FIC MATLAB 2017-1

Informações Básicas

Professores: Diego da Silva de Medeiros e Roberto Wanderley da Nóbrega

Início: 06/Mar/2017

Término: 15/Mai/2017

Horário: Segundas e quartas, das 19h às 22h

Referência Básica: PALM, William J. Introdução ao MATLAB para engenheiros. Tradução de Tales Argolo Jesus. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. xiv, 562, il. ISBN 9788580552041
Referência Complementar: MORAIS, V.. VIEIRA, C. MATLAB Curso Completo. FCA, 2013. 644. ISBN 9727227058

Conteúdos Abordados

Aula 1

06/Mar - Apresentação da disciplina, professores e alunos; Interface do MATLAB e operadores; Utilização básica (comandos help, clear, …);

Janela de comandos; Inserindo comandos na Command Window; Utilização do ponto e vírgula (;) para não aparecer na Command Window; Variável ans; Operadores: Símbolo Operação Forma no Matlab ^ Exponenciação: $a^{b}$ a^b * Multiplicação: $ab$ a*b / Divisão à direita: ${\frac {a}{b}}$ a/b \ Divisão à esquerda: ${\frac {b}{a}}$ a\b + Adição: $a+b$ a+b - Subtração: $a-b$ a-b Lista de Exercícios: Exemplos de help e lookfor; Usando o arquivo .m (m file); Limpeza: Comando clear all para apagar todas variáveis; Comando clc para apagar texto na Command Window; Variáveis e constantes especiais: Comandos Descrições ans Variável temporária que contém a resposta mais recente. eps Verifica a acurácia da precisão do ponto flutuante. 1i,1j A unidade imaginária ${\sqrt {-1}}$. Inf Infinito. NaN Indica um resultado numérico indefinido. pi O número $\pi$.

Aula 2

08/Mar - Formatos de exibição; Definições de vetores e matrizes; Funções matemáticas; Plots

Formatos de exibição Comando Descrição e exemplo format short Quatro dígitos decimais (padrão); 13.6745 format long 16 dígitos; 17.27484029463547 format short e Cinco dígitos (quatro decimais) mais o expoente; 6.3792e+03 format long e 16 dígitos (15 decimais) mais o expoente; 6.379243784781294e-04 format bank Dois dígitos decimais; 126.73 format + Positivo, negativo ou zero; + format rat Aproximação racional; 43/7 format compact Suprime algumas linhas em branco format loose Restabelece o modo de exibição menos compacto Vetores e matrizes Definições de vetores Definições de matrizes Comando length e size Arranjo de vetor utilizando dois pontos (:) Definição de passo Criação de vetor igualmente espaçamento: linear (linspace) e logarítmico (logspace) Definições de matrizes eye, zeros e ones Usando length e size na criação de matrizes Transposição de vetor ou matriz com o apóstrofo ( .' ) Operações Soma e diferença de matrizes Produto matricial Produto e divisão elemento a elemento de matrizes Potenciação Comandos sum e prod Norma (norm), máximo (max) e mínimo (min) Cálculo de determinante (det) e inversa (inv) de uma matriz Funções Matemáticas Função Sintaxe no Matlab $e^{x}$ exp(x) ${\sqrt {x}}$ sqrt(x) ln x log(x) $\log _{10}x$ log10(x) $\log _{2}x$ log2(x) cos x cos(x) sen x sin(x) tan x tan(x) cos-1x acos(x) sen-1x asin(x) tan-1x atan(x) utilizando d após as funções sin, cos e tan e suas inversas, faz o cálculo em graus Plots: Comandos plot, stem e bar de uma função Comando hold on para manter a curva no gráfico Comando grid on para mostrar linhas em forma de grade Nomes aos eixos com xlabel e ylabel Comando title Tipos de axis: Escala automática, equal, square e definido manualmente Códigos executados na aula

