UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD INGENIERIA QUIMICA
EAP. INGENIERIA AMBIENTAL
CURSO. METODOS NUMERICOS
TUTOR. ING. ANTONIO M. OTOYA ZELADA
FILIAL. SANTIAGO DE CHUCO
MATLAB
• Matlab es la abreviatura de Matrix
Laboratory (laboratorio de matrices).
Creado en 1984 por The MathWorks,
es un software de cálculo muy usado
en universidades, centros de
investigación y por ingenieros.
• En los últimos años ha incluido
muchas más capacidades, como la de
programar directamente
procesadores digitales de señal, crear
código, etc.
Ventana del Espacio
de Trabajo y Ventana
del Directorio Actual
de Trabajo
Ventana de historial de
Comandos utilizados
Ventana de
Comandos
Prompt
• Matlab es un sistema interactivo, cuando se arranca en un ordenador aparece en la pantalla la
Figura 1 a cuya derecha se encuentra la ventana de comandos.
• Cuando se escribe después del prompt >> el nombre del comando y se presiona la tecla 'enter',
el sistema ejecuta la instrucción y si no le ha asignado un nombre concreto lo guardará en una
nueva variable llamada ans. Las variables se almacenan en el workspace que se puede ver a la
izquierda de la Figura1.
• Matlab tiene tres características muy importantes que lo diferencian de otros lenguajes:
1. Las variables no necesitan ser previamente declaradas.
2. Contiene una gran colección de funciones matemáticas con un número de argumentos no
necesariamente el mismo.
3. El tipo de dato fundamental son vectores y matrices de números complejos almacenados en
aritmética flotante de doble precisión.
• Algunos comentarios generales que siempre se deberán tener en cuenta:
1. Los caracteres mayúsculos y minúsculos no son equivalentes.
2. Un punto y coma al final de un comando suprime la salida por pantalla.
3. Los ( ) y [ ] no son intercambiables.
TIPOS DE DATOS
EN MATLAB
• MATLAB es un entorno pensando para
trabajar con vectores y matrices. Por
ello, tanto el propio programa como la
sintaxis de los comandos que se
introducen están optimizados para este
tipo de objetos.
• MATLAB también permite representar
tipos de datos escalares, como números
enteros, números reales (en formato de
coma flotante de doble precisión),
variables booleanas y números
complejos. Ejemplo:
Escalares
Números complejos
VARIABLES
EN MATLAB
• Los nombres de variables en
MatLab deben comenzar por una
letra. El resto de los caracteres
pueden ser letras, dígitos o
subrayados. Únicamente son
importantes los 63 primeros
caracteres para la versión 7.
• Matlab distingue entre mayúsculas
y minúsculas. Ejemplo:
Área es diferente área y AREA
VARIABLES
PREDEFINIDAS
NOMBRE SIGNIFICADO
Pi TT
Inf Infinito
NaN Not a number
i,j Imaginario
FORMATOS
DE SALIDA
• La función format cambia la
precisión de los datos de salida.
Matlab, presenta valores de
acuerdo a un formato, el que por
defecto es format short; existen
otros.
COMANDOS VALOR DE pi
Long 3.14159265358979
Short e 3.1416e+000
Long e 3.1415926535897e+000
Hex 400921fb54442d18
Bank 3.14
+ +
Rat 355/113
Short 3.1416
COMANDOS PARA
MOSTRAR DATOS
Comando disp.
• Este comando se utiliza para
visualizar un texto o contenido de
una variable sin mostrar su
nombre. El formato de este
comando es:
• disp (nombre de variable) o disp
(‘Mensaje’)
• Cada vez que se ejecuta el
comando disp, la salida aparece
en una nueva línea. Por ejemplo:
Utilización del comando disp para
Visualizar un mensaje en pantalla
Se asigna un valor de 15 a la variable x
Se utiliza el comando disp para visualizar el contenido de la variable
Visualización de la variable nombre
COMANDO FPRINTF
• El comando fprintf se utiliza para visualizar salidas de programas (texto y datos) en la pantalla,
o bien para almacenarlas en un fichero. Con este comando, y a diferencia de disp. La salida
puede tener un formato preestablecido. En este caso se pueden combinar texto y resultados
numéricos provenientes de cálculos o variables predefinidas en la misma línea. Además, el
formato de los números se puede controlar directamente con este comando.
