MATLAB赋值矩阵及其运算

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Matlab中的矩阵操作技巧指南

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PPT课件

第2章--MATLAB矩阵及其运算PPT课件
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]
.
10
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。
第2章 MATLAB矩阵及其运算
2.1 变量和数据操作 2.2 MATLAB矩阵 2.3 MATLAB运算 2.4 矩阵分析 2.5 矩阵的超越函数 2.6 字符串 2.7 结构数据和单元数据 2.8 稀疏矩阵
.
1
2.1 变量和数据操作
2.1.1 变量与赋值 1.变量命名 在MATLAB 7 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,最 多63个字符。在MATLAB中,变量名区分 字母的大小写。
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。
.
21
2.利用M文件建立矩阵 对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为
.
2
• Abc=5 a_9=4; 3an=4;
%合法变量名 %合法变量名 %非法变量名
• MATLAB提供的标准函数名以及命令名必须
用小写字母。
Help plot
%非法
help plot
%合法
.
3
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。

MATLAB矩阵及其运算第一次

MATLAB矩阵及其运算第一次
第2章 MATLAB矩阵及其运算
MATLAB变量和数据操作 MATLAB矩阵及其操作 MATLAB运算与矩阵分析 字符串
注:本章是本课程的基础之一
2.1 变量和数据操作
数据术语 矩阵:由m×n个数组成的排成m行n列的一
个矩形的数表,其中0×0矩阵为空矩阵([ ])。 数表中第i(1≤i≤m)行第j(1≤j≤n)列的数 据称为矩阵元素。 标量(1 × 1),向量(行向量(1 × n), 列向量)是矩阵的特例。
在命令窗口中输入
a=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]
按回车键,命令就被执行,在MATLAB命令窗 中显示以下结果:
a=
1
2
3
4
5
6
789
通过表达式建立矩阵元素。
在命令窗口输入语句: x=[abs(-2) cos(pi) sqrt(4)]
运行结果?
建立复数矩阵:
b=[1+2i,2+3i;2-i,3-2i] b= 1.0000 + 2.0000i 2.0000 + 3.0000i 2.0000 - 1.0000i 3.0000 - 2.0000i
e3,2e3, 1e, 1e-2, 1E2, 1E-2i, 2E-1-i, .....
2.2 MATLAB矩阵
2.2.1 矩阵的建立 1.直接输入法 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。元素可以是数值或表达 式元素,表达式可以由数字、变量、运算 符和函数等组成。
save mydata2 a b
%变量a,b保存在mydata2.mat

MATLAB入门教程之矩阵及其运算

MATLAB入门教程之矩阵及其运算
元素都是用双精度数来表示和存储的。数据输 出时用户可以用format命令设置或改变数据输 出格式。format命令的格式为:
format 格式符 其中格式符决定数据的输出格式
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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];
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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。
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(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。
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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

第2章  MATLAB矩阵及其运算
C= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3 5 4 6 8 7 9 11 注意行和列数
1 4 7 1 4 7
3 5 6 8 9 11 2 3 5 6 8 9
2.2.2 矩阵的拆分
1.矩阵元素的引用方式
1)通过下标引用矩阵的元素,例如
A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9] A(3,2)=200 注意 :如果给出的下标大于矩阵的行数和列数,则 自动扩展原有矩阵,没赋值的元素为0。
元素由1,2,3,…,n2共n2个整数组成。MATLAB提供
了求魔方矩阵的函数magic(n),其功能是生成一个 n阶魔方阵。 (2) 范得蒙矩阵 (3) 希尔伯特矩阵 (4) 托普利兹矩阵 (5) 伴随矩阵
(6) 帕斯卡矩阵
练习
1.利用clear命令清除工作空间的变量(若工作 空间没有变量,可先任意新建一个); 2.按下列方式对变量赋值 A=[pi,2*pi;4*pi,0;10*pi,0.5*pi]; B=[1+2i,3-5i,5;4,6-2i,8;7,9+3i,11]; 3.求出2题中A的正弦函数并赋给变量C,求出 2题中B的实部和虚部分别赋给变量Br和Bi。 4.将3题中的变量C, Br和Bi保存下来,保存 数据的文件名自己选取(英文名)
1.变量命名
可以改变, 重新赋值
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(不能包含空格和标点
符号),最多63个字符。在MATLAB中,变量名 区分字母的大小写。关键字和函数名不能作为变 量名。
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
e或E表示 10为底的 指数
e3,2e3, 1e, 1e-2, 1E2, 1E-2i, 2E-1-i, .....