Aula 3

13/Mar - Plots; Indexação de vetores e matrizes

Revisão plots: Comandos plot, stem e bar de uma função Comando hold on para manter a curva no gráfico Comando grid on para mostrar linhas em forma de grade Nomes aos eixos com xlabel e ylabel Comando title Tipos de axis: Escala automática, equal, square e definido manualmente Outros comandos relacionados a plotagem: Comando figure Comando subplot Comando legend Comando close all para fechar todas figuras Comando fplot e comparação com plot Especificadores de linha, cores e marcadores: Tipo de linha Símbolo Sólida (padrão) - Tracejada -- Tracejada com pontos -. Com pontos : Cores Símbolo Preto k Azul b Ciano c Verde g Magenta m Vermelho r Branco w Amarelo y Marcadores de dados Símbolo Ponto . Asterisco * Cruz x Círculo o Adição + Quadrado s Losango d Triângulo apontando pra cima ^ Triângulo apontando pra baixo v Triângulo apontando pra direita > Triângulo apontando pra esquerda < Estrela de 5 pontas p Estrela de 6 pontas h Exercícios Faça o plot de cada uma das funções matemáticas vistas na aula passada. Use cores, hold on, subplots, etc. Exercício: Plotar a função $f(x)=x^{2}+x-2$ de -4 até 4 e encontrar as raízes por Bhaskara. Resolver os exercícios abaixo Exercício (livro - T5.1-2 p. 224): Utilize o comando fplot para investigar a função $\tan(\cos(x))-\sin(\tan(x))$ para $0\leq x\leq 2\pi$. Quantos valores de $x$ aproximadamente são necessários para que seja obtida a mesma plotagem utilizando-se o comando plot? Exercício: Fazer o plot de um sinal de tensão x tempo, como da figura abaixo: de $t=1s$ até $t=63s$ → função seno: $\sin(2\pi t/63)$ de $t=64s$ até $t=80s$ → 0 de $t=81s$ até $t=100s$ → 1 de $t=101s$ até $t=120s$ → -1 Não esquecer de nomear os eixos. Endereçamento de vetores e matrizes Indexação de um elemento Índice Subscrito Submatrizes Índice Subscrito Indexação/submatrizes do lado esquerdo vs do lado direito Palavra-chave end Exclusão de linha ou coluna Exercícios Resolver os exercícios abaixo Códigos executados na aula

Aula 4

15/Mar - Aula de exercícios
Aula dedicada à execução dos exercícios das aulas anteriores. Código de série de Fourier de uma onda quadrada

Aula 5

20/Mar - Endereçamento lógico; Concatenação de matrizes; Entrada/Saída de dados; Polinômios; Estruturas; Células

Endereçamento de vetores e matrizes Lógico Concatenação de vetores e matrizes Comandos sort e find Comandos mean, ceil, floor e round Exercício (livro - 16 p. 101): A tabela a seguir mostra o salário por hora, as horas de trabalho e a produção (número de dispositivos produzidos) em uma semana para cinco fabricantes de dispositivos. Trabalhador 1 Trabalhador 2 Trabalhador 3 Trabalhador 4 Trabalhador 5 Salário por hora ($) 5,00 5,50 6,50 6,00 6,25 Horas de trabalho (h) 40 43 37 50 45 Produção (dispositivos) 1000 1100 1000 1200 1100 Utilize o MATLAB para responder essas questões: a) Quanto cada trabalhador lucrou na semana? b) Qual foi o salário total pago? c) Quantos dispositivos foram fabricados? d) Qual é o custo médio para se produzir um dispositivo? e) Quantas horas são necessárias, em média, para se produzir um dispositivo? f) Assumindo que a produção de cada trabalhador tenha a mesma qualidade, qual trabalhador é o mais eficiente? Qual é o menos eficiente? Produto escalar (dot) e produto vetorial (cross) de dois vetores Exercício: Calcule o produto vetorial e escalar dos vetores: ${\overrightarrow {a}}=2{\overrightarrow {i}}+3{\overrightarrow {j}}-2{\overrightarrow {k}}$ ${\overrightarrow {b}}=-3{\overrightarrow {i}}-5{\overrightarrow {k}}$ Polinômios Representação de polinômios a partir de vetores Comandos polyval, poly e roots Multiplicação de polinômios (conv) Divisão de polinômios (deconv), com ou ser resto Comandos polyder e polyint Exemplo: Livro página 88 Resolver os exercícios abaixo

Aula 6

30/Ago - Texto; Entrada e saída; Estruturas; Células; Operadores; Scripts; Controle de fluxo de dados

Trabalhando com texto Entrada/Saída de dados e Texto Comando input para entrada de dados Comando disp e num2str Exercício: Criar uma calculadora de IMC com perguntas (input) para massa e altura, aparecendo na sequência o resultado Arranjo de células: texto e números Comando celldisp e cellplot Estruturas Criando estruturas com o operador "." Criando estruturas com o comando struct Comando isfield para identificar se um campo existe ou não Comando rmfield para remover campo da estrutura Operadores: Operadores relacionais: Operador relacional Significado < Menor que <= Menor ou igual a > Maior que >= Maior ou igual a == Igual a ~= Não é igual a Operadores lógicos: Operador Nome && E $||$ OU Uso de scripts (arquivo ".m") Controle de fluxo de dados: As sentenças if, else e elseif Exercício: Criar um código que calcula o valor total da compra de algumas unidades de arroz (5kg), feijão (1kg) e café (500g) Condições: O preço unitário do arroz é R$15,00. Se comprar 3 o preço cai para R$14,00 cada O preço unitário do feijão é R$12,00. Se comprar 4 o preço cai para R$11,50 cada O preço unitário do café é R$10,00. Se comprar 3 o preço cai para R$9,25 cada Colocar opção de entrada de dados com input e condição que não existe unidade negativa Estruturas de repetição: Laços for Laços while Função definida pelo usuário no arquivo .m