS: Marcia J. Horton e-mail: [email protected] Senior Editor: Holly Stark Editor de desarrollo: Felipe Hernández Carrasco Associate Editor: Dee Bernhard Supervisor de producción: Enrique Trejo Hernández Editorial Assistant: Nicole Kunzmann Executive Managing Editor: Vince O’Brien Managing Editor: David A. George Production Editor: Scott Disanno Director of Creative Services: Paul Belfanti Art Director: Jonathan Boylan Cover Designer: Bruce Kenselaar Art Editor: Greg Dulles Manufacturing Manager: Alexis Heydt-Long Manufacturing Buyer: Lisa McDowell PRIMERA EDICIÓN, 2007 D.R.  2007 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Atlacomulco 500-5to. piso Industrial Atoto 53519, Naucalpan de Juárez, Edo. de México Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 1031. Prentice Hall es una marca registrada de Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, sea electrónico, mecánico, fotoquímico, magnético o electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor. El préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión de uso de este ejemplar requerirá también la autorización del editor o de sus representantes. ISBN 10: 970-26-1082-6 ISBN 13: 978-970-26-1082-3 Impreso en México. Printed in Mexico. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 10 09 08 07 00 Moore.indd 4 15/5/07 10:00:01 Contenido ACERCA DE ESTE LIBRO xi 1 • ACERCA DE MATLAB 1 1.1 ¿Qué es MATLAB?  1 1.2 Edición estudiantil de MATLAB  2 1.3 ¿Cómo se usa MATLAB en la industria?  2 1.4 Resolución de problemas en ingeniería y ciencias  5 2 • AMBIEnTE MATLAB 9 2.1 Inicio  9 2.2 Ventanas de MATLAB  11 2.3 Resolución de problemas con MATLAB  17 2.4 Cómo guardar el trabajo  39 Resumen  47 Resumen MATLAB  49 Términos clave  49 Problemas  50 3 • FunCIOnES InTERnAS DE MATLAB 55 Introducción  55 3.1 Uso de funciones internas  55 3.2 Uso de la ayuda  57 3.3 Funciones matemáticas elementales  59 3.4 Funciones trigonométricas  64 3.5  Funciones de análisis de datos  70 3.6 Números aleatorios  88 3.7 Números complejos  91    00 Moore.indd 5 15/5/07 10:00:01 i  Contenido 3.8 Limitaciones computacionales  95 3.9 Valores especiales y funciones varias  97 Resumen  98 Resumen MATLAB  99 Términos clave  100 Problemas  101 4 • MAnIpuLACIón DE MATRICES MATLAB 107 4.1 Manipulación de matrices  107 4.2 Problemas con dos variables  114 4.3 Matrices especiales  122 Resumen  128 Resumen MATLAB  128 Términos clave  129 Problemas  129 5 • GRAFICACIón 135 Introducción  135 5.1 Gráficas bidimensionales  135 5.2 Subgráficas  151 5.3 Otros tipos de gráficas bidimensionales  153 5.4 Gráficas tridimensionales  168 5.5 Edición de gráficas desde la barra de menú  174 5.6 Creación de gráficas desde la ventana de trabajo  176 5.7 Cómo guardar las gráficas  176 Resumen  178 Resumen MATLAB  178 Problemas  180 6 • FunCIOnES DEFInIDAS pOR EL uSuARIO 187 Introducción  187 6.1 Creación de archivos-m de función  187 6.2 Creación de su propia caja de herramientas de funciones  206 6.3 Funciones anónimas  208 6.4 Funciones de función  208 Resumen  209 Resumen MATLAB  210 Términos clave  210 Problemas  210 7 • EnTRADA y SALIDA COnTROLADAS pOR EL uSuARIO 215 Introducción  215 7.1 Entrada definida por el usuario  215 7.2 Opciones de salida  219 00 Moore.indd 6 15/5/07 10:00:02 Contenido  ii 7.3 Entrada gráfica  226 7.4 Uso del modo celda en archivos-m de MATLAB  227 7.5 Lectura y escritura de datos desde archivos  234 Resumen  237 Resumen MATLAB  238 Términos clave  239 Problemas  239 8 • FunCIOnES LóGICAS y ESTRuCTuRAS DE COnTROL 243 Introducción  243 8.1 Operadores relacionales y lógicos  243 8.2 Diagramas de flujo y seudocódigo  245 8.3 Funciones lógicas  247 8.4 Estructuras de selección  254 8.5 Estructuras de repetición: bucles  270 Resumen  286 Resumen MATLAB  287 Términos clave  288 Problemas  288 9 • ÁLGEBRA MATRICIAL 301 Introducción  301 9.1 Operaciones y funciones de matrices  301 9.2 Soluciones de sistemas de ecuaciones lineales  321 9.3 Matrices especiales  329 Resumen  332 Resumen MATLAB  334 Términos clave  334 Problemas  335 10 • OTROS TIpOS DE ARREGLOS 343 Introducción  343 10.1 Tipos de datos  343 10.2 Arreglos multidimensionales  353 10.3 Arreglos carácter  354 10.4 Arreglos celda  359 10.5 Arreglos estructura  360 Resumen  367 Resumen MATLAB  368 Términos clave  368 Problemas  369 11 • MATEMÁTICA SIMBóLICA 375 Introducción  375 11.1 Álgebra simbólica  375 11.2 Resolución de expresiones y ecuaciones  385 00 Moore.indd 7 15/5/07 10:00:02 iii  Contenido 11.3 Graficación simbólica  396 11.4 Cálculo  404 11.5 Ecuaciones diferenciales  418 Resumen  420 Resumen MATLAB  422 Problemas  422 12 • TéCnICAS nuMéRICAS 433 12.1 Interpolación  433 12.2 Ajuste de curvas  444 12.3 Uso de las herramientas de ajuste interactivas  455 12.4 Diferencias y diferenciación numérica  461 12.5 Integración numérica  465 12.6 Resolución numérica de ecuaciones diferenciales  470 Resumen  474 Resumen MATLAB  476 Términos clave  476 Problemas  476 13 • GRÁFICOS AvAnzADOS 485 Introducción  485 13.1 Imágenes  485 13.2 Manipulación de Gráficos  500 13.3 Animación  503 13.4 Otras técnicas de visualización  509 13.5 Introducción a visualización de volumen  511 Resumen  514 Resumen MATLAB  515 Términos clave  516 Problemas  516 ApénDICE A • CARACTERES ESpECIALES, COMAnDOS y FunCIOnES 519 ApénDICE B • SOLuCIOnES A EJERCICIOS DE pRÁCTICA 535 ÍnDICE AnALÍTICO 595 00 Moore.indd 8 15/5/07 10:00:02

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