Matlab 矩阵及其操作
MATLAB矩阵及运算
重点
y矩阵中每一列最大的值
y向量中最大的值
最大值的位置
最大值的位置
注意：输入矩阵类型不同， 则执行的操作不同。
2.1.4 函数
因为matlab函数太多，所以要养成使用help
命令，得到有关函数的具体用法：
例：help max
2.1表达式
表达式
（即语句）：将变量、数值、函 数用操作符连接起来，就构成了表达式 。
应用：可以和其它语言程序进行数据通信。 举例：
通过MATLAB提供的函数产生矩阵
用内部函数可生成一些特殊矩阵 （函数见书上P50）
重点
通过MATLAB提供的函数产生矩阵
1、单位矩阵（
E方阵）和广义单位矩阵的
产生
重点
通过MATLAB提供的函数产生矩阵
2、随机数矩阵的产生
随机数的产生常常用在控制系统仿真以 及信号分析，是一个非常重要的手段。 MATLAB提供了很好的随机数产生函数： rand（） randn（）
A/ B A*B
1
A\B A
重点
1
*B
Matlab右除法表示形式：
C=A/B 或 C=A * i n v ( B )
Matlab左除法表示形式： C=A\B 或 C=i n v ( A ) * B
注意：只有行列式不为0的方阵才存在逆阵！！！
矩阵元素的右除、左除
a1 A a3 a2 a4
2）变量名由字母、数字和下划线构成。第一个 字母必须是英文字母。 3）有字符个数限制（版本5.0 ：最多31个字符）
2.1.2 变量
MAT
重点
（注意大小写！）
i或j: 错误：5＋j7
MATLAB中对矩阵的基本操作
MATLAB中对矩阵的基本操作在MATLAB中，可以对矩阵进行多种基本操作，包括创建矩阵、访问元素、改变矩阵的大小、插入和删除元素、矩阵的运算等。
以下是对这些操作的详细说明：1.创建矩阵：在MATLAB中，可以使用多种方式创建矩阵。
其中最常用的方式是使用方括号将元素排列成行或列，例如：```A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];```这将创建一个3x3的矩阵A，其元素为1到92.访问元素：可以使用括号和下标来访问矩阵中的元素。
下标从1开始计数。
例如，要访问矩阵A的第二行第三列的元素，可以使用以下代码：```A(2,3);```这将返回矩阵A的第二行第三列的元素。
3.改变矩阵的大小：可以使用函数如reshape和resize来改变矩阵的大小。
reshape函数可以将矩阵重新组织为不同的行和列数。
例如，以下代码使用reshape 将3x3的矩阵A重新组织为1x9的矩阵B：```B = reshape(A, 1, 9);```resize函数可以改变矩阵的大小，可以用来增加或减少矩阵的行和列数。
例如，以下代码将矩阵A的大小改变为2x6：```A = resize(A, 2, 6);```4.插入和删除元素：可以使用括号和下标来插入和删除矩阵中的元素。
例如，以下代码会在矩阵A的第二行的末尾插入一个元素10：```A(2, end+1) = 10;```同时，可以使用括号和下标来删除矩阵中的元素。
以下代码将删除矩阵A的第一行的第二个元素：```A(1,2)=[];```这将删除矩阵A的第一行的第二个元素。
5.矩阵的运算：-矩阵乘法：使用*符号进行矩阵乘法运算。
例如，以下代码将矩阵A 与矩阵B相乘：```C=A*B;```-矩阵加法和减法：使用+和-符号进行矩阵加法和减法运算。
例如，以下代码将矩阵A和矩阵B相加得到矩阵C：```C=A+B;```-矩阵转置：使用'符号进行矩阵的转置操作。
例如，以下代码将矩阵A转置：```B=A';```-矩阵相乘：使用.*符号进行矩阵的元素级相乘运算。
MATLAB矩阵操作大全
MATLAB矩阵操作大全1. 创建矩阵：可以使用函数`zeros`、`ones`、`eye`、`rand`等来创建全零矩阵、全一矩阵、单位矩阵和随机矩阵。
2.矩阵索引：可以使用`(`或`[]`来访问矩阵中的元素。
例如，`A(3,2)`表示访问矩阵A中第3行第2列的元素。
3.矩阵运算：可以使用`+`、`-`、`*`、`/`等运算符对矩阵进行加法、减法、乘法和除法运算。
4. 矩阵转置：可以使用`'`符号或`transpose`函数来对矩阵进行转置操作。
例如，`B = A'`表示将矩阵A转置为矩阵B。
5.矩阵加法和减法：可以使用`+`和`-`运算符对两个矩阵进行逐元素的加法和减法运算。
6.矩阵乘法和除法：可以使用`*`和`/`运算符对矩阵进行乘法和除法运算。
注意，矩阵乘法是按照矩阵相应元素进行乘法运算，并不是简单的逐元素乘法。
7. 矩阵求逆：可以使用`inv`函数来求矩阵的逆矩阵。
例如，`B =inv(A)`表示求矩阵A的逆矩阵，并将结果保存在矩阵B中。
8. 矩阵转换：可以使用转换函数`double`、`single`、`int8`、`int16`、`int32`、`int64`等将矩阵的数据类型转换为指定类型。
9. 矩阵求解线性方程组：可以使用`solve`函数来求解线性方程组。
例如，`x = solve(A, b)`表示求解线性方程组Ax = b，并将结果保存在向量x中。
10. 矩阵求特征值和特征向量：可以使用`eig`函数来求矩阵的特征值和特征向量。
例如，`[V, D] = eig(A)`表示求矩阵A的特征值和特征向量，并将结果保存在矩阵V和对角矩阵D中。
11. 矩阵的行列式：可以使用`det`函数来计算矩阵的行列式。
例如，`D = det(A)`表示计算矩阵A的行列式，并将结果保存在变量D中。
12. 矩阵的秩：可以使用`rank`函数来计算矩阵的秩。
例如，`r = rank(A)`表示计算矩阵A的秩，并将结果保存在变量r中。
Matlab中的矩阵操作技巧指南
