2-matlab矩阵的代数运算 (1)
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matlab simulink 里的矩阵运算Matlab Simulink 中的矩阵运算矩阵运算是Matlab Simulink 中常用到的一种操作,通过矩阵运算,我们可以进行高效且方便的线性代数计算。
本文将详细介绍Matlab Simulink 中的矩阵运算,并逐步回答与之相关的问题。
一、Matlab Simulink 中的矩阵在Matlab Simulink 中,矩阵是一种经常用到的数据结构。
矩阵是由行和列组成的二维数组,用于存储和处理多个相关数据。
1.1 矩阵的定义和表示在Matlab Simulink 中,可以通过使用方括号"[]" 表示矩阵。
下面是一个简单的例子:A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]这个例子定义了一个3x3 的矩阵A,其中包含了9 个元素。
1.2 矩阵的运算Matlab Simulink 提供了一系列矩阵运算函数,用于执行各种矩阵操作。
下面我们将逐步回答与矩阵运算相关的问题。
问题1:如何计算两个矩阵的加法和减法?答:在Matlab Simulink 中,可以使用"+" 运算符执行矩阵的加法操作,使用"-" 运算符执行矩阵的减法操作。
下面是一个示例代码:A = [1, 2; 3, 4];B = [5, 6; 7, 8];C = A + B 矩阵加法D = A - B 矩阵减法在这个示例中,我们定义了两个2x2 的矩阵A 和B,并计算了它们的加法和减法。
结果存储在矩阵C 和D 中。
问题2:如何计算矩阵的乘法?答:在Matlab Simulink 中,可以使用"*" 运算符执行矩阵的乘法操作。
下面是一个示例代码:A = [1, 2; 3, 4];B = [5, 6; 7, 8];E = A * B 矩阵乘法在这个示例中,我们定义了两个2x2 的矩阵A 和B,并计算了它们的乘法。
matlab中的数学符号与运算MATLAB(Matrix Laboratory)是一种用于数值计算和科学工程应用的高级编程语言和环境。
MATLAB中包含了丰富的数学符号和运算,用于进行矩阵操作、线性代数、微积分等数学计算。
以下是MATLAB中一些常见的数学符号和运算:1. 数学符号:-矩阵:MATLAB 中的基本数据类型是矩阵,可以使用方括号`[]` 来表示。
例如,`A = [1, 2; 3, 4]` 表示一个2x2的矩阵。
-向量:向量可以表示为一维矩阵,例如,`v = [1, 2, 3]` 表示一个包含3个元素的行向量。
-转置:使用单引号`'` 来进行转置操作。
例如,`A'` 表示矩阵A的转置。
-点乘和叉乘:点乘使用`.*`,叉乘使用`.*`。
例如,`A .* B` 表示矩阵A和B的对应元素相乘,`A * B` 表示矩阵A和B的矩阵乘法。
2. 数学运算:-基本算术运算:MATLAB支持基本的算术运算,如加法、减法、乘法和除法。
例如,`result = 2 + 3`。
-元素-wise 运算:MATLAB 支持元素-wise 的运算,即对矩阵或向量中的每个元素进行运算。
例如,`C = A .* B` 表示矩阵A和B的对应元素相乘。
-矩阵操作:MATLAB 提供了许多用于矩阵操作的函数,如`inv`(求逆矩阵)、`det`(求行列式)、`eig`(求特征值)等。
-积分和微分:MATLAB 提供了`int`(积分)和`diff`(微分)等函数,用于进行积分和微分运算。
-方程求解:MATLAB 提供了`solve` 函数,用于求解方程组。
这些是MATLAB中一些常见的数学符号和运算。
MATLAB 的强大之处在于它的矩阵操作能力,使得它非常适用于数学和工程领域的计算和建模。
如果你有特定的数学运算需求,可以查阅MATLAB 的官方文档或在线资源以获取详细信息。
matlab求解矩阵方程算法
求解矩阵方程是线性代数中的一个重要问题,在Matlab中有多种方法可以用来求解矩阵方程。
其中最常用的方法包括直接法和迭代法。