• Gracias a su expresividad, el comando fprintf es útil en la visualización de salidas, pero esta
misma razón hace que este comando sea un tanto complejo y con una sintaxis larga en algunos
casos. Para evitar cualquier confusión, vamos a presentar este comando gradualmente. Primero
veremos como utilizar fprintf para visualizar mensajes de texto para después ver cómo podemos
combinar números y cadenas en la salida.
USO DEL
COMANDO
FPRINTF PARA
VISUALIZAR
MENSAJES DE
TEXTO:
• Para la visualización de texto, el comando
fprintf se utiliza de la forma:
• fprintf (‘Mensaje en forma de cadena’)
• Por ejemplo:
Carácter n, hace que pasa a la línea siguiente el
mensaje que esta delante de él carácter
• Con el comando fprintf es posible empezar una nueva línea e indicarlo en la mitad de la
cadena que se introduce como parámetro. Esto se hace insertando n antes del carácter
que va empezar en la línea siguiente.
• Al carácter n se le denomina carácter de escape. Es uno de los caracteres utilizados
para controlar la salida. Además, existen estos otros caracteres de escape que pueden
ser insertados dentro de una cadena:
b Carácter de borrado
t Tabulación horizontal.
UTILIZACIÓN DEL
COMANDO FPRINTF
PARA VISUALIZAR
DATOS Y TEXTOS
JUNTOS:
• Para visualizar texto y datos (valores de
variables) juntos, el comando fprintf
debe utilizarse siguiendo la sintaxis:
• fprintf (‘Texto %-5.4f texto adicional’,
nombre_variable)
• Ejemplo:
El símbolo % marca del lugar donde se
insertará el número dentro del texto.
- 5.4f Elementos de formato
- Flag o bandera (opcional)
5.4 Ancho de campo y precisión (opcional)
f Carácter de conversión (obligatorio)
nombre variable, Nombre de variable cuyo valor
será visualizado (R)
El Flag o bandera, cuyo carácter es opcional,
puede ser uno de los siguientes:
Carácter Utilizado para la Bandera Descripción
- (sino menos)
+ (signo más)
0 (cero)
Justificación izquierda del numero dentro del campo
Visualiza carácter de signo (+ o -) delante del campo
Añade ceros si el numero es mas pequeño que el
campo
La especificación del ancho y precisión del campo (5.4 en el ejemplo anterior) es opcional.
El primer número (5 en nuestro ejemplo) es el ancho de campo, el cual nos indica el menor
número de dígitos en la visualización.
Si el número que se visualiza es menor que el ancho de campo, se añadirán ceros o espacios
delante del número en cuestión. La precisión se corresponde con el segundo número, y
especifica el número de dígitos que se mostrarán a la derecha del punto decimal.
El último elemento es el correspondiente al formato de conversión. Este es obligatorio.
A continuación se muestran los caracteres de conversión más utilizados:
e Notación exponencial en minúsculas
E Notación exponencial en mayúsculas
f Notación de punto fijo
g Representación en formato corto de las
notaciones e o f
G Representación en formato corto de
Las notaciones e o f
i Entero
Se puede obtener información adicional sobre estos y otros formatos utilizando
la ayuda de matlab, en el menú help (ayuda).
Comando para ingresar datos
por teclado:
input
nombre variable=input(‘mensaje
que se muestra en la ventana de
comandos’)
ejemplo:
COMANDOS PARA
INGRESAR DATOS
FUNCIONES MATEMÁTICAS
ELEMENTALES QUE
OPERAN DE MODO
ESCALAR
• Estas funciones, que comprenden
las funciones matemáticas
trascendentales y otras funciones
básicas, actúan sobre cada
elemento de la matriz como si se
tratase de un escalar.
• Se aplican de la misma forma a
escalares, vectores y matrices.