Matlab中的矩阵操作技巧指南在科学计算和数据处理中，矩阵操作是一个非常重要的环节。
Matlab作为一种功能强大的计算工具，提供了丰富的矩阵操作函数和技巧，帮助用户更高效地处理数据。
本文将为大家介绍一些在Matlab中常用的矩阵操作技巧，希望对广大Matlab用户有所帮助。
一、矩阵的创建和赋值在Matlab中，创建矩阵有多种方式。
可以使用数组、函数、特殊值或其他操作创建矩阵。
下面是一些常见的创建矩阵的方法。
1.1 使用数组创建矩阵使用数组创建矩阵是一种简单直观的方式。
可以通过一维或多维数组来创建矩阵。
```matlabA = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9] % 创建一个3x3的矩阵B = [1, 2, 3; 4, 5, 6] % 创建一个2x3的矩阵```1.2 使用函数创建矩阵除了使用数组，还可以使用Matlab提供的函数来创建矩阵。
常用的函数有zeros, ones, eye等。
```matlabC = zeros(3, 3) % 创建一个3x3的全零矩阵D = ones(2, 4) % 创建一个2x4的全一矩阵E = eye(5) % 创建一个5x5的单位矩阵```1.3 特殊值的矩阵Matlab中还提供了一些特殊值的矩阵，如全1矩阵、全0矩阵等。
```matlabF = ones(3, 3) % 创建一个3x3的全1矩阵G = zeros(2, 4) % 创建一个2x4的全0矩阵```二、矩阵的索引和切片在Matlab中，可以使用索引和切片操作来获取矩阵的元素或对矩阵进行切片操作。
2.1 矩阵的索引可以使用单个索引、行索引或列索引来获取矩阵的元素。
```matlabA = magic(3) % 创建一个3x3的魔方矩阵element = A(2, 3) % 获取第2行第3列的元素row = A(1, :) % 获取第1行的所有元素column = A(:, 2) % 获取第2列的所有元素```2.2 矩阵的切片可以使用切片操作来获取矩阵的子矩阵。
第2章__MATLAB矩阵及其运算
3．利用冒号表达式建立一个向量（增量赋值） ．利用冒号表达式建立一个向量（增量赋值） 冒号表达式可以产生一个行向量，标准格式是： 冒号表达式可以产生一个行向量，标准格式是： x=e1:e2:e3 其中e1为初始值 为初始值， 为步长 为步长， 为终止值 为终止值。 其中 为初始值，e2为步长，e3为终止值。
2、矩阵变量的性质 、 矩阵变量的维数可以用size( )函数获得： 函数获得： 矩阵变量的维数可以用 函数获得 例： 矩阵标识符为[ ， 矩阵标识符为 ]，如 果是1*1矩阵，则可以 矩阵， 果是 矩阵 省略矩阵标识符； 省略矩阵标识符； 矩阵变量的各行之间 用分号隔开， 用分号隔开，列之间 用逗号或空格隔开；
计算表达式的值，并显示计算结果。 例2-1 计算表达式的值，并显示计算结果。 在MATLAB命令窗口输入命令： 命令窗口输入命令： 命令窗口输入命令 x=1+2i; y=3-sqrt(17); z=(cos(abs(x+y))-sin(78*pi/180))/(x+abs(y)) 其中pi和 都是 都是MATLAB预先定义的变量， 预先定义的变量， 其中 和i都是 预先定义的变量 分别代表代表圆周率π和虚数单位。 分别代表代表圆周率 和虚数单位。 和虚数单位 输出结果是： 输出结果是： z= -0.3488 + 0.3286i
2.1.1 变量与赋值语句
在matlab中，变量定义为矩阵是最基本的变量定 中 义之一，因此， 义之一，因此，matlab语言的运算是基于矩阵的 语言的运算是基于矩阵的 运算。 运算。
1．变量命名 ．
变量名是以字母开头， 在MATLAB 中，变量名是以字母开头，后接字 母、数字或下划线的字符序列。在MATLAB中， 数字或下划线的字符序列。 中 变量名区分字母的大小写， 变量名区分字母的大小写，且自定义的变量名最 好不要和matlab中的专用变量及函数同名。 中的专用变量及函数同名。 好不要和 中的专用变量及函数同名 A=3; a=3; _q=4; a_1=5; B=[1 2;3 4]
MATLAB矩阵
MATLAB矩阵一、MATLAB矩阵的基本概念。
MATLAB矩阵是由数值或符号元素组成的二维数组，它是MATLAB中最基本的数据类型之一。
矩阵中的每个元素都有一个行索引和一个列索引，这样可以方便地对矩阵进行操作和计算。
在MATLAB中，矩阵的表示方式非常简单，只需要使用方括号将元素排列起来即可。
例如，一个3行2列的矩阵可以表示为：A = [1 2; 3 4; 5 6]这个矩阵中有6个元素，分别是1、2、3、4、5和6，它们按照从左到右、从上到下的顺序排列在一起。
在MATLAB中，矩阵的行数和列数分别可以通过size 函数来获取，这样可以方便地了解矩阵的大小和结构。
二、MATLAB矩阵的常见操作。
1. 创建矩阵。
在MATLAB中，可以通过直接输入元素的方式来创建矩阵，也可以通过一些特定的函数来生成特定类型的矩阵。
例如，可以使用zeros函数来创建全零矩阵，使用ones函数来创建全一矩阵，使用eye函数来创建单位矩阵等等。
这些函数可以帮助用户快速地生成需要的矩阵，提高工作效率。
2. 访问元素。
可以通过行索引和列索引来访问矩阵中的元素，也可以使用冒号操作符来访问矩阵的子集。
这样可以方便地获取矩阵中的特定元素或者子矩阵，进行进一步的计算和处理。
3. 矩阵运算。
MATLAB中支持矩阵的加法、减法、乘法、除法等基本运算，也支持矩阵的转置、逆矩阵、行列式等高级运算。
这些运算可以帮助用户进行各种复杂的数学计算和工程分析，解决实际问题。
4. 矩阵函数。
MATLAB中有许多内置的矩阵函数，可以对矩阵进行各种操作和变换。