1. 直接法:
a. 逆矩阵法,如果方程为AX=B,其中A是一个可逆矩阵,那么可以通过求解X=A^(-1)B来得到解。
在Matlab中可以使用inv 函数求逆矩阵,然后进行矩阵乘法得到解。
b. 左除法,Matlab中可以使用左除法运算符“\”来求解矩阵方程,即X=A\B。
2. 迭代法:
a. Jacobi迭代法,Jacobi迭代法是一种基本的迭代法,通过不断迭代更新矩阵X的值,直到满足一定的精度要求为止。
在Matlab中可以编写循环来实现Jacobi迭代法。
b. Gauss-Seidel迭代法,类似于Jacobi迭代法,但是每次更新后立即使用最新的值进行计算,可以加快收敛速度。
c. 共轭梯度法,对于对称正定矩阵方程,可以使用共轭梯度法进行求解。
Matlab中提供了conjugateGradient函数来实现共轭梯度法求解矩阵方程。
除了上述方法外,Matlab还提供了一些特定类型矩阵方程的求解函数,比如求解特征值和特征向量的eig函数,求解奇异值分解的svd函数等。
总之,根据具体的矩阵方程类型和求解精度要求,可以选择合适的方法在Matlab中求解矩阵方程。
希望这些信息能够帮助到你。
实验01讲评、参考答案讲评未交实验报告的同学名单数学:6人(11、12级)信科:12-04, 12-22, 13-47批改情况:问题1:不仔细,式子中出错。
问题2:提交的过程不完整。
问题3:使用语句尾分号(;)不当,提交的过程中不该显示的结果显示。
问题4:截屏窗口没有调整大小。
附参考答案:《MATLAB软件》课内实验王平实验01 MATLAB运算基础(第2章MATLAB数据及其运算)一、实验目的1. 熟悉启动和退出MATLAB 的方法。
2. 熟悉MATLAB 命令窗口的组成。
3. 掌握建立矩阵的方法。
4. 掌握MATLAB 各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。
二、实验内容1. 数学表达式计算先求下列表达式的值,然后显示MATLAB 工作空间的使用情况并保存全部变量。
1.1 计算三角函数122sin 851z e=+(注意:度要转换成弧度,e 2如何给出) 示例:点击Command Window 窗口右上角的,将命令窗口提出来成悬浮窗口,适当调整窗口大小。
命令窗口中的执行过程:1.2 计算自然对数221ln(1)2z x x =++,其中2120.455i x +⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦(提示:clc 命令擦除命令窗口,clear 则清除工作空间中的所有变量,使用时注意区别,慎用clear 命令。
应用点乘方) 命令窗口中的执行过程:1.3 求数学表达式的一组值0.30.330.3sin(0.3)ln , 3.0, 2.9,,2.9,3.022a a e e a z a a --+=++=--提示:利用冒号表达式生成a 向量,求各点的函数值时用点乘运算。
命令窗口中的执行过程:1.4 求分段函数的一组值2242011122123t t z t t t t t ⎧≤<⎪=-≤<⎨⎪-+≤<⎩,其中t =0:0.5:2.5提示:用逻辑表达式求分段函数值。
命令窗口中的执行过程:1.5 对工作空间的操作接着显示MATLAB当前工作空间的使用情况并保存全部变量提示:用到命令who, whos, save, clear, load,请参考教材相关内容。
freexyn编程实例视频教程系列1Matlab基础入门1.0 概述1.主要内容matlab基础入门,包括界面设置、矩阵、运算符、数据类型、脚本和函数以及符号运算等作者:freexyn2.实例演示随机实例(略)入门1.1认识软件1.软件简介matlab是matrix和laboratory组合缩写,意为矩阵实验室主要功能和用途:用于科学和工程计算的高级语言;用于调整运行环境进行迭代探索、设计和问题解决;用于可视化数据的图形表达和用于创建自定义绘图的工具;用于曲线拟合,数据分类,信号分析,控制系统调整等;用于各种工程和科学应用的附加工具箱;用于自定义用户界面构建应用程序;用于接口C/C ++、JA V A、.NET、Python、SQL和Excel等;2. 