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数学实验
向量与矩阵运算
向量与矩阵的生成
向量与矩阵运算
从矩阵中抽取行或列
向量与矩阵的生成(续)
向量与矩阵运算
矩阵的生成
直接输入: A=[1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]
由向量生成
由函数生成
通过编写m文件生成
例: C=magic(3)
常见矩阵生成函数
zeros(m,n)
生成一个 m 行 n 列的零矩阵,m=n 时可简写为 zeros(n)
ones(m,n)
生成一个 m 行 n 列的元素全为 1 的矩阵, m=n 时可写为 ones(n)
eye(m,n)
生成一个主对角线全为 1 的 m 行 n 列矩阵, m=n 时可简写为 eye(n),即为 n 维单位矩阵
diag(X)
若 X 是矩阵,则 diag(X) 为 X 的主对角线向量
若 X 是向量,diag(X) 产生以 X 为主对角线的对角矩阵
tril(A)
提取一个矩阵的下三角部分
triu(A)
提取一个矩阵的上三角部分
rand(m,n)
产生 0~1 间均匀分布的随机矩阵 m=n 时简写为 rand(n)
randn(m,n)
产生均值为0,方差为1的标准正态分布随机矩阵m=n 时简写为 randn(n)
其它特殊矩阵生成函数:magic、hilb、pascal
矩阵操作
矩阵操作
矩阵的旋转
fliplr(A) 左右旋转
flipud(A) 上下旋转
rot90(A) 逆时针旋转 90 度; rot90(A,k) 逆时针旋转 k×90 度
矩阵操作
矩阵的转置与共轭转置
点与单引号之间不能有空格!
矩阵操作
改变矩阵的形状:reshape
reshape(A,m,n): 将矩阵元素按 列方向 进行重组
重组后得到的新矩阵的元素个数
必须与原矩阵元素个数相等!
矩阵操作
查看矩阵的大小:size
size(A) 列出矩阵 A 的行数和列数
size(A,1) 返回矩阵 A 的行数
size(A,2) 返回矩阵 A 的列数
length(x) 返回向量 X 的长度
length(A) 等价于 max(size(A))
矩阵基本运算
矩阵的加减:对应分量进行运算
要求参与加减运算的矩阵具有 相同的维数
矩阵的普通乘法
要求参与运算的矩阵满足线性代数中矩阵相乘的原则
矩阵基本运算
矩阵的除法:/、\ 右除和左除
若 A 可逆方阵,则
A\B == A 的逆左乘 B == inv(A)*B
B/A == A 的逆右乘 B == B*inv(A)
X=A\B == A*X=B
X=B/A == X*A=B
通常,矩阵除法可以理解为
当 A 和 B 行数相等时即可进行左除
当 A 和 B 列数相等时即可进行右除
矩阵的乘方
矩阵的乘方
若 a 是标量,A 是方阵,且 [V,D] = eig(A),则 a^A = V*(a^D)/V
若 A, P 均是矩阵,则 A^P 无定义
矩阵的 Kronecker 乘积
Kronecker 乘积的性质
任何两个矩阵都有 Kronecker 乘积
Kronecker乘积有时也称张量积
矩阵的数组运算
数组运算:对应元素进行运算
点与算术运算符之间不能有空格!
数组运算包括:点乘、点除、点幂
相应的数组运算符为: “.* ” , “./ ” , “.\ ” 和“ .^ ”
参与运算的对象必须具有相同的形状!
函数取值
设 x 是变量, f 是一个函数
当 x = a 是标量时,f(x) = f(a)也是一个标量
当 x = [a, b, … , c] 是向量时,f(x)= [f(a), f(b), … , f(c)]
函数作用在矩阵上的取值
若 A 是矩阵,则 f(A) 是一个与 A 同形状的矩阵
f 作用在 x 的每个分量上
函数取值
矩阵的超越函数
Matlab 提供了三种矩阵函数:expm、sqrtm、logm
详情参见联机帮助(help expm / sqrtm / logm )
矩阵与数的运算
加减:矩阵的每个元素都与数作加减运算
数乘:矩阵的每个元素都与数作乘法运算
矩阵除以一个数:每个元素都除以这个数
点幂:
底为矩阵,指数为标量
底为标量,指数为矩阵
数与数组的点幂
x.^y =[1^4,2^5,3^6]=[1,32,729]
x.^2 =[1^2,2^2,3^2]=[1,4,9]
2 .^x = ?
.^ 前面留个空格
例:x=[1 2 3]; y=[4 5 6];
2 .^[x;y]= ?
Matlab中的所有
标点符号必须在
英文状态下输入
M
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