例如，可以使用svd函数进行奇异值分解，使用eig函数进行特征值分解，使用inv函数求解逆矩阵等等。
这些函数可以帮助用户更方便地进行数学建模和数据处理。
三、MATLAB矩阵的实际应用。
1. 科学计算。
在科学研究中，经常需要对各种复杂的数学模型进行求解和分析，这时MATLAB矩阵就可以发挥重要作用。
例如，可以使用矩阵来表示线性方程组，然后通过矩阵运算来求解方程组的解。
第2章MATLAB矩阵及其运算
·30·
第 2 章 MATLAB 矩阵及其运算
的求解方法时，因不完善的设计导致的内存溢出。在此，主要针对第二种情况进行分析并 给出相应的解决方案。
1．变量名区分大小写 变量名的定义必须符合以下条件： 必须以字母开头。 由字母、数字、下划线组成。 最长为 31 个字符。 一些用户不可以清除的变量，如 ans、eps、pi、Inf、NaN 等。 【例 2-1】 变量定义举例如下：
A a king
在 MATLAB 中的变量不需要事先定义，在遇见新的变量名时，MATLAB 会自动建立 并且为其分配存储空间。如果遇见已经出现的变量，会重新为其分配空间。
a = complex(2,9) b = real(a) c = imag(a)
MATLAB 运行结果如下：
a= 2.0000 + 9.0000i
b= 2
c= 9
3．除了可以把数值直接赋给变量，还可以将表达式、矩阵赋给变量
对于矩阵的讲解，会在后面详细讲解。 【例 2-4】 变量的赋值举例如下：
a=[1 4 7] B=abs(6+13i) C=[]
（4）不同数据结构的内存。 在 MATLAB 中，8 位、16 位、32 位、64 位的有符号整型或无符号整型分别占用 1、2、4、8 字节空间，单精度、双精度浮点数分别占用 4、8 字节空间。 在 MATLAB 中，复数的存储比较特殊。复数的实部和虚部在内存中是分开存放的， 当在程序中修改复数的实部或虚部时，会在修改数据的同时复制复数的实部和虚部。 在 MATLAB 中，当数组的元素绝大部分为 0 时，MATLAB 一般默认采用稀疏矩 阵进行存储以节省空间。
a=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
MATLAB矩阵及矩阵操作
MATLAB矩阵及矩阵操作数值数组（Numeric Array）和数组运算（Array Operations）始终是MATLAB的核心内容。
自MATLAB5.x版起，由于其“面向对象”的特征，这种数值数组（以下简称为数组）成为了MATALB最重要的一种内建数据类型（Built-in Data Type），而数组运算就是定义在这种数据结构上的方法（Method）。
本节系统阐述：一、二维数值数组的创建、寻访；数组运算和矩阵运算的区别；实现数组运算的基本函数；多项式的表达、创建和操作；常用标准数组生成函数和数组构作技法；高维数组的创建、寻访和操作；非数NaN、“空”数组概念和应用；关系和逻辑操作。
顺便指出：（1）本章所涉内容和方法，不仅使用于数值数组，而且也将部分地延伸使用于在其他数据结构中。
一、变量和数据1 数据类型MATLAB7.3定义了15种基本的数据类型1.1 建立double类型数据：例：（注：double为系统默认数据类型）a=3.3a =3.3000方法一：whos 要查看的变量名注：查看多个变量时各变量之间用空格分开，不能用逗号分开例：查看上面定义的变量awhos aName Size Bytes Classa 1x1 8 double arrayGrand total is 1 element using 8 bytes方法二：使用class函数，函数调用常用格式：str = class(object) ——函数返回object的类型例：class(a)ans =double方法三：使用isa函数，函数调用常用格式：n = is(object,'类型')——函数返回值为1，说明object为第二个参数指定的类型，0表示不是。
例：isa(a,'double') ans =1 isa(a,'char') ans =1.2建立其他数值类型数据的方法●使用single、int_、uint_分别建立单精度、有符号整型、无符号整型的数据例：b=single(a)%建立单精度变量bb =3.3000whos a b %查看变量a b的详细信息Name Size Bytes Classa 1x1 8 double arrayb 1x1 4 single arrayGrand total is 2 elements using 12 bytesclass(b) %获取变量b的数据类型ans =single isa(b,'single') ans =1c=int8(a) %尝试把变量a的值改为3.8，看结果有何变化，得出什么结论?c =3class(c)%获取变量c的数据类型ans =int8 isa(c,'int8') ans =1结论：a的值改为3.8后变量c的值变为4，说明在MATLAB中将一个浮点型数据转换为整型数据是遵循“四舍五入”的法则2、数值●需了解MATLAB表达方式的组成、类型●了解数组（array）、矩阵（matrix）、向量(vector)、标量(数字)(scalar)的概念和它们之间的关系。
Matlab矩阵及其运算
2.2 Matlab矩阵及其操作
2.2.3 特殊矩阵 • 通用特殊矩阵
zeros：产生全0矩阵(零矩阵) ones：产生全1矩阵(幺矩阵) eye：产生单位矩阵 rand：产生0～1间均匀分布的随机矩阵 randn：产生均值为0，方差为1的标准正态分布随 机矩阵
2.2 Matlab矩阵及其操作
2.4 字符串、结构和单元数据
2.4.1 字符串 • 构建
使用‘单撇号’括起来的字符序列，例：str=‘Hello World!’