matlab矩阵及其运算

matlab矩阵及其运算


strncmp(str1,str2,N)
功能:比较两个字符串前N个字符是否相等,相同为1, 不相同为0
• strcmpi(S1,S2)
• strncmpi(S1,S2,N)
18 MALAB 7.X程序设计
rem与mod的区别
rem(x,y)=x-y.*fix(x./y)
mod(x,y)=x-y.*floor(x./y)
eg: >>x=5;y=3; >>y1=rem(x,y),y2=mod(x,y) >> x=-5;y=3; >>y1=rem(x,y),y2=mod(x,y)
8 MALAB 7.X程序设计
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。
9 MALAB 7.X程序设计
例 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))
MALAB 7.X程序设计
5
④ 保存变量save • save 将工作空间中所有变量存储在 matlab.mat文件中 • save data 所有变量存储在data.mat文件中 • save data x y 将x y变量存储在data.mat文件中 ⑤ 加载变量load load data 将data文件中的变量加载到工作区中
2.字符串 (1)格式:’str’
eg: >> s=‘Matlab’; >> s
s= Matlab
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如 >> h=ones(2,3) h= 1 1 1 1 1 1 >> g=eye(3) g= 1 0 0 0 1 0 0 0 1
例2-3 分别建立3×3、3×2和与矩阵A同样大小的 零矩阵。 (1) 建立一个3×3零矩阵。 zeros(3) (2) 建立一个3×2零矩阵。 zeros(3,2) (3) 设A为2×3矩阵,则可以用zeros(size(A))建立 一个与矩阵A同样大小零矩阵。 A=[1 2 3;4 5 6]; %产生一个2×3阶矩阵A zeros(size(A)) %产生一个与矩阵A同样大小的 零矩阵
例如:输入矩阵c:
>>c=[1 2;3 4;5 3*2] 结果: c= 1 2 3 4 5 6 或者输入>>c=[1,2;3,4;5,3*2] 或者>>c=[1 2 34 5 6]
2.利用M文件建立矩阵 对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为 它专门建立一个M文件。下面通过一个简 单例子来说明如何利用M文件创建矩阵。
2.用于专门学科的特殊矩阵 (1) 魔方矩阵 魔方矩阵有一个有趣的性质,其每行、每 列上的元素和都相等及两条对角线上的元 素和相等。对于n阶魔方阵,其元素由 1,2,3,…,n*n共n的平方个整数组成。 MATLAB提供了求魔方矩阵的函数 magic(n),其功能是生成一个n阶魔方阵。
例2-5 将101~125等25个数填入一个5行5列的 表格中,使其每行每列及对角线的和均为 565。 M=100+magic(5)
(4) 托普利兹矩阵 托普利兹(Toeplitz)矩阵除第一行第一列外, 其他每个元素都与左上角的元素相同。生 成托普利兹矩阵的函数是toeplitz(x,y),它 生成一个以x为第一列,y为第一行的托普 利兹矩阵。这里x, y均为向量,两者不必等 长。toeplitz(x)用向量x生成一个对称的托普 利兹矩阵。例如 T=toeplitz(1:6)
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。
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。 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。
2.1.3 数据
1.数据的表达方式:十进制,10e-309~10e309 2.矩阵和数组的概念: (1)标量:含有一个数的矩阵。 (2)向量:只有1行或1列的矩阵。 (3)矩阵:二维数组。 (4)数组:n维数组。 注:向量和标量是矩阵的特例,向量和矩阵 是数组的特例。