软件安装软件安装过程略3.认识界面启动matlab,默认的界面布局当前文件夹:访问文件的路径,也是工作目录命令窗口:输入命令并运行,由提示符“>>”指示工作区:显示创建或导入的数据或变量历史命令窗口:记录命令窗口中执行过的命令1.2创建变量1.在matlab中创建和使用变量作者:freexyn2.认识命令whosclear3.说明matlab中创建变量不需要声明,类型默认使用双精度浮点型创建变量后在命令窗口立即显示结果,并在工作区添加该变量当不指定输出变量时,默认使用ans存储计算结果程序语句以分号结尾,执行运算后不显示输出结果命令窗口中回车键起运行程序功能若输入一条语句后换行,但不想立刻运行,用Shift+Enter允许一行输入多个语句,用逗号或分号分隔每个语句快速回调之前执行过的语句,可以用方向键的上键和下键清除或者不执行当前语句,用Esc键退出可以选中部分程序,然后按回车键直接运行这部分程序创建数组或矩阵,用中括号把数值括起来1.3调用函数1.几个常用函数,说明matlab调用函数的方法作者:freexyn2.认识函数求最大值max正弦函数sin显示字符disp清除屏幕clc3.说明Matlab提供了很多函数方便直接调用,调用格式:[out1,out2]=function(input1,input2)调用时把输入参数括在括号内,有多个输入参数时,用逗号分隔相应的,有多个输出值时,用逗号分隔,并用中括号括起来4.命令语法和函数语法的对偶性当不需要输出,且所有输入都是字符向量以下两种语法是等效的:functionName(input1,...,inputN) %函数语法functionName input1 ... inputN %命令语法1.4脚本编程1.使用脚本文件编程的方法2.说明2.1概念脚本文件是包含一系列的命令和函数的程序文件,扩展名是.m 当需要把多个程序语句组合起来完成一项总体运算和功能时,常用脚本文件,方便存储、管理和重用,是matlab里普遍的编程方式2.2创建脚本的方法%在当前工作目录右键-新建文件-脚本;%菜单栏,“主页”-“新建脚本”。
第1章矩阵及其基本运算MATLAB,即“矩阵实验室”,它是以矩阵为基本运算单元。
因此,本书从最基本的运算单元出发,介绍MATLAB的命令及其用法。
1.1 矩阵的表示1.1.1 数值矩阵的生成1.实数值矩阵输入MATLAB的强大功能之一体现在能直接处理向量或矩阵。
当然首要任务是输入待处理的向量或矩阵。
不管是任何矩阵(向量),我们可以直接按行方式输入每个元素:同一行中的元素用逗号(,)或者用空格符来分隔,且空格个数不限;不同的行用分号(;)分隔。
所有元素处于一方括号([ ])内;当矩阵是多维(三维以上),且方括号内的元素是维数较低的矩阵时,会有多重的方括号。
如:>> Time = [11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]Time =11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10>> X_Data = [2.32 3.43;4.37 5.98]X_Data =2.433.434.375.98>> vect_a = [1 2 3 4 5]vect_a =1 2 3 4 5>> Matrix_B = [1 2 3;>> 2 3 4;3 4 5]Matrix_B = 1 2 32 3 43 4 5>> Null_M = [ ] %生成一个空矩阵2.复数矩阵输入复数矩阵有两种生成方式:第一种方式例1-1>> a=2.7;b=13/25;>> C=[1,2*a+i*b,b*sqrt(a); sin(pi/4),a+5*b,3.5+1]C=1.0000 5.4000 + 0.5200i 0.85440.7071 5.3000 4.5000第2种方式例1-2>> R=[1 2 3;4 5 6], M=[11 12 13;14 15 16]R =1 2 34 5 6M =11 12 1314 15 16>> CN=R+i*MCN =1.0000 +11.0000i2.0000 +12.0000i3.0000 +13.0000i4.0000 +14.0000i5.0000 +15.0000i6.0000 +16.0000i1.1.2 符号矩阵的生成在MATLAB中输入符号向量或者矩阵的方法和输入数值类型的向量或者矩阵在形式上很相像,只不过要用到符号矩阵定义函数sym,或者是用到符号定义函数syms,先定义一些必要的符号变量,再像定义普通矩阵一样输入符号矩阵。