• 字符串操作
以ASCII码形式存储 获取字符ASCII值：double或abs函数 ASCII转化为字符输出：char函数 例： double('a') abs('a') char(63) (Ex2_12)
定义[ ]为空矩阵，x=[ ] x=[ ]与clear x的区别 将某些元素从矩阵中删除可设置为空矩阵
• 改变矩阵形状
reshape(A,m,n)函数 例：x=[23,45,56,67,78,34,98,65,43,76,12,46] y=reshape(x,3,4) y1=reshape(x,2,6)
• 转置与旋转
转置：单撇号(’)，即A’ 旋转：rot90(A,k)函数 左右和上下翻转：fliplr(A)和flipud(A)
2.3 Matlab运算与矩阵分析
2.3.2 矩阵分析 • 矩阵的逆和伪逆：inv(A) 和pinv(A) • 方阵行列式：det(A) • 矩阵的秩与迹：rank(A)和trace(A) • 向量和矩阵范数：norm(V,1)、 norm(V)和 norm(V,inf) • 矩阵条件数： cond(V,1)、 cond(V)和 cond(V,inf) • 矩阵特征值与特征向量：[V,D]=eig(A) (Ex2_11)
matlab程序设计矩阵及其运算
matlab程序设计矩阵及其运算1. 矩阵的定义和表示在matlab中，矩阵是一种常用的数据结构，用于存储和处理多维数据。
矩阵由行和列组成，每个元素都有一个唯一的位置。
在matlab中，可以通过方括号[ ]来定义和表示矩阵。
以下是一些常见的矩阵定义：一维行向量：matlabA = [1 2 3 4 5];一维列向量：matlabB = [1; 2; 3; 4; 5];二维矩阵：matlabC = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];可以使用size()函数获取矩阵的维度信息，例如：matlab[m, n] = size(C); % m为行数，n为列数2. 矩阵的运算matlab中的矩阵可以进行各种运算，包括基本的加减乘除运算、转置运算、矩阵乘法运算等。
2.1 加法和减法矩阵的加法和减法可以使用+和-运算符进行，例如：matlabA = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];B = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1];C = A + B; % 矩阵的加法D = A B; % 矩阵的减法2.2 矩阵乘法矩阵乘法在matlab中使用运算符进行，例如：matlabA = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];B = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1];C = A B; % 矩阵的乘法2.3 转置运算矩阵的转置表示将矩阵的行和列互换，使用'运算符进行，例如：matlabA = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];B = A'; % A的转置矩阵2.4 矩阵的逆运算矩阵的逆运算是指对于一个可逆矩阵A，存在一个矩阵B，使得A B = B A = I，其中I为单位矩阵。
在matlab中，可以使用inv()函数来求一个矩阵的逆矩阵，例如：matlabA = [1 2; 3 4];B = inv(A); % A的逆矩阵需要注意的是，不是所有的矩阵都有逆矩阵，对于不可逆的矩阵，inv()函数会报错。
MATLAB矩阵及其运算变量和数据操作MATLAB矩阵
2．赋值语句 (1) 变量=表达式 (2) 表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接 起来的式子，其结果是一个矩阵。
例2-1 计算表达式的值，并显示计算结果。 在MATLAB命令窗口输入命令： x=1+2i; y=3-sqrt(17); z=(cos(abs(x+y))-sin(78*pi/180))/(x+abs(y)) 其中pi和i都是MATLAB预先定义的变量， 分别代表代表圆周率π和虚数单位。 输出结果是： z= -0.3488 + 0.3286i
(2) 范得蒙矩阵 范得蒙(Vandermonde)矩阵最后一列全为1， 倒数第二列为一个指定的向量，其他各列 是其后列与倒数第二列的点乘积。可以用 一个指定向量生成一个范得蒙矩阵。在 MATLAB中，函数vander(V)生成以向量V 为基础向量的范得蒙矩阵。例如， A=vander([1;2;3;5])即可得到上述范得蒙矩 阵。
其中，文件名可以带路径，但不需带扩展 名.mat，命令隐含一定对.mat文件进行操作。 变量名表中的变量个数不限，只要内存或 文件中存在即可，变量名之间以空格分隔。 当变量名表省略时，保存或装入全部变量。 -ascii选项使文件以ASCII格式处理，省略 该选项时文件将以二进制格式处理。save命 令中的-append选项控制将变量追加到MAT 文件中。
例2-7 求(x+y)5的展开式。 在MATLAB命令窗口，输入命令： pascal(6) 矩阵次对角线上的元素1,5,10,10,5,1即为展 开式的系数。
2.3 MATLAB运算 2.3.1算术运算 1．基本算术运算 MATLAB的基本算术运算有：＋(加)、 －(减)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、^(乘方)。 注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个 数据的算术运算只是一种特例。
MATLAB R2015b数学建模 第2章 矩阵及其操作
2.5 矩阵分解
2.5.1 特征值分解 1. 标准特征值与标准特征向量 2. 广义特征值与特征向量 3. 部分特征值
2.1 矩阵的创建
第2章 矩阵及其操作
1. 冒号创建一维矩阵 2. linspace创建一维矩阵 3. logspace创建一维矩阵
2.2矩阵的操作