Algunas de las funciones de este
grupo son las siguientes:
ELABORACIÓN DE UN
PROGRAMA (FICHERO
SCRIPT) EN MATLAB
• Como se muestra en la Figura,
en El menú File escoger New y
luego M-File
Al presionar en M-File se muestra la
siguiente Venta de Edición
En la cual podremos escribir el Programa que deseemos,
en otras palabras un conjunto de instrucciones de matlab
para poder resolver un problema determinado
COMENTARIOS
EN MATLAB
• Los comentarios deben ir precedidos
por % o, lo que es lo mismo, MATLAB
ignora todo lo que vaya precedido
por el símbolo %.
Ejemplo
• Ingresar la base y la altura de un
Rectángulo y reportar el área, el
perímetro y la diagonal.
Una vez escrito el programa se graba con el nombre de
rectángulo generando un archivo que puede ser llamada
desde la ventana de comandos. Se debe escribir
rectángulo y presionar enter
Ejecución del programa rectángulo
El programa se ejecuta y pide el valor de la base del
rectángulo se ingresa un numero por ejemplo 3 y se
presiona enter, luego pide el valor de la altura se ingresa otro
numero por ejemplo 4 y se presiona enter, luego el programa
reporta el valor del área, el perímetro y la diagonal como se
muestra en la Figura
ESTRUCTURAS
SECUENCIALES
• Son estructuras de
programas que cuando
se ejecutan, lo hacen
instrucción por
instrucción, en orden de
manera secuencial.
Programa para calcular el área y la longitud de la circunferencia
EJECUCIÓN EN LA
VENTANA DE
COMANDOS
Ejecución del programa circulo
Programa de conversión de radianes a
grados sexagesimales
EJECUCIÓN EN
LA VENTANA DE
COMANDOS
Ejecución del programa de conversión
Programa para calcular el promedio de tres
números enteros
Ejecución del programa para calcular promedio
Programa de cuadrado
Ejecución del programa de un cuadrado
Programa de periodo de tiempo
Ejecución del programa de periodo de tiempo
Programa para calcular el interés generado
por un capital
Ejecución del programa de interés
Enunciado del problema de un triangulo
Programa para calcular ángulos de un triangulo
Ejecución del programa
PRACTICA N.º 2
1. Hacer un programa para calcular el área de un triángulo dada la base y la altura.
2. Escriba un programa que lea un número y escriba su cuadrado.
3. Determinar el volumen de un cilindro cuyas dimensiones radio y altura se leen desde el teclado.
4. Determinar la hipotenusa de un triángulo rectángulo si se ingresan las longitudes de los catetos.
5. Hacer un programa para que se ingresen 2 números y reporte su suma, resta y multiplicación.
6. Calcular el perímetro, el área y la diagonal de un rectángulo si se ingresan los lados.
7. Hacer un programa que se ingrese una temperatura en grados centígrados (° C) y la reporte en
grados Fahrenheit ( ° F) F = 9/5 C + 32
8. Hacer un programa para convertir metros a pies y pulgadas. metro = 39.37 pulgadas. 1 metro =
3.2 pies.
9. Hacer un programa que intercambie el valor de 2 variables numéricas.
10.Hacer un programa para hallar la ganancia de la venta de un producto. Se debe ingresar el
precio de costo, precio de venta. Se debe reportar la ganancia.
a) Hacer un programa para que se ingrese una cantidad en kilos y reporte su equivalencia en
libras. 1 kilo = 2.2 libras
b) Calcular el salario neto de un trabajador. Se debe leer el nombre, horas trabajadas, precio de la
hora y sabiendo que los impuestos aplicados son el 10 por ciento sobre el salario bruto.
c) Calcular la altura que cae un objeto. Se debe ingresar el tiempo recorrido en segundos.
d) Calcular la presión de un gas en un recipiente. Se debe ingresar la temperatura (° C), el número
de moles n y el volumen (Lts).
e) Calcular el espacio recorrido por un móvil. Ingresar Velocidad inicial (m/seg.), tiempo (seg.) y
aceleración (m/seg2).

