MATLAB – Con Aplicaciones a la Ingeniería, Física y Finanzas 2ª Ed

En esta obra se presentan a nivel básico, medio y avanzado, las herramientas con que cuenta MATLAB para desarrollar cómputo numérico, matemáticas simbólicas, visualización gráfica, programas, interfases gráficas, programación orientada a objetos, intercambio de datos entre MATLAB y Excel, animaciones y ejecutables, así como aplicaciones específicas en Ingeniería, Ciencias Básicas y Finanzas.

Novedades En Esta Edición

Esta segunda edición de MATLAB con Aplicaciones a la Ingeniería, Física y Finanzas ha sido enriquecida con nuevos capítulos en Optimización la cual encuentra aplicaciones en muchas áreas de trabajo como la ingeniería industrial, las matemáticas, física, etc.

Otros capítulos nuevos son sobre ecuaciones diferenciales, procesado de imágenes y aplicaciones a la química.

Ventajas Competitivas

El enfoque práctico, el contenido y el material web complementario hacen de este libro un auxiliar extraordinario en el aprendizaje de MATLAB. En particular se tiene que:

Es un libro escrito para tres tipos de lectores: para quienes tienen nulo conocimiento de MATLAB, para quienes poseen los conocimientos básicos del programa y lo que buscan son aplicaciones del mismo, y para los lectores que ya poseen un nivel significativo del desarrollo de las aplicaciones de MATLAB y requieren conocer la forma de hacer desarrollos más sofisticados.

En la página Web del libro se prersentan capítulos adicionales acerca de optimización y simulink.

Conozca

• Las herramientas de programación con que cuenta MATLAB para desarrollar simulaciones y aplicaciones en Ingeniería, Ciencia Básica y Finanzas.

Aprenda

• La forma en que en el ambiente de MATLAB se hacen cálculos numéricos y simbólicos, programas, interfases gráficas, así como programación orientada a objetos, animaciones e intercambio de datos entre MATLAB y Excel.
• Dessarrolle Sus Habilidades Y Capacidades Para
• Aplicaciones en las diferentes áreas de la Ingeniería, Física y Finanzas, utilizando las herramientas descritas y los ejemplos presentados en este texto.

Pr ´ologo XIX
1. Introducci ´on a MATLAB 1
1.1. Introduccion 2 ´
1.2. Computo matem ´ atico 3 ´
1.3. Inicio de MATLAB 4
1.4. Organizacion del libro 4 ´
1.5. Calculos simples 5 ´
1.5.1. Constantes predefinidas 8
1.6. Variables 9
1.7. Cadenas 11
1.8. Respaldo de una sesion 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. Gr´aficas 25
2.1. Introduccion 26 ´
2.2. Graficas en 2 dimensiones 26 ´
2.2.1. Graficacion desde el espacio de trabajo 33 ´
2.3. Opciones de graficas 35 ´
2.4. Otros tipos de graficas 39 ´
2.4.1. Graficas polares 39 ´
2.4.2. Graficas de barras 40

2.4.3. Graficas de escalera 41 ´
2.4.4. Graficas de histograma 42 ´
2.4.5. Grafica de puntos (stem) 42 ´
2.4.6. Grafica de br ´ ujula (compass) 43 ´
2.4.7. Grafica de rose 44 ´
2.4.8. Grafica de pie (pay) 45 ´
2.4.9. Subgraficas (subplots) 46 ´
2.5. Graficas en 3 dimensiones 48 ´
2.5.1. El comando plot3 48
2.5.2. Graficas de malla (mesh) 48 ´
2.5.3. Grafica de superficie (surf) 51 ´
2.5.4. Grafica de contorno (contour y contour3) 54 ´
2.6. Punto de observacion 56 ´
2.7. Resumen 58
2.8. Ejercicios 58
3. Variables y funciones 61
3.1. Introduccion 62 ´
3.2. Variables 62
3.2.1. Variables enteras 64
3.2.2. Variables simbolicas 65 ´
3.2.3. Variables complejas 66
3.3. Funciones 68
3.3.1. Funciones elementales de MATLAB 69
3.4. Operaciones con funciones simbolicas 69 ´
3.4.1. Graficas de funciones 71 ´
3.4.2. Evaluacin 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 ejecucion, hora y fecha 87 ´
3.9. Resumen 90
3.10. Ejercicios 90
4. Matrices y ´algebra lineal 93
4.1. Introduccion 94 ´
4.2. Matrices en MATLAB 95
4.3. Operaciones basicas con matrices 98

4.3.1. Suma y resta de matrices 98
4.3.2. Multiplicacion de matrices 100 ´
4.3.3. Division de matrices 100 ´
4.3.4. Potencias de matrices 101
4.3.5. Polinomio caracter´ıstico 102
4.3.6. Otras operaciones con matrices 102
4.4. Vectores 104
4.4.1. Norma de un vector 107
4.4.2. Generacion de intervalos 108 ´
4.5. Productos escalar y vectorial 109
4.6. Funciones de matrices y vectores 111
4.7. Sistemas de ecuaciones simultaneas 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. C´alculo 123
5.1. Introduccion 124 ´
5.2. L´ımites 124
5.2.1. L´ımites laterales 125
5.3. L´ımites 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. Integracion num ´ erica 138 ´
5.8. Resumen 139
5.9. Ejercicios 139
6. Programaci ´on con MATLAB 141
6.1. Introduccion 142 ´
6.2. Creacion de archivos-m 142 ´
6.3. Instrucciones basicas de programaci ´ on 145 ´
6.3.1. La instruccion if-end 145 ´
6.3.2. La instruccion if-else-end 147 ´
6.3.3. La instruccion elseif 148 ´
6.3.4. La instruccion switch-case 149

