39074

MATLAB. Элементарные действия над матрицами

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Исходные данные Две квадратные матрицы векторстолбец Задание: 1. Ввести две матрицы из текстовых файлов 2. Теоретическая справка: В MtLb можно использовать скаляры векторы и матрицы. Например Вводить небольшие по размеру матрицы удобно прямо из командной строки.

Русский

2013-09-30

2.04 MB

19 чел.

Лабораторная работа №4

MATLAB. Элементарные действия над матрицами.

Исходные данные

Две квадратные матрицы, вектор-столбец

Задание:

1. Ввести две матрицы из текстовых файлов

2. Провести над ними операции: сложение, перемножение, транспонирование, нахождение собственных значений и векторов

3. Решить систему линейных алгебраических уравнений (Ax = b), используя одну из матриц и случайный вектор b. ( использовать x = A^(-1)*b, то есть обратную матрицу).

Теоретическая справка:

В MatLab можно использовать скаляры, векторы и матрицы. Для ввода скаляра достаточно приписать его значение какой-то переменной.

Заметим, что MatLab различает заглавные и прописные буквы, так что p и P — это разные переменные. Для ввода массивов (векторов или матриц) их элементы заключают в квадратные скобки.

Так для ввода вектора-строки размером 1×3, используется следующая команда, в которой элементы строки отделяются пробелами или запятыми.

При вводе вектора-столбца элементы разделяют точкой с запятой. Например,

Вводить небольшие по размеру матрицы удобно прямо из командной строки. При вводе матрицу можно рассматривать как вектор-столбец, каждый элемент которого является вектором-строкой.

или матрицу можно трактовать как вектор строку, каждый элемент которой является вектором-столбцом.

Основные матричные операции

При использовании матричных операций следует помнить, что для сложения или вычитания матрицы должны быть одного размера, а при перемножении число столбцов первой матрицы обязано равняться числу строк второй матрицы. Сложение и вычитание матриц, так же как чисел и векторов, осуществляется при помощи знаков плюс и минус,

а умножение — знаком звездочка *. Введем матрицу размером 3×2

MatLab содержит множество различных функций для работы с матрицами. Так, например, транспонирование матрицы производится при помощи апострофа '.

Нахождение обратной матрицы проводится с помощью функции inv для квадратных матриц.

Создание матриц специального вида

Заполнение прямоугольной матрицы нулями производится встроенной функцией zeros

Единичная матрица создается при помощи функции eye

MatLab предоставляет возможность заполнения матриц случайными числами. Результатом функции rand является матрица чисел, равномерно распределенных между нулем и единицей, а функции randn — матрица чисел, распределенных по нормальному закону с нулевым средним и единичной дисперсией.

Создание программ часто предполагает сохранение результатов расчетов в файлы для их дальнейшего анализа, обработки, хранения и т.п. В связи с этим в MatLab реализованы различные функции по работе с файлами, содержащие данные в самых разных форматах. Далее рассмотрим наиболее полезные функции для сохранения и загрузки результатов работы алгоритмов из файлов.

Функции save и load

В самом простом случае для сохранения и последующей загрузки каких-либо данных в MatLab предусмотрены две функции

save<имя файла><имена переменных>  % сохранение данных
load<имя файла><имена переменных>       % загрузка данных

Функция save позволяет сохранять произвольные переменные программы в файл, который будет (по умолчанию) располагаться в рабочем каталоге (обычно поддиректория work) и иметь расширение mat. Соответственно функция load позволяет загрузить из указанного mat-файла ранее сохраненные переменные.

Например, если текстовый файл data.txt содержит

1.25; 0.8973

1.44; 1.2398

1.54; 2.0019

то результатом выполнения команды

>> A=load('data.txt')

будет двумерный массив

A =

   1.2500    0.8973

   1.4400    1.2398

   1.5400    2.0019


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71819. Тяговый электродвигатель НБ-514 70.46 KB
  Двигатель тяговый НБ-514 предназначен для индивидуального привода колесных пар электровозов переменного тока через двухстороннюю жесткую косозубую передачу. Подвеска тягового электродвигателя опорно-осевая.
71820. Разработка САУ процессом копчения продуктов 156.5 KB
  В данном курсовом проекте описывается анализ и синтез САУ процессом копчения продуктов с регулятором в контуре управления. Составляются математическое описание объекта управления исполнительных и измерительных устройств.
71821. Понятия информационной технологии, эволюция их роль в развитии экономики и обществе 93.8 KB
  Целью исследования является определение роли информационных технологий в формировании социальное пространства. Достижение цели работы обусловило постановку и решение следующих взаимосвязанных задач: охарактеризовать этапы развития компьютерных технологий...
71822. Разработка алгоритма преобразования латинского прямоугольника в латинский квадрат 206 KB
  Латинские квадраты существуют для любого n достаточно взять таблицу Кэли аддитивной группы кольца : lij= ij1 mod n Число латинских квадратов Точная формула для числа Ln латинских квадратов nго порядка неизвестна. Пример нормализованного латинского квадрата: Число Rn...
71823. Разработка алгоритма управления трёхколёсной подвижной платформы 471 KB
  Применение в логике математических методов становится возможным тогда, когда суждения формулируются на некотором точном языке. Такие точные языки имеют две стороны: синтаксис и семантику. Синтаксисом называется совокупность правил построения объектов языка (обычно называемых формулами).
71825. Ортогональные латинские квадраты 294 KB
  Найти все множества взаимно ортогональных латинских квадратов порядка n если при наложении одного из них на другой каждая из n возможных пар элементов встречается ровно один раз. Пример латинского квадрата 3го порядка: Точная формула для числа Ln латинских квадратов nго порядка неизвестна.
71826. Исследование Рекуррентного соотношения ряда Фибоначчи 393 KB
  Условие задачи Показать что любое натуральное число N можно представить в виде суммы чисел Фибоначчи причем каждое число входит в сумму не более одного раза и никакие два соседние числа не входят вместе. Ее называют последовательностью Фибоначчи по имени итальянского математика 13 в.
71827. Упрощенная схема управления лифтом 329 KB
  Для сравнения элементарная алгебра занимается арифметическими выражениями и операциями. Логические операции Логические операции булевой алгебры подобны арифметическим операциям элементарной алгебры. В такой таблице в колонках стоят операнды операции и сама операция...