2.2.1 矩阵的部分删除 2.2.2 矩阵元素的修改 2.2.3 矩阵结构的修改 2.2.4矩阵元素的数据变换
2.2.5 矩阵下标引用
1. 矩阵下标访问单个矩阵元素 2. 线性引用矩阵元素
2.3.1 矩阵的代数运算
1. 矩阵的算术运算 2. 矩阵的运算函数 3. 矩阵元素的群运算 4. 元素群的函数
2.3.2 矩阵的关系运算 2.3.3 矩阵的逻辑运算 2.3.4 矩阵的其他运算
1. 矩阵的查找 2. 元素的排序 3. 矩阵元素的累积和与累积积运算 4. 矩阵元素的差分
2.4 矩阵的分析
2.6.2 稀疏矩阵的操作
2.2.6 矩阵信息的获取
1. 矩阵结构 2. 矩阵大小 3. 矩阵的数据类型
2.3 矩阵运算
2.3.1 矩阵的代数运算
1. 矩阵的算术运算 2. 矩阵的运算函数 3. 矩阵元素的群运算 4. 元素群的函数
2.Байду номын сангаас.2 矩阵的关系运算 2.3.3 矩阵的逻辑运算
2.3.4 矩阵的其他运算
1. 矩阵的查找 2. 元素的排序 3. 矩阵元素的累积和与累积积运算 4. 矩阵元素的差分
第2章 MATLAB矩阵及其运算
2.3 常用的数学函数（可以通过help elfun命令查 看）
例： 二阶欠阻尼系统的超调量计算公式为：
总结： 在matlab中，引入矩阵的方式有以下几种： 1、直接从键盘输入； 2、通过M文件的方式键入； 3、通过冒号的方式得到矩阵； 4、通过matlab中的函数得到一些特殊矩阵；
2.1.1 变量与赋值语句
在matlab中，变量定义为矩阵是最基本的变量定
义之一，因此，matlab语言的运算是基于矩阵的
对于永久变量：
1）永久变量不能用clear清除，所以称为永久变量；
2）永久变量不响应who、whos命令； 用于绘图时，起到屏蔽数据的作用；
3）无穷变量Inf、非数变量NaN可以用于编程；但是NaN
2.2 MATLAB运算
1．基本算术运算 MATLAB的基本算术运算有：＋(加)、 －(减)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、^(乘方)。 注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个 数据的算术运算只是一种特例。
1．通用的特殊矩阵 常用的产生通用特殊矩阵的函数有： zeros：产生全0矩阵(零矩阵) 使用格式：
A=zeros(n)
A=zeros(m,n) A=zeros(size(B))
返回一个n*n阶零矩阵；
返回一个m*n阶零矩阵；
返回一个大小与B一样的零矩阵；
ones：产生全1矩阵(1矩阵) 格式： A=ones(n) 返回一个n*n阶1矩阵； A=ones(m,n)
(2) 矩阵乘法 假定有两个矩阵A和B，若A为m×n矩阵， B为n×p矩阵，则C=A*B为m×p矩阵。
要求：A矩阵的列数与B矩阵的行数必须相同，否则出错
MATLAB入门教程之矩阵及其运算
format 格式符 其中格式符决定数据的输出格式
8
第8页，共54页。
2.2 MATLAB矩阵 2.2.1 矩阵的建立
1．直接输入法 最简单的建立矩阵的方法是从键盘直接输入
矩阵的元素。具体方法如下：将矩阵的元素用 方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素， 同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同 行的元素之间用分号分隔。 A=[1 0.2 3;29 5 8;1 5 8; 0 2 8];
12
第12页，共54页。
2.2.2 矩阵的拆分 1．矩阵元素 通过下标引用矩阵的元素，例如 A(3,2)=200 采用矩阵元素的序号来引用矩阵元素。矩阵元素的序 号就是相应元素在内存中的排列顺序。在MATLAB 中，矩阵元素按列存储，先第一列，再第二列，依次 类推。例如 A=[1,2,3;4,5,6]; A(3) ans = 2
的大小。若关系成立，关系表达式结果为1， 否则为0。
(2) 当参与比较的量是两个维数相同的矩阵 时，比较是对两矩阵相同位置的元素按标量关 系运算规则逐个进行，并给出元素比较结果。 最终的关系运算的结果是一个维数与原矩阵相 同的矩阵，它的元素由0或1组成。
29
第29页，共54页。
(3) 当参与比较的一个是标量，而另一个是矩 阵时，则把标量与矩阵的每一个元素按标量关 系运算规则逐个比较，并给出元素比较结果。 最终的关系运算的结果是一个维数与原矩阵相 同的矩阵，它的元素由0或1组成。
26
第26页，共54页。
(4) 矩阵的乘方 一个矩阵的乘方运算可以表示成A^x，要求
A为方阵，x为标量。 2．点运算
第2章 MATLAB矩阵及其运算
3. 删除矩阵元素
在MATLAB中，定义[]为空矩阵。给变量X赋空矩
阵的语句为X=[]。
注意，X=[]与clear X不同，clear是将X从工作空间 中删除，而空矩阵则存在于工作空间中，只是维数 为0,例如： A=[1:5;2:6;3:7] A([1,3],:)=[]
4．改变矩阵的形状
reshape(A,m,n)函数在矩阵总元素保持不变的前提
序号(Index)与下标(Subscript )是一一对应的，以m×n矩
阵A为例，矩阵元素A(i,j)的序号为(j-1)*m+i。其相互
转换关系也可利用sub2ind和ind2sub函数求得： A=[1:3;4:6]; sub2ind(size(A), 1, 2) [i,j]=ind2sub(size(A), 3) 矩阵大小相关函数：
z = -0.3488 + 0.3286i
2.1.2 预定义变量 在MATLAB工作空间中，还驻留几个由系统本身定义的
变量。例如：用pi表示圆周率π的近似值；用i，j表示
虚数单位；inf表示无穷大；eps表示机器零阈值
(P15 表 2-1)。
注意：预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽量避
免对这些变量重新赋值。
中的具体元素。
clear：用于删除MATLAB工作空间中的变量;
who： 只显示出驻留变量的名称，
whos：给出驻留变量具体信息。