MATLAB的矩阵运算阅读⽬录 MATLAB是基于矩阵和数组计算的,可以直接对矩阵和数组进⾏整体的操作,MATLAB有三种矩阵运算类型:矩阵的代数运算、矩阵的关系运算和矩阵的逻辑运算。
其中,矩阵的代数运算应⽤最⼴泛。
本⽂主要讲述矩阵的基本操作,涉及矩阵的创建、矩阵的代数运算、关系运算和逻辑运算等基本知识。
矩阵的创建直接输⼊法创建矩阵% 1. 直接输⼊法创建矩阵>> A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]A =1 2 34 5 67 8 9函数法创建矩阵简单矩阵% 2. 函数法创建矩阵>> zeros(3)% ⽣成3x3的全零矩阵ans =0 0 00 0 00 0 0>> zeros(3,2)% ⽣成3x2的全零矩阵ans =0 00 00 0>> eye(3)% ⽣成单位矩阵ans =1 0 00 1 00 0 1>> ones(3)% ⽣成全1矩阵ans =1 1 11 1 11 1 1>> magic(3)% ⽣成3x3的魔⽅阵ans =8 1 63 5 74 9 2>> diag(1:3)% 对⾓矩阵ans =1 0 00 2 00 0 3>> diag(1:5,1)% 对⾓线向上移1位矩阵ans =0 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 >> diag(1:5,-1)% 对⾓线向下移1位矩阵ans =0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 02 0 0 0 0 0 03 0 0 0 0 0 04 0 0 0 0 0 05 0 >> triu(ones(3,3))% 上三⾓矩阵ans =1 1 10 1 10 0 1>> tril(ones(3,3))% 下三⾓矩阵ans =1 0 01 1 01 1 1随机矩阵>> rand(3)% ⽣成随机矩阵ans =0.2898 0.8637 0.05620.4357 0.8921 0.14580.3234 0.0167 0.7216>> rand('state',0); % 设定种⼦数,产⽣特定种⼦数下相同的随机数>> rand(3)ans =0.9501 0.4860 0.45650.2311 0.8913 0.01850.6068 0.7621 0.8214>> a = 1; b = 100;>> x = a + (b-a)* rand(3)% 产⽣区间(1,100)内的随机数x =38.2127 20.7575 91.113389.9610 31.0064 53.004043.4711 54.2917 31.3762>> a = 1; b = 100;>> a + fix(b * rand(1,50))% 产⽣50个[1,100]内的随机正整数ans =列 1 ⾄ 154 72 77 6 63 27 32 53 41 90 58 57 40 70 57列 16 ⾄ 3035 60 28 5 84 11 73 45 100 57 47 42 22 24 32列 31 ⾄ 4587 26 97 31 38 35 71 62 76 80 22 90 90 94 28列 46 ⾄ 5048 26 37 53 39相似函数扩展>> randn(3)% ⽣成均值为0,⽅差为1的正太分布随机数矩阵ans =-0.4326 0.2877 1.1892-1.6656 -1.1465 -0.03760.1253 1.1909 