MaTLAB - MN-2DA SESION.pptx

  • 1.
    UNIVERSIDAD NACIONAL DETRUJILLO FACULTAD INGENIERIA QUIMICA EAP. INGENIERIA AMBIENTAL CURSO. METODOS NUMERICOS TUTOR. ING. ANTONIO M. OTOYA ZELADA FILIAL. SANTIAGO DE CHUCO
  • 2.
    MATLAB • Matlab esla abreviatura de Matrix Laboratory (laboratorio de matrices). Creado en 1984 por The MathWorks, es un software de cálculo muy usado en universidades, centros de investigación y por ingenieros. • En los últimos años ha incluido muchas más capacidades, como la de programar directamente procesadores digitales de señal, crear código, etc. Ventana del Espacio de Trabajo y Ventana del Directorio Actual de Trabajo Ventana de historial de Comandos utilizados Ventana de Comandos Prompt
  • 3.
    • Matlab esun sistema interactivo, cuando se arranca en un ordenador aparece en la pantalla la Figura 1 a cuya derecha se encuentra la ventana de comandos. • Cuando se escribe después del prompt >> el nombre del comando y se presiona la tecla 'enter', el sistema ejecuta la instrucción y si no le ha asignado un nombre concreto lo guardará en una nueva variable llamada ans. Las variables se almacenan en el workspace que se puede ver a la izquierda de la Figura1. • Matlab tiene tres características muy importantes que lo diferencian de otros lenguajes: 1. Las variables no necesitan ser previamente declaradas. 2. Contiene una gran colección de funciones matemáticas con un número de argumentos no necesariamente el mismo. 3. El tipo de dato fundamental son vectores y matrices de números complejos almacenados en aritmética flotante de doble precisión. • Algunos comentarios generales que siempre se deberán tener en cuenta: 1. Los caracteres mayúsculos y minúsculos no son equivalentes. 2. Un punto y coma al final de un comando suprime la salida por pantalla. 3. Los ( ) y [ ] no son intercambiables.
  • 4.
    TIPOS DE DATOS ENMATLAB • MATLAB es un entorno pensando para trabajar con vectores y matrices. Por ello, tanto el propio programa como la sintaxis de los comandos que se introducen están optimizados para este tipo de objetos. • MATLAB también permite representar tipos de datos escalares, como números enteros, números reales (en formato de coma flotante de doble precisión), variables booleanas y números complejos. Ejemplo: Escalares Números complejos
  • 5.
    VARIABLES EN MATLAB • Losnombres de variables en MatLab deben comenzar por una letra. El resto de los caracteres pueden ser letras, dígitos o subrayados. Únicamente son importantes los 63 primeros caracteres para la versión 7. • Matlab distingue entre mayúsculas y minúsculas. Ejemplo: Área es diferente área y AREA
  • 6.
    VARIABLES PREDEFINIDAS NOMBRE SIGNIFICADO Pi TT InfInfinito NaN Not a number i,j Imaginario
  • 7.
    FORMATOS DE SALIDA • Lafunción format cambia la precisión de los datos de salida. Matlab, presenta valores de acuerdo a un formato, el que por defecto es format short; existen otros. COMANDOS VALOR DE pi Long 3.14159265358979 Short e 3.1416e+000 Long e 3.1415926535897e+000 Hex 400921fb54442d18 Bank 3.14 + + Rat 355/113 Short 3.1416
  • 9.
    COMANDOS PARA MOSTRAR DATOS Comandodisp. • Este comando se utiliza para visualizar un texto o contenido de una variable sin mostrar su nombre. El formato de este comando es: • disp (nombre de variable) o disp (‘Mensaje’) • Cada vez que se ejecuta el comando disp, la salida aparece en una nueva línea. Por ejemplo: Utilización del comando disp para Visualizar un mensaje en pantalla Se asigna un valor de 15 a la variable x Se utiliza el comando disp para visualizar el contenido de la variable Visualización de la variable nombre
  • 10.
