数学实验 matlab第五次作业(修订版)

  • 格式:doc
  • 大小:104.00 KB
  • 文档页数:11

《数学实验》在线习题5Matlab 程序设计部分 一. 分析向量组123[123],[120],TT Ta a a ==--=,4[121]T a =--,5[246]T a =的线性相关性,找出它们的最大无关组,并将其余向理表示成最大无关组的线性组合。

>> a1=[1 2 3]'; a2=[-1 -2 0]'; a3=[0 0 1]'; a4=[1 -2 -1]'; a5=[2 4 6]';A=[a1 a2 a3 a4 a5]; [R,s]=rref(A); disp(R); r=length(s);fprintf('最大线性无关组为:\n'); for i=1:rfprintf('a%d \n',s(i)); endsyms a1 a2 a4;a3=a1*R(1,3)+a2*R(2,3)+a4*R(3,3) a5=a1*R(1,5)+a2*R(2,5)+a4*R(3,5)1.0000 0 0.3333 02.0000 0 1.0000 0.3333 0 0 0 0 0 1.0000 0最大线性无关组为: a1 a2 a4 a3 =a1/3 + a2/3 a5 = 2*a1二. 计算行列式32231111113223222222432233333333223444444x x y x y y x x y x y y D x x y x y y x x y x y y =的值。

其中[][][][]123412342357,4567x x x x y y y y ==。

>> clear all x=[2 3 5 7]; y=[4 5 6 7]; a1=[x.^3]';a2=[(x.^2).*y]'; a3=[x.*(y.^2)]';a4=[y.^3]';A=[a1 a2 a3 a4]X=det(A)A =8 16 32 64 27 45 75 125 125 150 180 216 343 343 343 343X =1.5366e+05已知向量{}1,1,0a=-,{}1,0,1b=--,求向量a与b的夹角的度数。

>> a=[1,-1,0]; b=[-1,0,-1];c=sqrt(dot(a,a)); d=sqrt(dot(b,b)); e=dot(a,b);f=e/(c*d); (acos(f)/pi)*180 ans =120三.已知线性方程组123412341234123423209142132541457102x x x xx x x xx x x xx x x x-++=⎧⎪-++=⎪⎨++-=⎪⎪++-=⎩,求系数矩阵的秩和方程组的通解。

>> clear all;A=[2,-1,3,2;9,-1,14,2;3,2,5,-4;4,5,7,-10]; b=[0,1,1,2]';s=rank(A);e=rank([A,b]);disp('系数矩阵的秩为:');disp(s);disp('增广矩阵的秩为:');disp(e);if(s==4)X=A\b;elseX=pinv(A)*b;endC=rref(A);c=null(A,'r');disp(C);disp(c);syms k1 k2;disp('该线性方程组通解为:');x=k1*c(:,1)+k2*c(:,2)+X系数矩阵的秩为:2增广矩阵的秩为:21.0000 0 1.5714 00 1.0000 0.1429 -2.00000 0 0 00 0 0 0-1.5714 0-0.1429 2.00001.0000 00 1.0000该线性方程组通解为:x =32/851 - (11*k1)/72*k2 - k1/7 + 47/851k1 + 57/851k2 - 94/851四.求齐次方程组124231234122230x x xx xx x x x-++=⎧⎪+=⎨⎪+--=⎩的通解。

>> clear all;A=[-1 1 0 1;0 2 1 0;2 3 -1 -1];b=[1 2 0]';s=rank(A);disp('系数矩阵的秩为:');disp(s);if(s==4)X=A\b;elseX=pinv(A)*b;endC=rref(A);c=null(A,'r');disp(C);disp(c);syms k1 k2;disp('该线性方程组通解为:');x=k1*c(:,1)+X系数矩阵的秩为:31.0000 0 0 -0.85710 1.0000 0 0.14290 0 1.0000 -0.28570.8571 -0.1429 0.2857 1.0000该线性方程组通解为: x =(6*k1)/7 - 1/3 5/9 - k1/7 (2*k1)/7 + 8/9 k1 + 1/9五.23236112115A -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,求正交矩阵P 及对角形矩阵B ,使1P AP B -=。

