matlab矩陣分析

2021-08-22 00:13:11 字數 2596 閱讀 6188

matlab中一切資料型別都是以矩陣的形式儲存計算的,矩陣的分析運算函式很重要,學習這裡線性代數基礎要好,得多看看線代

%%

%矩陣分析

%奇異矩陣(行列式為0的方陣)不可逆,可逆矩陣一定滿秩

%(可逆矩陣就是非奇異矩陣,非奇異矩陣也是可逆矩陣)

%%%求逆矩陣inv()

clca=[1 2 -3;3 4 5;7 8 9];

b=inv(a);

fprintf('奇異矩陣不可逆\n');

disp('a的逆矩陣是:');b%%

%求向量的範數norm()

clear

clca=[1 2 3 -1 -2 -3];

n1=norm(a,1)%求一節番薯

sum(abs(a))

n2=norm(a,2)%二階

sum_liu=0;%小心系統定義函式名被覆蓋

for i=1:length(a)

sum_liu=sum_liu+a(i)^2;

endsqrt(sum_liu)

n3=norm(a,inf)%無窮階

max(abs(a))

%求矩陣的範數norm()

a=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

n1=norm(a,1)

max(sum(abs(a)))

n2=norm(a,2)

norm(a)

n3=norm(a,inf)

max(sum(abs(a')))

%% %矩陣的秩rank()

clear

clca=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

r1=rank(a)

b=magic(5);

r2=rank(b)

%% %求矩陣的行列式det()

clcclear

format long;

a=[1,2,-3;3,4,5;7,-8,9];

d1=det(a)

b=magic(3);

d2=det(b)

%n階矩陣的行列式是n*n的矩陣通過一種運算求出的數值,這個值的幾何含義是n維向量張成的體積

%%%矩陣的跡trace()

%對角線元素之和

a=[1,2,-3;3,4,5;7,-8,9];

t1=trace(a)

b=magic(3);

t2=trace(b)

%% %化零矩陣null()

clear

clca=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

null(a)

n=null(a,'r')%『r'代表得到有理數形式的化零矩陣

a*n%%

%矩陣的正交基orth()

clear

clc a=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

orth(a)

%% %矩陣的最簡行階梯形式rref()

%用於求解線性方程組

clear

clc a=[1,0,-3;0,-4,5;0,0,-10];

rref(a)

%% %矩陣之間的夾角subspace()

%夾角表示兩矩陣之間的線性相關度

clear

clca=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

b=magic(3);

subspace(a,b)

%%%矩陣分解

%講四種

%針對對稱正定矩陣的cholesky分解chol()

clear

clca=pascal(5)%帕斯卡矩陣對稱正定

r=chol(a)

r'r'*r%==a

%針對方陣的高斯消去lu()

clca=[1,2,3;3,4,5;7,8,9];

[l1,u1]=lu(a)

l1*u1

[l2,u2,p]=lu(a)

inv(p)*l2*u2

%針對矩形矩陣的正交分解qr()

clc[q r]=qr(a)

q*r%針對方陣的舒爾分解

clca=pascal(5)

[u s]=schur(a)%u為酋矩陣,s為塊對角矩陣

u*s*u'

%特徵值分解svd()

clca = [1 2; 3 4; 5 6; 7 8]

[u,s,v] = svd(a)

u*s*v'

%% %q求方陣的特徵值和特徵向量eig()

clear

clcformat rat;

a=[0.8,0.2;0.2,0.8]

eig(a)%返回特徵值組成的列向量

[x d]=eig(a)%特徵值d,特徵向量x

for i=1:length(d)

a*x(:,i)

max(d(:,i))*x(:,i)

end

%求奇異值

%設a為m*n階矩陣,q=min(m,n),a*a的q個非負特徵值的算術平方根叫作a的奇異值

clca = [1 0 1; -1 -2 0; 0 1 -1]

svd(a)%奇異值組成的列向量

rank(a)

%矩陣a的秩等於它的非零奇異值的個數

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