    COMANDO FPRINTF • Elcomando fprintf se utiliza para visualizar salidas de programas (texto y datos) en la pantalla, o bien para almacenarlas en un fichero. Con este comando, y a diferencia de disp. La salida puede tener un formato preestablecido. En este caso se pueden combinar texto y resultados numéricos provenientes de cálculos o variables predefinidas en la misma línea. Además, el formato de los números se puede controlar directamente con este comando. • Gracias a su expresividad, el comando fprintf es útil en la visualización de salidas, pero esta misma razón hace que este comando sea un tanto complejo y con una sintaxis larga en algunos casos. Para evitar cualquier confusión, vamos a presentar este comando gradualmente. Primero veremos como utilizar fprintf para visualizar mensajes de texto para después ver cómo podemos combinar números y cadenas en la salida.
  • 11.
    USO DEL COMANDO FPRINTF PARA VISUALIZAR MENSAJESDE TEXTO: • Para la visualización de texto, el comando fprintf se utiliza de la forma: • fprintf (‘Mensaje en forma de cadena’) • Por ejemplo: Carácter n, hace que pasa a la línea siguiente el mensaje que esta delante de él carácter
  • 12.
    • Con elcomando fprintf es posible empezar una nueva línea e indicarlo en la mitad de la cadena que se introduce como parámetro. Esto se hace insertando n antes del carácter que va empezar en la línea siguiente. • Al carácter n se le denomina carácter de escape. Es uno de los caracteres utilizados para controlar la salida. Además, existen estos otros caracteres de escape que pueden ser insertados dentro de una cadena: b Carácter de borrado t Tabulación horizontal.
  • 13.
    UTILIZACIÓN DEL COMANDO FPRINTF PARAVISUALIZAR DATOS Y TEXTOS JUNTOS: • Para visualizar texto y datos (valores de variables) juntos, el comando fprintf debe utilizarse siguiendo la sintaxis: • fprintf (‘Texto %-5.4f texto adicional’, nombre_variable) • Ejemplo: El símbolo % marca del lugar donde se insertará el número dentro del texto. - 5.4f Elementos de formato - Flag o bandera (opcional) 5.4 Ancho de campo y precisión (opcional) f Carácter de conversión (obligatorio) nombre variable, Nombre de variable cuyo valor será visualizado (R) El Flag o bandera, cuyo carácter es opcional, puede ser uno de los siguientes:
  • 14.
    Carácter Utilizado parala Bandera Descripción - (sino menos) + (signo más) 0 (cero) Justificación izquierda del numero dentro del campo Visualiza carácter de signo (+ o -) delante del campo Añade ceros si el numero es mas pequeño que el campo La especificación del ancho y precisión del campo (5.4 en el ejemplo anterior) es opcional. El primer número (5 en nuestro ejemplo) es el ancho de campo, el cual nos indica el menor número de dígitos en la visualización. Si el número que se visualiza es menor que el ancho de campo, se añadirán ceros o espacios delante del número en cuestión. La precisión se corresponde con el segundo número, y especifica el número de dígitos que se mostrarán a la derecha del punto decimal. El último elemento es el correspondiente al formato de conversión. Este es obligatorio. A continuación se muestran los caracteres de conversión más utilizados:
  • 15.
    e Notación exponencialen minúsculas E Notación exponencial en mayúsculas f Notación de punto fijo g Representación en formato corto de las notaciones e o f G Representación en formato corto de Las notaciones e o f i Entero Se puede obtener información adicional sobre estos y otros formatos utilizando la ayuda de matlab, en el menú help (ayuda).
  • 16.
    Comando para ingresardatos por teclado: input nombre variable=input(‘mensaje que se muestra en la ventana de comandos’) ejemplo: COMANDOS PARA INGRESAR DATOS
  • 17.
    FUNCIONES MATEMÁTICAS ELEMENTALES QUE OPERANDE MODO ESCALAR • Estas funciones, que comprenden las funciones matemáticas trascendentales y otras funciones básicas, actúan sobre cada elemento de la matriz como si se tratase de un escalar. • Se aplican de la misma forma a escalares, vectores y matrices. Algunas de las funciones de este grupo son las siguientes:
  • 18.