6.3.5. La instruccion for 151 ´
6.3.6. La instruccion while 153 ´
6.4. Funciones 154
6.5. Variables de funciones 157
6.5.1. Variables globales 160
6.5.2. La instruccion 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 informacion en un archivo 166 ´
6.7.1. Escritura y lectura de datos con formato 167
6.8. Resumen 171
6.9. Ejercicios 171
7. T ´opicos adicionales de programaci ´on con MATLAB 173
7.1. Introduccion 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. Documentacion de archivos-m desde MATLAB 178 ´
7.4. Animaciones en MATLAB 183
7.5. Resumen 185
7.6. Ejercicios 186
8. Programaci ´on Orientada a Objetos en MATLAB 187
8.1. Introduccion 188 ´
8.2. El paradigma de la programacion orientada a objetos 188 ´
8.3. Clases en MATLAB 189
8.3.1. Creacion y uso de la clase Mi ´ Fraccion 191
8.3.2. Declaracion 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. Metodos p ´ ublicos y privados 199 ´
8.3.7. Sobre escritura de metodos (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. Interfases gr´aficas y archivos ejecutables 211
9.1. Introduccion 212 ´
9.2. Creacion 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 creacion de GUIs 216 ´
9.4. Creacion de archivos ejecutables 234 ´
9.5. Resumen 239
9.6. Ejercicios 239
10. Ecuaciones Diferenciales Ordinarias y Parciales 241
10.1. Introduccion 242 ´
10.2. Ecuaciones diferenciales ordinarias 242
10.3. Solucion num ´ erica de ecuaciones diferenciales 245 ´
10.4. Ecuaciones diferenciales parciales 249
10.5. Solucion de EDP en MATLAB 250 ´
10.6. La toolbox de EDP 256
10.7. Resumen 259
10.8. Bibliograf´ıa 260
11. Aplicaciones en F´ısica 261
11.1. Introduccion 262 ´
11.2. Tiro parabolico 262 ´
11.3. Tiro parabolico considerando la resistencia del aire 265 ´
11.4. Pendulo simple 267 ´
11.5. Sistema masa-resorte-amortiguador 269
11.6. Descenso de un paracaidista 271
11.7. Calculo de la ´ orbita de un planeta 273 ´
11.8. Campo electrico de una carga puntual 275 ´
11.9. Campo magnetico de un alambre con cd 278 ´
11.10. Patron de difracci ´ on 280 ´
11.11. Resumen 282
12. Aplicaciones en Optimizaci ´on 283
12.1. Introduccion 284 ´
12.2. Conceptos de optimizacion 284

12.2.1. Parametros, variables y funciones 285 ´
12.3. Formato general del proceso de optimizacion 286 ´
12.4. Optimizacion con MATLAB 287 ´
12.4.1. Funciones disponibles 287
12.5. Ejemplos 289
12.6. Resumen 303
12.7. Ejercicios 304
12.8. Bibliograf´ıa 305
13. Aplicaciones en la Ingenier´ıa 307
13.1. Introduccion 308 ´
13.2. Aplicaciones en senales y sistemas 308 ˜
13.3. Aplicaciones en Procesado Digital de Senales 312 ˜
13.4. Aplicaciones en Ingenier´ıa de Alimentos 316
13.5. Aplicaciones en Ingenier´ıa Civil 320
13.6. Aplicaciones en Ingenier´ıa Mecanica 327 ´
13.7. Bibliograf´ıa 333
14. Procesado de im ´agenes 335
14.1. Introduccion 336 ´
14.2. Lectura y escritura de imagenes 338 ´
14.3. Resolucion de las im ´ agenes 339 ´
14.4. Filtrado espacial 341
14.5. Transformada discreta de Fourier en dos dimensiones 343
14.6. Procesado de imagenes de color 345 ´
14.7. Procesado morfologico 347 ´
14.8. Resumen 352
14.9. Bibliograf´ıa 352
15. Aplicaciones en Finanzas 353
15.1. Introduccion 354 ´
15.2. Interes 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 Analisis de Black-Scholes 365 ´
15.7. Opciones Americanas 367
15.7.1. Metodo de Diferencia Finita 367 ´
15.8. Resumen 369

15.9. Bibliograf´ıa 369
15.10.Apendice 370 ´
16. Aplicaciones en Qu´ımica 373
16.1. Introduccion 374 ´
16.2. Calculo de los coeficientes estequiom ´ etricos 374 ´
16.3. Calculo de los coeficientes estequiom ´ etricos y conservaci ´ on de la carga 375 ´
16.4. Conduccion de calor en una placa 378 ´
16.5. Comportamiento de un compuesto qu´ımico 379
16.6. Transferencia de masa 380
16.7. Solucion de un sistema de reacci ´ on qu ´ ´ımica 382
16.8. Proceso de fermentacion 385 ´
16.9. Transferencia de calor usando la interface de EDP 386
16.10. Conclusiones 389
16.11. Bibliograf´ıa 390
Ap´endice 391
´Indice Anal´ıtico 403