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矩阵的其他运算及MATLAB代码演示

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:矩阵的基本运算除了代数运算之外,还有矩阵元素的提取、矩阵对角线元素的提取、矩阵的转置、矩阵的特征值与特征向量等。命令窗口编写MATLAB代码如下:运行后得到输出结果为:根据上述结果可知,矩阵A的阶数为3×4,秩为3,行最简形为矩阵B。

矩阵的其他运算及MATLAB代码演示

矩阵的基本运算除了代数运算之外,还有矩阵元素的提取、矩阵对角线元素的提取、矩阵的转置、矩阵的特征值与特征向量等。

【语法】

x=A(m,n)返回矩阵A中第m行n列的矩阵元素x;

x=A(m,∶)返回矩阵A中第m行的所有元素x;

x=A(∶,n)返回矩阵A中第n列的所有元素x;

B=A(m∶n,s∶t)返回矩阵A从m行到n行,s列到t列的所有元素,将结果赋值变量B;

x=diag(A) 返回矩阵A中的对角线元素x;

[X,Y]=eig(A)返回矩阵A的特征向量X及对应的特征值Y;

r=rank(A) 返回矩阵A的秩r;

B=A′ 返回矩阵A的转置矩阵B;

B=rref(A) 返回矩阵A的行最简形矩阵B;

[m,n]=size(A)返回矩阵A的阶数,m行n列。

【示例4.1.7】从生成的矩阵A中提取第2行到第3行,第2列到第4列的元素,记为矩阵B,并求出矩阵B的转置矩阵。

命令窗口编写MATLAB代码如下:

运行后得到输出结果为:

注 如果需要提取的行数或者列数比较少时,可以将上述命令中的B=A(2∶3;2∶4)语句替换为B=A(2,3;2,3,4),即用符号“,”分隔要提取的行号或者列号。

【示例4.1.8】随机产生一个3行4列的矩阵A,将A中第3行第3列的元素修改为0,并提取A的对角线元素记为x。

命令窗口编写MATLAB代码如下:

运行后得到输出结果为:

根据上述结果可知,矩阵A上对角线元素为0.8147,0.6324,0.9575;向量x中的第3个元素已经变为0,这是执行命令A(3,3)=0的结果。

【示例4.1.9】已知矩阵,计算矩阵A的特征值和特征向量。(www.xing528.com)

命令窗口编写MATLAB代码如下:

运行后得到输出结果为:

根据上述结果可知,矩阵A的特征值为:

对应的特征向量为:

其中,特征值13.6570对应的特征向量为(-0.7347 -0.5080 -0.4497)′,特征值-2.3620对应的特征向量为X中的第二列元素值,特征值1.705对应的特征向量为X中第三列元素值。

【示例4.1.10】已知矩阵,计算矩阵A的秩及行最简形。

命令窗口编写MATLAB代码如下:

运行后得到输出结果为:

根据上述结果可知,矩阵A的阶数为3×4,秩为3,行最简形为矩阵B。

【能力训练4.1】

1.填空题

(1)MATLAB 软件中生成单位阵的函数命令为______________;

(2)MATLAB 软件中生成对角阵的函数命令为______________;

(3)MATLAB软件中提取矩阵A中第1行第4列元素的命令代码为__________,提取第1行所有元素的命令代码为__________,提取第1列所有元素的命令代码为__________;

(4)MATLAB软件中计算矩阵A 的逆的命令为______________;

(5)MATLAB 软件中计算矩阵特征值和特征向量的函数命令为__________。

2.设矩阵,计算下列各表达式的值:(1)A+B;(2)A-B;(3)3A-4B。

3.设矩阵,计算(1)A-1;(2)A′;(3)A2

4.若,B为2阶的,元素全部为1的矩阵,分别计算A*B和A.*B,并说明二者运算的不同。

5.计算下列矩阵的秩,并将其化为行最简形。

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