0.3273>> randperm(10)% ⽣成1-10之间随机分布10个正整数ans =4 9 10 25 8 1 3 7 6% 多项式x^3 - 7x + 6 的伴随矩阵>> u = [1,0,-7,6];>> A = compan(u)% ⽣成伴随矩阵A =0 7 -61 0 00 1 0>> eig(A) % 此处eig()函数⽤于求特征值% 利⽤伴随矩阵求得⽅程的根ans =-3.00002.00001.0000矩阵的运算矩阵的代数运算矩阵的算术运算>> A = [1,1;2,2];>> B = [1,1;2,2];>> AA =1 12 2>> BB =1 12 2>> A + Bans =2 24 4>> B-Aans =0 00 0>> A * Bans =3 36 6>> A^2ans =3 36 6>> A^3ans =9 918 18矩阵的运算函数>> C = magic(3)C =8 1 63 5 74 9 2>> size(C)ans =3 3>> length(C)ans =3>> sum(C)ans =15 15 15>> max(C)ans =8 9 7>> C'ans =8 3 41 5 96 7 2>> inv(C)ans =0.1472 -0.1444 0.0639 -0.0611 0.0222 0.1056 -0.0194 0.1889 -0.1028矩阵的元素群运算元素群运算,是指矩阵中的所有元素按单个元素进⾏运算,也即是对应位置进⾏运算。
matlab做代数运算
Matlab是一款强大的数学软件,它不仅可以进行数值计算和数据可视化,还可以进行代数运算。
在Matlab中,我们可以使用符号计算工具箱进行代数表达式的求解和化简。
符号计算工具箱中的基本函数包括:syms、solve、simplify、factor、expand等。
其中,syms用于定义符号变量,solve用于求解方程,simplify用于化简表达式,factor用于因式分解,expand 用于展开表达式。
例如,我们可以使用以下代码定义符号变量x和y:
syms x y
然后,我们可以使用solve函数求解方程:
eqn = x^2 - 3*y == 7;
sol = solve(eqn, x)
上述代码表示求解方程x^2-3y=7,返回x的解。
我们也可以使用simplify函数化简表达式:
expr = (x^2 - 1)/(x - 1);
simplify(expr)
上述代码表示化简表达式(x^2-1)/(x-1),返回化简后的表达式。
除此之外,Matlab还支持矩阵和向量的运算,包括矩阵乘法、矩阵加法、矩阵求逆等。
我们可以使用Matlab的基本运算符和函数进行矩阵和向量的运算。
总之,Matlab是一款非常强大的数学软件,可以进行代数运算、数值计算、数据可视化等多种功能。
对于需要进行科学计算和数据处理的人来说,Matlab是一个不可或缺的工具。
如何在Matlab中进行矩阵操作和计算在Matlab中进行矩阵操作和计算Matlab是一种用于数值计算和可视化的高级程序语言,广泛应用于科学计算、工程设计、统计分析等领域。
其中,矩阵操作和计算是Matlab的核心功能之一。
在本文中,我们将探讨如何利用Matlab进行矩阵操作和计算的一些基本技巧和高级功能。
一、创建矩阵在Matlab中创建矩阵非常简单。
我们可以使用特定的语法来定义一个矩阵,并赋予其初值。
例如,我们可以使用方括号将矩阵的元素排列成行或列的形式,用逗号或空格分隔开每个元素。
```MatlabA = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % 创建一个3x3的矩阵B = [10 11 12; 13 14 15; 16 17 18]; % 创建一个3x3的矩阵```除此之外,我们还可以使用内置函数来创建特殊类型的矩阵,如单位矩阵、零矩阵、对角矩阵等。
```MatlabC = eye(3); % 创建一个3x3的单位矩阵D = zeros(2, 4); % 创建一个2x4的零矩阵E = diag([1 2 3]); % 创建一个对角矩阵,对角线元素分别为1、2、3```二、矩阵运算Matlab提供了丰富的矩阵运算函数,方便我们进行各种矩阵操作。