    ELABORACIÓN DE UN PROGRAMA(FICHERO SCRIPT) EN MATLAB • Como se muestra en la Figura, en El menú File escoger New y luego M-File Al presionar en M-File se muestra la siguiente Venta de Edición En la cual podremos escribir el Programa que deseemos, en otras palabras un conjunto de instrucciones de matlab para poder resolver un problema determinado
  • 19.
    COMENTARIOS EN MATLAB • Loscomentarios deben ir precedidos por % o, lo que es lo mismo, MATLAB ignora todo lo que vaya precedido por el símbolo %. Ejemplo • Ingresar la base y la altura de un Rectángulo y reportar el área, el perímetro y la diagonal. Una vez escrito el programa se graba con el nombre de rectángulo generando un archivo que puede ser llamada desde la ventana de comandos. Se debe escribir rectángulo y presionar enter
  • 20.
    Ejecución del programarectángulo El programa se ejecuta y pide el valor de la base del rectángulo se ingresa un numero por ejemplo 3 y se presiona enter, luego pide el valor de la altura se ingresa otro numero por ejemplo 4 y se presiona enter, luego el programa reporta el valor del área, el perímetro y la diagonal como se muestra en la Figura
  • 21.
    ESTRUCTURAS SECUENCIALES • Son estructurasde programas que cuando se ejecutan, lo hacen instrucción por instrucción, en orden de manera secuencial. Programa para calcular el área y la longitud de la circunferencia
  • 22.
    EJECUCIÓN EN LA VENTANADE COMANDOS Ejecución del programa circulo Programa de conversión de radianes a grados sexagesimales
  • 23.
    EJECUCIÓN EN LA VENTANADE COMANDOS Ejecución del programa de conversión Programa para calcular el promedio de tres números enteros Ejecución del programa para calcular promedio
  • 24.
    Programa de cuadrado Ejecucióndel programa de un cuadrado Programa de periodo de tiempo Ejecución del programa de periodo de tiempo
  • 25.
    Programa para calcularel interés generado por un capital Ejecución del programa de interés
  • 26.
    Enunciado del problemade un triangulo Programa para calcular ángulos de un triangulo Ejecución del programa
  • 27.
    PRACTICA N.º 2 1.Hacer un programa para calcular el área de un triángulo dada la base y la altura. 2. Escriba un programa que lea un número y escriba su cuadrado. 3. Determinar el volumen de un cilindro cuyas dimensiones radio y altura se leen desde el teclado. 4. Determinar la hipotenusa de un triángulo rectángulo si se ingresan las longitudes de los catetos. 5. Hacer un programa para que se ingresen 2 números y reporte su suma, resta y multiplicación. 6. Calcular el perímetro, el área y la diagonal de un rectángulo si se ingresan los lados. 7. Hacer un programa que se ingrese una temperatura en grados centígrados (° C) y la reporte en grados Fahrenheit ( ° F) F = 9/5 C + 32 8. Hacer un programa para convertir metros a pies y pulgadas. metro = 39.37 pulgadas. 1 metro = 3.2 pies. 9. Hacer un programa que intercambie el valor de 2 variables numéricas. 10.Hacer un programa para hallar la ganancia de la venta de un producto. Se debe ingresar el precio de costo, precio de venta. Se debe reportar la ganancia.
  • 28.
    a) Hacer unprograma para que se ingrese una cantidad en kilos y reporte su equivalencia en libras. 1 kilo = 2.2 libras b) Calcular el salario neto de un trabajador. Se debe leer el nombre, horas trabajadas, precio de la hora y sabiendo que los impuestos aplicados son el 10 por ciento sobre el salario bruto. c) Calcular la altura que cae un objeto. Se debe ingresar el tiempo recorrido en segundos. d) Calcular la presión de un gas en un recipiente. Se debe ingresar la temperatura (° C), el número de moles n y el volumen (Lts). e) Calcular el espacio recorrido por un móvil. Ingresar Velocidad inicial (m/seg.), tiempo (seg.) y aceleración (m/seg2).