2．内存变量文件
利用MAT文件可以把当前MATLAB工作空间中的一些 有用变量长久地保留下来，扩展名是.mat。mat文件的
生成和装入由save和load命令来完成。常用格式为： save 文件名 [变量名表] [-append][-ascii] load 文件名 [变量名表] [-ascii]
Matlab程序设计第2章矩阵及其运算
2.2.2 创建二维数组 方法2：用函数生成特殊矩阵
函数 zeros (全零阵) 格式 B = zeros(n) B = zeros(m,n) 函数 ones (全1阵) 格式 B = ones(n) B = ones(m,n) 函数 eye(单位矩阵) 格式 B = eye(n) B = eye(m,n) %生成n×n全零阵 %生成m×n全零阵
2.2.4二维数组的寻访与赋值
判断数组维数和大小 1) 判断数组维数的指令：ndims 2) 判断数组大小的指令：size 例如：上例中数组A的维数和大小分别为
>> An=ndims(A), As=size(A) An = 2 As = 3 3
表示数组A大小的行数组的长度 (As的长度) 等于数组A的 维数 (An)，length(As)=An 数组A的长度指最长维的长度：length(A)=max(As)。
注意： 1) 子数组寻访取决于 x ( index )中的下标index。 2) 下标 index 可以是单个数值或数组，但是 index 的元素取 值必须在 [ 1 , end ] 的范围内。end 为数组最大下标。 3) 子数组赋值时，注意被赋值的子数组长度与送入的数组长 度一致。
2.2.4二维数组的寻访与赋值
%生成n×n全1阵 %生成m×n全1阵 %生成n×n单位阵 %生成m×n单位阵
2.2.2 创建二维数组 方法2：用函数生成特殊矩阵
函数 randn 格式 y = randn(n) y = randn(m,n) %生成n×n正态分布随机矩阵 %生成m×n正态分布随机矩阵
产生均值为0.6，方差为0.1的4阶矩阵 >> mu=0.6; sigma=0.1; >> x=mu+sqrt(sigma)*randn(4) x= 0.8311 0.7799 0.1335 1.0565 0.7827 0.5192 0.5260 0.4890 0.6127 0.4806 0.6375 0.7971 0.8141 0.5064 0.6996 0.8527
Matlab使用方法
solve('x^2+3x-6') solve('-x^2*y+3*x-6','x+y^2-1')
求方程的符号解
solve (eq1,eq2,…eqn) 求方程组的符号解
2.方程（组）的数值解 fzero (fun,x0) 用数值方法求方程根
七、积分变换 1. Fourier积分变换
返回a、b的并集，即c = a∪b 返回向量a、b的公共部分，即c= a∩b
差：setdiff
返回属于a但不属于b的不同元素的集合，C = a-b
交集的非： setxor
检测集合中的元素： ismember
4. 除法运算
A/B
5. 矩阵乘方
exp(A) ：EA 6. 矩阵函数 expm logm sqrtm
五. 拟合和插值 1. 多项式拟合： 2. 插值： polyfit ( x, y , n)
a. interp1( X,Y,xi,method) method 可取下列值：
linear spline cubic 线性插值
一维数据插值
b. interp2( X,Y,Z,xi, yi,method) 二维数据插值
注： M文件的调用以文件名为准。
%为Matlab的注释符，其后的语句 不执行（只对当前行有效）。
二、Matlab语言
1．逻辑判断符 >= <= > isequal函数 2．逻辑运算符 & | ~
<
==
~=
3．条件语句 ① if-else语句
② switch-case语句
4．循环语句
matlab矩阵的表示和简单操作
m a t l a b矩阵的表示和简单操作(共8页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-matlab矩阵的表示和简单操作一、矩阵的表示在MATLAB中创建矩阵有以下规则：a、矩阵元素必须在”[ ]”内；b、矩阵的同行元素之间用空格（或”,”）隔开；c、矩阵的行与行之间用”;”（或回车符）隔开；d、矩阵的元素可以是数值、变量、表达式或函数；e、矩阵的尺寸不必预先定义。
二，矩阵的创建：1、直接输入法最简单的建立矩阵的方法是从键盘直接输入矩阵的元素，输入的方法按照上面的规则。
建立向量的时候可以利用冒号表达式，冒号表达式可以产生一个行向量，一般格式是： e1:e2:e3，其中e1为初始值，e2为步长，e3为终止值。
还可以用linspace函数产生行向量，其调用格式为：linspace(a,b,n) ，其中a和b是生成向量的第一个和最后一个元素，n是元素总数。
2、利用MATLAB函数创建矩阵基本矩阵函数如下：(1) ones()函数：产生全为1的矩阵，ones(n)：产生n*n维的全1矩阵，ones(m,n)：产生m*n维的全1矩阵；(2) zeros()函数：产生全为0的矩阵；(3) rand()函数：产生在（0，1）区间均匀分布的随机阵；(4) eye()函数：产生单位阵；(5) randn()函数：产生均值为0，方差为1的标准正态分布随机矩阵。
3、利用文件建立矩阵当矩阵尺寸较大或为经常使用的数据矩阵，则可以将此矩阵保存为文件，在需要时直接将文件利用load命令调入工作环境中使用即可。
同时可以利用命令reshape对调入的矩阵进行重排。
reshape(A,m,n)，它在矩阵总元素保持不变的前提下，将矩阵A重新排成m*n的二维矩阵。
二、矩阵的简单操作1．获取矩阵元素可以通过下标（行列索引）引用矩阵的元素，如 Matrix(m,n)。
也可以采用矩阵元素的序号来引用矩阵元素。
矩阵元素的序号就是相应元素在内存中的排列顺序。
如何在Matlab中进行矩阵操作和计算
如何在Matlab中进行矩阵操作和计算在Matlab中进行矩阵操作和计算Matlab是一种用于数值计算和可视化的高级程序语言，广泛应用于科学计算、工程设计、统计分析等领域。