例如,我们可以使用加法、减法、乘法、除法等运算符对矩阵进行基本的运算。
```MatlabF = A + B; % 矩阵相加G = A - B; % 矩阵相减H = A * B; % 矩阵相乘I = A / B; % 矩阵相除```此外,Matlab还提供了求转置、求逆、求行列式等常用的矩阵运算函数,可以通过调用这些函数来完成相应的操作。
```MatlabJ = transpose(A); % 求矩阵A的转置K = inv(A); % 求矩阵A的逆矩阵L = det(A); % 求矩阵A的行列式```三、矩阵索引与切片在Matlab中,我们可以使用索引和切片操作来访问矩阵的特定元素或子矩阵。
在MATLAB中,变量和常量的标识符最长允许19个字符,标识符中第一个字符必须是英文字母。
MATLAB区分大小写,默认状态下,A和a被认为是两个不同的字符。
(case sensitive)一、数组和矩阵(一)数组的赋值数组是指一组实数或复数排成的长方阵列。
它可以是一维的“行”或“列”,可以是二维的“矩形”,也可以是三维的甚至更高的维数。
在MATLAB中的变量和常量都代表数组,赋值语句的一般形式为变量=表达式(或数)如键入a=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]则将显示结果:a=1 2 34 5 67 8 9数组放置在[ ]中;数组元素用空格或逗号“,”分隔;数组行用分号“;”或“回车”隔离。
(二)复数MATLAB中的每一个元素都可以是复数,实数是复数的特例。
复数的虚部用i或j表示。
复数的赋值形式有两种:z=[1+1i ,2+2i ;3+3i ,4+4i]z=[1,2;3,4]+[1,2;3,4]*i得 z=1.000+1.000i 2.000+2.000i3.000+3.000i4.000+4.000i以上两式结果相同。
注意,在第二式中“*”不能省略。
在复数运算中,有几个运算符是常用的。
运算符“′”表示把矩阵作共轭转置,即把矩阵的行列互换,同时把各元素的虚部反号。
函数conj表示只把各元素的虚部反号,即只取共轭。
若想求转置而不要共轭,就把conj和“′”结合起来完成。
例如键入w=z′,u=conj(z),v=conj(z)′可得 w=1.000-1.000i 3.000-3.000i2.000-2.000i 4.000-4.000iu=1.000-1.000i 2.000-2.000i3.000-3.000i4.000-4.000iv=1.000+1.000i 3.000+3.000i二、逻辑判断与流程控制 (一)关系运算关系运算是指两个元素之间数值的比较,一共有六种可能。
如表M-8所列。
matlabmatlab 数组运算和矩阵运算的各个要求-回复MATLAB是一种强大的数值计算和科学编程环境,其数组运算和矩阵运算功能极为丰富。
在本文中,我们将详细介绍MATLAB中数组运算和矩阵运算的各个要求。
数组运算是指对MATLAB中的数组进行元素级别的操作,可以分为基本的数学运算、逻辑运算、关系运算和元素级别的函数运算等。
而矩阵运算则是基于线性代数的运算,包括矩阵的乘法、转置、求逆等。
在进行数组运算和矩阵运算时,我们需要满足一些要求和约束。
下面我们将详细介绍这些要求。
1. 数组和矩阵的尺寸匹配在进行数组和矩阵运算时,必须确保参与运算的数组和矩阵的尺寸匹配。
对于相同维度的数组,尺寸必须完全相同。
而对于矩阵,需要满足矩阵乘法的要求,即左边矩阵的列数必须等于右边矩阵的行数。
2. 数组和矩阵的类型相同在进行数组和矩阵运算时,需要确保参与运算的数组和矩阵类型相同。
不同类型的数据在进行运算时可能会导致类型转换或错误的结果。
3. 运算的复杂度在进行数组和矩阵运算时,需要考虑运算的复杂度。
对于大规模的数组和矩阵运算,应选择合适的算法和方法,以减少计算时间和存储空间的消耗。
4. 数组和矩阵的索引和切片在进行数组和矩阵运算时,可以使用索引和切片对数组和矩阵的特定元素进行访问和操作。
索引从1开始,可以使用冒号运算符(:)进行切片操作。
