MATLAB / CON APLICACIONES A LA INGENIERIA , FISICA Y FINANZAS

Prólogo XIX1.
Introducción a MATLAB 1
1.1. Introducción 2
1.2. Cómputo matemático 3
1.3. Inicio de MATLAB 4
1.4. Organización del libro 4
1.5. Cálculos simples 5
1.5.1. Constantes predefinidas 8
1.6. Variables 9
1.7. Cadenas 11
1.8. Respaldo de una sesión y variables 14
1.9. Instrucciones de entrada y salida 17
1.9.1. Salida formateada 18
1.9.2. Entrada de datos 19
1.10. Ayuda de MATLAB 20
1.10.1. El comando lookfor 22
1.10.2. El comando which 23
1.11. Resumen 23
1.12. Ejercicios 23
2. Gráficas 25
2.1. Introducción 26
2.2. Gráficas en 2 dimensiones 26
2.2.1. Graficación desde el espacio de trabajo 33
2.3. Opciones de gráficas 35
2.4. Otros tipos de gráficas 39
2.4.1. Gráficas polares 39
2.4.2. Gráficas de barras 40
2.4.3. Gráficas de escalera 41
2.4.4. Gráficas de histograma 42
2.4.5. Gráfica de puntos (stem) 42
2.4.6. Gráfica de brújula (compass) 43
2.4.7. Gráfica de rosa 44
2.4.8. Gráfica de pastel (pie) 45
2.4.9. Subgráficas (subplots) 46
2.5. Gráficas en 3 dimensiones 48
2.5.1. El comando plot3 48
2.5.2. Gráficas de malla (mesh) 48
2.5.3. Gráfica de superficie (surf) 51
2.5.4. Gráfica de contorno (contour y contour3) 54
2.6. Punto de observación 56
2.7. Resumen 58
2.8. Ejercicios 58
3. Variables y funciones 61
3.1. Introducción 62
3.2. Variables 62
3.2.1. Variables enteras 64
3.2.2. Variables simbólicas 65
3.2.3. Variables complejas 66
3.3. Funciones 68
3.3.1. Funciones elementales de MATLAB 69
3.4. Operaciones con funciones simbólicas 69
3.4.1. Gráficas de funciones 71
3.4.2. Evaluación de funciones con eval y feval 72
3.4.3. La herramienta funtool 73
3.5. Funciones de variable compleja 75
3.6. Polinomios 76
3.7. Ajuste de curvas 83
3.8. Tiempo de ejecución, hora y fecha 87
3.9. Resumen 90
3.10. Ejercicios 90
4. Matrices y álgebra lineal 93
4.1. Introducción 94
4.2. Matrices en MATLAB 95
4.3. Operaciones básicas con matrices 98
4.3.1. Suma y resta de matrices 98
4.3.2. Multiplicación de matrices 100
4.3.3. División de matrices 100
4.3.4. Potencias de matrices 101
4.3.5. Polinomio característico 102
4.3.6. Otras operaciones con matrices 102
4.4. Vectores 104
4.4.1. Norma de un vector 107
4.4.2. Generación de intervalos 108
4.5. Productos escalar y vectorial 109
4.6. Funciones de matrices y vectores 111
4.7. Sistemas de ecuaciones simultáneas 112
4.8. Valores y vectores propios 114
4.9. Estructuras 115
4.10. Arreglos de celdas 117
4.11. Resumen 119
4.12. Ejercicios 120 5. Cálculo 123
5.1. Introducción 124
5.2. Límites 124
5.2.1. Límites laterales 125
5.3. Límites de sucesiones 126
5.4. Continuidad 127
5.5. Derivadas 129
5.6. Integrales 132
5.7. Integrales dobles y triples 136
5.7.1. Integración numérica 138
5.8. Resumen 139
5.9. Ejercicios 139 6. Programación con MATLAB 141
6.1. Introducción 142
6.2. Creación de archivos .m 142
6.3. Instrucciones básicas de programación 145
6.3.1. La instrucción if-end 145
6.3.2. La instrucción if-else-end 147
6.3.3. La instrucción elseif 148
6.3.4. La instrucción switch-case 149
6.3.5. La instrucción for 151
6.3.6. La instrucción while 153
6.4. Funciones 154
6.5. Variables de funciones 157
6.5.1. Variables globales 160
6.5.2. La instrucción return 161
6.5.3. Funciones recursivas 162
6.6. Manejo de archivos 164
6.6.1. Abrir y cerrar archivos 164
6.7. Escritura de información en un archivo 166
6.7.1. Escritura y lectura de datos con formato 167
6.8. Resumen 171
6.9. Ejercicios 171 7. Tópicos adicionales de programación con MATLAB 173
7.1. Introducción 174
7.2. Intercambio de datos entre MATLAB y Excel 174
7.2.1. Lectura en Excel de datos creados en MATLAB 174
7.2.2. Lectura en MATLAB de datos creados en Excel 177
7.3. Documentación de archivos .m desde MATLAB 178