其中，矩阵操作和计算是Matlab的核心功能之一。
在本文中，我们将探讨如何利用Matlab进行矩阵操作和计算的一些基本技巧和高级功能。
一、创建矩阵在Matlab中创建矩阵非常简单。
我们可以使用特定的语法来定义一个矩阵，并赋予其初值。
例如，我们可以使用方括号将矩阵的元素排列成行或列的形式，用逗号或空格分隔开每个元素。
```MatlabA = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % 创建一个3x3的矩阵B = [10 11 12; 13 14 15; 16 17 18]; % 创建一个3x3的矩阵```除此之外，我们还可以使用内置函数来创建特殊类型的矩阵，如单位矩阵、零矩阵、对角矩阵等。
```MatlabC = eye(3); % 创建一个3x3的单位矩阵D = zeros(2, 4); % 创建一个2x4的零矩阵E = diag([1 2 3]); % 创建一个对角矩阵，对角线元素分别为1、2、3```二、矩阵运算Matlab提供了丰富的矩阵运算函数，方便我们进行各种矩阵操作。
例如，我们可以使用加法、减法、乘法、除法等运算符对矩阵进行基本的运算。
```MatlabF = A + B; % 矩阵相加G = A - B; % 矩阵相减H = A * B; % 矩阵相乘I = A / B; % 矩阵相除```此外，Matlab还提供了求转置、求逆、求行列式等常用的矩阵运算函数，可以通过调用这些函数来完成相应的操作。
```MatlabJ = transpose(A); % 求矩阵A的转置K = inv(A); % 求矩阵A的逆矩阵L = det(A); % 求矩阵A的行列式```三、矩阵索引与切片在Matlab中，我们可以使用索引和切片操作来访问矩阵的特定元素或子矩阵。
第二章 matlab矩阵及其运算
预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽量避免对这些变量重 新赋值。
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内存变量的管理
1．指令操作法
who：列出工作内存中的变量名 whos：列出工作内存中的变量细节 clear：
单位矩阵
例2-3 分别建立3×3、3×2和与矩阵A同样大小的零矩阵。
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numbers whose elements are uniformly distributed in the interval (0,1). 输出0-1之间的随机数矩阵。
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(3) 希尔伯特矩阵
hilb(N) is the N by N matrix with elements 1/(i+j-1), which is a famous example of a badly conditioned matrix.
2. 现场菜单操作法 3. 内存变量文件(.mat) (保存工作区中的变量)
save [文件名] [变量名表] [-append][-ascii]把内存变量存入磁盘 load [文件名] [变量名表] [-ascii]从磁盘中调入数据变量 help save help load
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2.3 矩阵基础
在 MATLAB 中，所有的数据均以二维、三 维或高维矩阵的形式存储，每个矩阵的单 元可以是数值类型、逻辑类型、字符类型 或者其他任何数据类型。
对于标量，可以用11矩阵来表示； 对于一组n个数据，可以用1n矩阵来表示； 对于多维数组，可以用多维矩阵来表示。
不具有相同行数的两个矩阵，不允许合并为一个新矩阵
1 3 5 3× 2 2 4 6
+
4 7
5 8 2× 3
6 9
≠
1 3 5
2 4 6
4 7
5 8
6 9Biblioteka .矩阵的合并矩阵合并函数3.矩阵的合并
A=16 3 5 10 9 6 4 15
2 13 11 8 7 12 14 1
>> A=[16 3 2 13;5 10 11 8;9 6 7 12;4 15 14 1]
特殊变量(预定义变量)
在MATLAB工作空间中，还驻留几个由系统本身定义 的变量。预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽 量避免对这些变量重新赋值。
内存变量的管理
利用MATLAB工作空间窗口可实现对内存变量的 查看、 修改、保存、删除、导出及画图等操作。 利用clear命令可删除工作空间中的变量。 利用who和whos命令可分别用于显示在工作空间 中已经驻留的变量名清单。
C=[A B]在水平方向合并矩阵A和B； C=[A;B]在竖直方向合并矩阵A和B。
3.矩阵的合并
具有相同行数的两个矩阵，合并为一个新矩阵
1 3 5 3× 2 2 4 6 4 7 5 8 3× 3 6 9 1 3 5 2 4 4 7 3× 5 5 8 6 9
+
10 11 12
=
6 10 11 12
3.字符和字符串类型
在MATLAB中，数据类型（char）表示一个 字符; 一个char类型的1n数组称为字符串string。
4．结构体类型
结构体类型是一种由若干属性（field）组
成的MATLAB数组，其中的每个属性可以
是任意数据类型。
结构体数组的创建及操作将在第4章里面
进行详细的介绍。
34 43 39 46 18 27 23 30
45 40 44 33 29 24 28 17
4.矩阵的扩展
A=16 5 9 4 3 10 6 15 2 11 7 14 13 8 12 1
>> B=A; B(4,5)=17 B= 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1 >> A(end+1,:)=18 A= 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1 18 18 18 18