5. 避免循环运算在MATLAB中,循环运算的效率相对较低,特别是在大规模数据处理时循环的时间开销会很大。
可以通过向量化运算来替代循环运算,以提高计算效率。
6. 逐元素运算和矩阵运算的区别在进行数组和矩阵运算时,需要明确运算类型。
逐元素运算是指对数组中的每个元素进行独立的运算。
而矩阵运算是基于线性代数的运算,包括矩阵的乘法、转置、求逆等。
在选择运算方式时,需要根据需求和数据类型进行选择。
总结起来,MATLAB中的数组运算和矩阵运算有一些要求和约束,包括数组和矩阵的尺寸匹配,类型相同,运算的复杂度,索引和切片的使用,避免循环运算,以及逐元素运算和矩阵运算的区别等。
如何利用MATLAB进行矩阵运算概述在科学和工程领域,矩阵运算是一项非常重要的技能。
MATLAB作为一种高级数值计算和数据可视化软件,提供了丰富的功能和工具来处理矩阵运算。
本文将介绍如何使用MATLAB进行矩阵运算,包括矩阵的创建、矩阵的运算、矩阵的转置和逆矩阵等。
1. 矩阵的创建在MATLAB中,矩阵可以通过不同的方式进行创建。
最常见的方法是使用"["和"]"符号。
例如,以下命令将创建一个3x3的零矩阵:A = [0 0 0; 0 0 0; 0 0 0]除了手动创建矩阵外,MATLAB还提供了一些内置的函数来创建特殊类型的矩阵。
例如,下面的代码将创建一个单位矩阵:I = eye(3)2. 矩阵的运算使用MATLAB进行矩阵运算非常简单。
可以使用标准的数学运算符来执行加法、减法、乘法和除法等操作。
以下是一些示例代码:A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]B = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1]C = A + B % 矩阵加法D = A - B % 矩阵减法E = A * B % 矩阵乘法除了标准的数学运算符,MATLAB还提供了一些特殊的函数来执行矩阵运算。
例如,使用"inv"函数可以计算矩阵的逆矩阵:A = [1 2; 3 4]B = inv(A) % 计算A的逆矩阵3. 矩阵的转置矩阵的转置是指将矩阵的行和列互换。
在MATLAB中,可以使用"'"符号来实现矩阵的转置。
以下是一个示例:A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]B = A' % 矩阵A的转置4. 矩阵的逆矩阵逆矩阵是指对于一个方阵A,存在一个方阵B,使得AB=BA=I,其中I是单位矩阵。
在MATLAB中,可以使用"inv"函数来计算矩阵的逆矩阵。
以下是一个示例:A = [1 2; 3 4]B = inv(A) % 计算A的逆矩阵然而需要注意的是,并非所有的矩阵都有逆矩阵。
乘法运算乘法运算符为”*”,运算规则和现行代数中矩阵乘法运算相同,即放在前面的矩阵的行元素,分别与放在后面的矩阵的各列元素对应相乘并相加。
1、两个矩阵相乘:必须满足前一矩阵的列数等于后一矩阵的行数。
2、矩阵的数乘:返回数与矩阵中每一个元素相乘后的矩阵
3、向量的点乘(内积):维数相同的两个向量的点乘;A.*B表示A与B对应的元素相乘,返回的是一个向量
4、向量点积:
(1)C=dot(A,B) %若A、B为向量,A与B长度相同;若为矩阵,则A与B有相同维数
(2)C=dot(A,B,dim) %在dim维数中给出A与B的点积
5、向量叉乘:在数学上,两向量的叉乘是一个过两向量交点且垂直于两向量所在平面的向量。
(1)C=cross(A,B) %若A、B为向量,则返回A与B的叉乘,即C=AXB;若为矩阵,则返回一个3Xn矩阵,其中列是A与B对应列的叉积,A、B都是3Xn矩阵
(2)C=cross(A,B,dim) %在dim维数中给出向量A与B的叉积注:A与B必须具有相同维数,size(A,dim)和size(B,dim)必须是3
6、矩阵卷积和多项式乘法:w=conv(u,v) (反褶积deconv(u,v))长度为m的向量序列u和长度为n的向量序列v的卷积定义为
∑
=
+
=
k
1
j
j)
-1