7.4. Animaciones en MATLAB 183
7.5. Resumen 185
7.6. Ejercicios 186 8. Programación Orientada a Objetos en MATLAB 187
8.1. Introducción 188
8.2. El paradigma de la programación orientada a objetos 188
8.3. Clases en MATLAB 189
8.3.1. Creación y uso de la clase MiFraccion 191
8.3.2. Declaración y uso de Setters 192
8.3.3. Herencia 194
8.3.4. Constructor 195
8.3.5. Acceso directo e indirecto a las propiedades 196
8.3.6. Métodos públicos y privados 199
8.3.7. Sobreescritura de métodos (Override) 201
8.3.8. Sobrecarga (Overloading) 201
8.4. Ejemplos 204
8.5. Resumen 209
8.6. Referencias 210
8.7. Ejercicios 210 9. Interfaces gráficas y archivos ejecutables 211
9.1. Introducción 212
9.2. Creación de una GUI en MATLAB 212
9.2.1. Iniciando GUIDE 213
9.2.2. Partes de GUIDE 214
9.2.3. Propiedades de los controles 216
9.3. Ejemplos de creación de GUIs 216
9.4. Creación de archivos ejecutables 234
9.5. Resumen 239
9.6. Ejercicios 239 10. Ecuaciones Diferenciales Ordinarias y Parciales 241
10.1. Introducción 242
10.2. Ecuaciones diferenciales ordinarias 242
10.3. Solución numérica de ecuaciones diferenciales 245
10.4. Ecuaciones diferenciales parciales 249
10.5. Solución de EDP en MATLAB 250
10.6. La toolbox de EDP 256
10.7. Resumen 259
10.8. Bibliografía 260 11. Aplicaciones en Física 261
11.1. Introducción 262
11.2. Tiro parabólico 262
11.3. Tiro parabólico considerando la resistencia del aire 265
11.4. Péndulo simple 267
11.5. Sistema masa-resorte-amortiguador 269
11.6. Descenso de un paracaidista 271
11.7. Cálculo de la órbita de un planeta 273
11.8. Campo eléctrico de una carga puntual 275
11.9. Campo magnético de un alambre con corriente directa 278
11.10. Patrón de difracción 280
11.11. Resumen 282 12. Aplicaciones en Optimización 283
12.1. Introducción 284
12.2. Conceptos de optimización 284
12.2.1. Parámetros, variables y funciones 285
12.3. Formato general del proceso de optimización 286
12.4. Optimización con MATLAB 287
12.4.1. Funciones disponibles 287
12.5. Ejemplos 289
12.6. Resumen 303
12.7. Ejercicios 304
12.8. Bibliografía 305 13. Aplicaciones en la Ingeniería 307
13.1. Introducción 308
13.2. Aplicaciones en señales y sistemas 308
13.3. Aplicaciones en Procesado Digital de Señales 312
13.4. Aplicaciones en Ingeniería de Alimentos 316
13.5. Aplicaciones en Ingeniería Civil 320
13.6. Aplicaciones en Ingeniería Mecánica 327
13.7. Bibliografía 333 14. Procesado de imágenes 335
14.1. Introducción 336
14.2. Lectura y escritura de imágenes 338
14.3. Resolución de las imágenes 339
14.4. Filtrado espacial 341
14.5. Transformada discreta de Fourier en dos dimensiones 343
14.6. Procesado de imágenes de color 345
14.7. Procesado morfológico 347
14.8. Resumen 352
14.9. Bibliografía 352 15. Aplicaciones en Finanzas 353
15.1. Introducción 354
15.2. Interés simple y compuesto y valor acumulado 354
15.3. Flujo de efectivo 357
15.4. El paquete Financial Toolbox 358
15.5. El paquete Financial Derivative Toolbox 363
15.6. El análisis de Black-Scholes 365
15.7. Opciones Americanas 367
15.7.1. Método de Diferencia Finita 367
15.8. Resumen 369
15.9. Bibliografía 369
15.10. Apéndice 370 16. Aplicaciones en Química 373
16.1. Introducción 374
16.2. Cálculo de los coeficientes estequiométricos 374
16.3. Cálculo de los coeficientes estequiométricos y conservación de la carga 375
16.4. Conducción de calor en una placa 378
16.5. Comportamiento de un compuesto químico 379
16.6. Transferencia de masa 380
16.7. Solución de un sistema de reacción química 382
16.8. Proceso de fermentación 385
16.9. Transferencia de calor usando la interfaz de EDP 386
16.10. Conclusiones 389
16.11. Bibliografía 390 Apéndice 391
Índice Analítico 403

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