MATLAB-矩阵相关计算(2)

2022-07-27 09:15:04 浏览数 (1)

MATLAB矩阵的加法和减法

MATLAB矩阵可以有加法和减法的操作,但是两个操作数的矩阵必须具有相同的行数和列数。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 1 2 3 ; 4 5 6; 7 8 9];
b = [ 7 5 6 ; 2 0 8; 5 7 1];
c = a   b
d = a - b

运行该文件,显示结果:

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c =
     8     7     9
     6     5    14
    12    15    10
d =
    -6    -3    -3
     2     5    -2
     2     1     8

MATLAB除法(左,右)矩阵

MATLAB 中有两种矩阵除法符号:即左除“\” 和右除 “/” 。

注意:这两个操作数的矩阵必须具有相同的行数和列数。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 1 2 3 ; 4 5 6; 7 8 9];
b = [ 7 5 6 ; 2 0 8; 5 7 1];
c = a / b
d = a  b

运行该文件,显示结果:

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c =

  -0.52542   0.68644   0.66102
  -0.42373   0.94068   1.01695
  -0.32203   1.19492   1.37288

d =

  -3.27778  -1.05556  -4.86111
  -0.11111   0.11111  -0.27778
   3.05556   1.27778   4.30556

MATLAB矩阵标量操作

MATLAB矩阵的标量操作就是加,减,乘或者除以一个数字矩阵。

添加到具有原始矩阵的每个元素的行和列,相减,乘或除以数相同数量的标量运算会产生一个新的矩阵。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 10 12 23 ; 14 8 6; 27 8 9];
b = 2;
c = a   b
d = a - b
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e = a * b
f = a / b

运行该文件,显示结果:

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c =
    12    14    25
    16    10     8
    29    10    11
d =
     8    10    21
    12     6     4
    25     6     7
e =
    20    24    46
    28    16    12
    54    16    18
f =
    5.0000    6.0000   11.5000
    7.0000    4.0000    3.0000
   13.5000    4.0000    4.5000

MATLAB矩阵的转置

MATLAB中矩阵的转置操作是用一个单引号(')表示的,该操作能够切换一个矩阵的行和列。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 10 12 23 ; 14 8 6; 27 8 9]
b = a'

运行该文件,显示以下结果:

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a =
    10    12    23
    14     8     6
    27     8     9
b =
    10    14    27
    12     8     8
    23     6     9

MATLAB串联矩阵

MATLAB中使用一对中括号“[ ]”,能够将两个矩阵连接起来,创建出一个新矩阵。

MATLAB串联矩阵的两种类型:

  • 水平串联:要进行连接的两个矩阵是使用逗号 “,” 分隔开的。
  • 垂直串联:要进行连接的两个矩阵是使用分号 “;” 分隔开的。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 10 12 23 ; 14 8 6; 27 8 9]
b = [ 12 31 45 ; 8 0 -9; 45 2 11]
c = [a, b]
d = [a; b]

运行该文件,显示结果:

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a =
    10    12    23
    14     8     6
    27     8     9
b =
    12    31    45
     8     0    -9
    45     2    11
c =
    10    12    23    12    31    45
    14     8     6     8     0    -9
    27     8     9    45     2    11
d =
    10    12    23
    14     8     6
    27     8     9
    12    31    45
     8     0    -9
    45     2    11

MATLAB矩阵乘法

MATLAB中如果有两个矩阵 A 和 B ,其中 A 是 m*n 矩阵,B 是 n*p 矩阵,那么他们相乘能够产生一个 m*n 的矩阵 C。

MATLAB矩阵乘法只发生在矩阵 A 的列数的数量等于矩阵 B 的行数的矩阵乘法中,具有相应的列中的第二矩阵乘以第一矩阵中的行的元素。

比如,第(i,j)个位置中的每个元素,在所得的矩阵 C 中,是在第 i 行的第一矩阵具有第二矩阵的第 j 列中的相应元素的产品的元素的总和。

在 MATLAB 中,矩阵乘法使用*运算符。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 1 2 3; 2 3 4; 1 2 5]
b = [ 2 1 3 ; 5 0 -2; 2 3 -1]
prod = a * b

运行该文件,显示以下结果:

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a = 1     2     3    
    2     3     4
    1     2     5
b = 2     1     3
    5     0    -2
    2     3    -1
prod = 18    10    -4
       27    14    -4
       22    16    -6

MATLAB矩阵的行列式

MATLAB要计算对应矩阵行列式的值的指令为:d=det(A),该指令返回矩阵 A 的行列式,并把所得值赋给 d。若 A 仅包含整数项,则该结果 d 也是一个整数。

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,代码如下:

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a = [ 1 2 3; 2 3 4; 1 2 5]
det(a)

运行该文件,显示以下结果:

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a =
     1     2     3
     2     3     4
     1     2     5
ans =
    -2

MATLAB逆矩阵

MATLAB中矩阵A的逆矩阵被记为 A−1 ,下面的关系成立:

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AA−1 = A−1A = 1

MATLAB中不是每个矩阵都有逆矩阵的,比如一个矩阵的行列式是零的话,则矩阵的逆就不存在,这样的矩阵是奇异的。

MATLAB中,逆矩阵的计算使用 inv 函数:逆矩阵A是inv(A).

详细例子

在MATLAB中建立一个脚本文件,并输入下面的代码:

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a = [ 1 2 3; 2 3 4; 1 2 5]
inv(a)

运行该文件,显示以下结果:

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a =
     1     2     3
     2     3     4
     1     2     5
ans =
   -3.5000    2.0000    0.5000
    3.0000   -1.0000   -1.0000
   -0.5000         0    0.5000

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