u(j)v(k
)k(
w,其中w向量序列长度为(m+n-1)
多项式的乘法实际上是多项式系数向量间的卷积运算,举例如下:展开多项式(s2+2s+2)(s+4)(s+1)
>>w=conv([1,2,2],conv([1,4],[1,1]))
w = 1 7 16 18 8
>>p=poly2str(w,’s’) %将w表示成多项式
p=s^4 +7 s^3 +16 s^2 +18 s + 8
7、张量积
C=kron(A,B) %A为mxn矩阵,B为pxq矩阵,则C为mpxnq矩阵A与B的张量积定义为:
加、减运算加、减运算符为”+”、”--”。
运算规则为对应元素相加、减
pow2函数命令:X=pow2(F,E),表示F*2E;命令:X=pow2(E),表示2E
矩阵的代数
运算
1、两集合的交集:
(1)c=intersect(a,b) %返回向量a 、b 的公共部分,即c=a ∩b (2)c= intersect(A,B,’rows ’) %A 、B 为相同列数的矩阵,返回元素相同的行
(3)[c,ia,ib]=intersect(…) %c 为a/A 、b/B 的公共元素,ia 表示公共元素在a/A 中的位置,ib 表示元素在b/B 中的位置
2、两集合的并集
(1)c=union(a,b) %返回a 、b 的并集,即c=a ∪b
(2)c= union(A,B,’rows ’) % A 、B 为相同列数的矩阵,返回A 、B 不同行向量构成的矩阵 (3)[c,ia,ib]= union(…) % ia 、ib 分别表示c 中行向量在原矩阵(向量)中的位置
3、两集合的差
(1)c=setdiff(a,b) %返回属于a 但不属于b 的不同元素的集合,即c=a-b
(2)c=setdiff(A,B,’rows ’) %返回属于A 但不属于B 的不同行 (3)[c,i]=setdiff(…) % i 表示c 中元素在a/A 中的位置
4、两集合交集的非(异或)
(1)c=setxor(a,b) %返回集合a 、b 交集的非
(2)c=setxor(A,B,’rows ’) %返回返回A 、B 交集的非,A 、B 有相同的列数 (3)[c,ia,ib]=setxor(…) % ia 、ib 表示c 中元素分别在a(或A)、b(或B)中的位置
5、检测集合中的元素
(1)k=ismember(A,S) %当A 中元素属于S 时k 取1,否则取0,结果为维数与A 相同的且由0、1组成的矩阵
(2)k=ismember(A,S,’rows ’) % A 、B 有相同的列,行相同k 取1,不同取0,同事结果为取值的列向量
6、取集合的单值元素
(1)b=unique(a) %取集合a (向量或矩阵)的不重复元素构成的向量
(2)b=unique(A,’rows ’) %返回A 不同行元素组成的矩阵
(3)[b,i,j]=unique(…) % i 、j 体现b 中元素在原向量(矩阵)中的位置
集合运算
矩阵的代数运算
矩阵的代数运算除法运算
(1)MATLAB提供了两种除法运算:左除(\)和右除(/)。
一般情况下,x=a\b是方程a*x=b的解,而x=a/b是方程x* a =b
的解。
(2)如果a为非奇异矩阵,则a\b和b/a可通过a的逆矩阵与b
阵得到:a\b=inv(a)*b, b/a=b*inv(a)。
矩阵乘方
乘方运算符:”^”
(1)当A为方阵,P为大于0的整数时,A^P表示A的P次方,
即A自乘P次;P为小于0的整数时,A^P表示A-1的P次方
(2)当A为方阵,P为非整数时,则
p
11
d 0
A^P=V
…
……V-1
0 …p
nn
d,其中V为A的特征向量
11
d 0
………为特征值对角矩阵。
如果有
0 …
nn
d重根,以上指令不成立。
(3)标量的矩阵乘方P A,标量的矩阵乘方定义为
p11
d 0
P A=V ………V-1 ,其中V、D取自特征
0 …p nn
d值分解AV=AD
(4)标量的数组乘方P^A,标量的数组乘方定义为
p11
a…p
n1
a
P^V ………V-1 ,数组乘方A^P,表示A
p1m
a…p
m n
a的每个元素的P次乘方。