>> clear all;A=[2,3,-2;3,6,11;-2,11,5]; P=orth(A);disp('正交矩阵P 为:'); disp(P);disp('对角化矩阵B 为:'); B=P'*A*P正交矩阵P 为:-0.0562 -0.3684 0.9280 -0.7280 0.6512 0.2144 -0.6833 -0.6635 -0.3047对角化矩阵B 为: B =16.5556 0 -0.0000 0.0000 -6.9057 -0.0000 -0.0000 -0.0000 3.3500六. 求下列向量的秩和最大无关组,并将其余向量用该最大无关组线性表出: ()()()1231,2,1,34,1,5,61,3,4,7ααα==---=--->> clear all; a1=[1,2,1,3]; a2=[4,-1,-5,-6]; a3=[1,-3,-4,-7]; A=[a1;a2;a3]; r=rank(A); disp(r);B=transpose(A); [R,s]=rref(B); disp(R); t=length(s);fprintf('最大线性无关组为:\n'); for i=1:rfprintf('a%d\n',s(i)); endsyms a1 a2;a3=a1*R(1,3)+a2*R(2,3) 21.0000 0 -1.2222 0 1.0000 0.5556 0 0 0 0 0 0最大线性无关组为: a1 a2 a3 =(5*a2)/9 - (11*a1)/9七. 判断方程组否有解,如果有,求其通解:1234123412343133445980x x x x x x x x x x x x +--=⎧⎪--+=⎨⎪+--=⎩>> A=[1,1,-3,-1;3,-1,-3,4;1,5,-9,-8]; B=[1;4;0];R=[rank(A),rank([A,B])]; disp(R);if (rank(A)~=rank([A,B])) disp('该方程组无解'); elsedisp('该方程组有解'); if(rank(A)==4) X=A\B;else X=pinv(A)*B; endC=null(A,'r'); syms k1 k2;P=k1*C(:,1)+k2*C(:,2)+X; disp(P); end2 2该方程组有解(3*k1)/2 - (3*k2)/4 + 130/371 (3*k1)/2 + (7*k2)/4 - 34/371 k1 - 144/371 k2 + 157/371八. 已知向量[]1112Ta =,[]2021Ta =,求两向量的点积(数量积)和叉积(向量积),以及它们之间的夹角的大小。

>> a1=[1,1,2]'; a2=[0,2,1]';r1=sqrt(dot(a1,a1)); r2=sqrt(dot(a2,a2)); p=dot(a1,a2); y=cross(a1,a2);q=(acos(t)/pi)*180; disp('数量积为:'); disp(p);disp('向量积为:'); disp(y);disp('夹角为:'); disp(q)数量积为: 4向量积为: -3 -1 2夹角为: 43.0887九. 计算行列式:111213142122232431323334414243441111111111111111x y x y x y x y x y x y x y x y D x y x y x y x y x y x y x y x y ++++++++=++++++++的值。

其中[][]12342357x x x x =,[][]12344567y y y y =。

>> A=ones(1,1); x=[2,3,5,7]; y=[4,5,6,7]; X=diag(x); Y=[y;y;y;y]; D=A+X*Y;fprintf('矩阵行列式为:\n'); disp(D); c=det(D);fprintf('矩阵行列式的值为:%d\n',c) 矩阵行列式为:9 11 13 15 13 16 19 22 21 26 31 36 29 36 43 50矩阵行列式的值为:6.260813e-29十. 分析向量组[]11122Ta =,[]20215T a =,[]32051Ta =-,[]43386Ta =的线性相关性,找出它们的最大无关组,并将其余向量表示成最大无关组的线性组合。

>> clear all; a1=[1,1,2,2]'; a2=[0,2,1,5]'; a3=[2,0,5,-1]'; a4=[3,3,8,6]'; A=[a1 a2 a3 a4];disp(r);B=transpose(A); [R,s]=rref(B); disp(R); t=length(s);fprintf('最大线性无关组为:\n'); for i=1:rfprintf('a%d\n',s(i)); endsyms a1 a2 a3;a4=a1*R(1,4)+a2*R(2,4)+a3*R(3,4) 31.0000 0 0 -0.5000 0 1.0000 02.5000 0 0 1.0000 0 0 0 0 0最大线性无关组为: a1 a2 a3 a4 =(5*a2)/2 - a1/2十一. 求解五阶方程组12345412141114111411142x x x x x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 注:在系数矩阵中没有数据的地方,矩阵元素均为零。