mymatrix = 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1
Matlab内在函数（特殊矩阵） 利用m文件创建
特殊矩阵生成函数
特殊矩阵生成函数
特殊矩阵生成函数
>> B=magic(4) B= 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1 >> A=B(:,[1 3 2 4]) A= 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1
2.矩阵的创建
在命令窗口直接输入矩阵的各个元素
>> A=[16 3 2 13;5 10 11 8;9 6 7 12;4 15 14 1]
A= 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1
通过load命令载入数据文件
>> load mymatrix.txt >> mymatrix
2.2 变量及其操作
变量
赋值 变量=表达式
变量名以字母开头，后接字母、数字或下划线的字符序列; 变量名区分字母的大小写。
>> num_students = 25 num_students = 25 >> x=1+2i, y=3-sqrt(17), z=(cos(abs(x+y))-sin(78*pi/180))/(x+abs(y)) x= 1.0000 + 2.0000i y= -1.1231 z= -0.3488 + 0.3286i
8.矩阵的下标引用
通过矩阵下标来存取矩阵元素。 1)访问单个元素 2)线性引用元素 3)访问多个元素
1) 访问单个元素
A=16 5 9 4 A（i，j） 3 10 6 15 2 11 7 14 13 8 12 1
i——行号；
j——列号。 >> A(1,4) + A(2,4) + A(3,4) + A(4,4) ans = 34
基于列操作规则的函数
•傅里叶变换 fft -离散傅里叶变换 fft2 -二维离散傅立叶变换 fftn - N维离散傅里叶变换 ifft -逆离散傅立叶变换 ifft2 -二维逆离散傅立叶变换 ifftn - N维离散傅里叶逆变换 fftshift -移零频率分量的频谱中心 ifftshift -逆FFTSHIFT
who命令只显示出驻留变量的名称
whos在给出变量名的同时，还给出它们的大小、所占
字节数及数据类型等详细信息。
内存变量的保存与载入
mat文件
利用mat文件可以把当前工作空间中的一些有 用变量长久地保留下来，扩展名是.mat。 mat文件的生成和装入分别由save和load命令 来完成。
（4）Inf和NaN
Inf和-Inf分别表示正无穷大和负无穷。
NaN（Not a Number）表示一个既不是实 数也不是复数的值。
2．逻辑类型
在MATLAB中逻辑类型包含true和false，
分别由1和0表示。函数logical将任何非零
的数值转换为true（即1），将数值0转换
为false（即0）。
save 文件名 变量名表 load 文件名 变量名表
>> save data x y z >> clear >> load data z
对load和save命令的一点说明
save 文件名 变量名表 load 文件名 变量名表
• 文件名可以带路径，但不需带扩展名.mat，命 令隐含一定对.mat文件进行操作。 • 变量名表中的变量个数不限，只要内存或文件 中存在即可，变量名之间以空格分隔。当变量 名表省略时，保存或装入全部变量。 • 更多内容，请
A=16 3 5 10 9 6 4 15 2 13 11 8 7 12 14 1
向量的创建
利用冒号表达式产生行向量，调用格式： e1:e2:e3
>> 1:10 ans = 1 2 3 4 5 6 7 >> 100:-7:50 ans = 100 93 86 79 72 65 >> linspace(0,100,6) ans = 0 20 40 60 >> logspace(-2,2,6) ans = 0.0100 0.0631 8 58 9 51 10
2.3 矩阵基础
1.矩阵的索引
A(i,j)—第i行、第j列的元素
A(i,:) —第i行的全部元素
A(:,j) —第j列全部元素 A(i:i+m,:) —第i～i+m行的全部元素 A(:,k:k+m) —第k～k+m列的全部元素 A(i:i+m,k:k+m) —第i～i+m行内，并在第k～k+m 列中的所有元素 还可利用一般向量和end运算符来表示矩阵下标， end表示某一维的末尾元素下标。
用linspace函数产生行向量，调用格式：linspace(a,b,n)
80 100
用logspace函数产生行向量，调用格式：logspace(a,b,n)
0.3981 2.5119 15.8489 100.0000
3.矩阵的合并
把两个或者两个以上的矩阵连接成一个新 矩阵。矩阵构造符[] 可用于构造矩阵，并可 以作为一个矩阵合并操作符。
序号(Index)与下标(Subscript ) 一一对应，以m×n 矩阵A为例，矩阵元素A(i,j)的序号为(j-1)*m+i。其相
互转换关系可利用sub2ind和ind2sub函数求得。
7.基于列的操作规则
>> sum(Data) ans = 3790 8090 174 >> mean(Data) ans = 758 1618 34800
第2章 矩阵及其操作
魔方矩阵（Dürer’s matrix）
第2章 矩阵及其操作
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
数据类型 变量及其操作 矩阵基础 矩阵运算 矩阵的基本操作 矩阵分析 矩阵分解 矩阵相似变换 常用函数
2.1 数据类型
>> B = [A A+32; A+48 A+16] B= 16 3 2 13 48 35 5 10 11 8 37 42 9 6 7 12 41 38 4 15 14 1 36 47 64 51 50 61 32 19 53 58 59 56 21 26 57 54 55 60 25 22 52 63 62 49 20 31