3.复数:MATLAB用特殊变量“i”和“j” 表示虚数的单位。 复数的表示:z=a+b*i或z=a+b*j z=a+bi或z=a+bj(b为常量) z=r*exp(i*0)
>> B=[] B= [] B为0X0矩阵
2.2.3 特殊矩阵 1.通用的特殊矩阵 常用的产生通用特殊矩阵的函数有: zeros(m,n):产生m×n全0矩阵(零矩阵)。 ones(m,n):产生m×n全1矩阵(幺矩阵) eye(m,n):产生m×n单位矩阵(对角为1)。 rand(m,n):产生0~1间均匀分布的随机矩 阵。 randn(m,n):产生均值为0,方差为1的标 准正态分布随机矩阵。
第2章 MATLAB矩阵及其运算 2.1 变量和数据操作 2.2 MATLAB矩阵 2.3 MATLAB运算 2.4 矩阵分析 2.5 矩阵的超越函数 2.6 字符串 2.7 结构数据和单元数据 2.8 稀疏矩阵
2.1 变量和数据操作
2.1.1 变量与赋值 1.变量命名 在MATLAB 7.0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,最 多63个字符。在MATLAB中,变量名区分 字母的大小写。
(5) 伴随矩阵 MATLAB生成伴随矩阵的函数是 compan(p),其中p是一个多项式的系数向 量,高次幂系数排在前,低次幂排在后。 例如,为了求多项式的x3-7x+6的伴随矩阵, 可使用命令: p=[1,0,-7,6]; compan(p)
(6) 帕斯卡矩阵 我们知道,二次项(x+y)^n展开后的系数随 n的增大组成一个三角形表,称为杨辉三角 形。由杨辉三角形表组成的矩阵称为帕斯 卡(Pascal)矩阵。函数pascal(n+1)生成一个 n+1阶帕斯卡矩阵。
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: >>a=1-2i; >>x=real(a); %计算实部 >>y=imag(a); %计算虚部 >>z=abs(a); %计算幅值 >>w=angle(a)*180/pi %计算相 角
2.2 MATLAB矩阵和数组
2.2.1 矩阵的输入 1.直接输入法 将矩阵的元素用方括号括起来; 空格或逗号分隔同一行的各元素; 分号或者回车分隔不同行。
(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。
例2-2 利用M文件建立MYMAT矩阵。 (1) 启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑 器,并输入待建矩阵: (2) 把输入的内容以纯文本方式存盘(设文 件名为mymatrix.m)。 (3) 在MATLAB命令窗口中输入mymatrix, 即运行该M文件,就会自动建立一个名为 MYMAT的矩阵,可供以后使用。
>> B=[1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12; 13 14 15 16]' B= 1 5 9 13 2 6 10 14 3 7 11 15 4 8 12 16 >> B(3,4) ans = 15 >> B((4-1)*4+3) ans = 15 >> B(15) ans = 15
例2-7 求(x+y)5的展开式。 在MATLAB命令窗口,输入命令: pascal(6) %幂次加1 矩阵次对角线上的元素1,5,10,10,5,1即为展开 式的系数。 >> pascal(2+1) ans = 1 1 1 1 2 3 1 3 6
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。
M=magic(5) M= 17 24 1 8 15 23 5 7 14 16 4 6 13 20 22 10 12 19 21 3 11 18 25 2 9 >> sum(M(:,1)) ans = 65 >> sum(M(1,:)) ans = 65
>>s=0; for i=1:4; s=s+M(i,i); end s s= 56 >> sv=0;Mv=M'; for i=1:4; sv=sv+Mv(i,i); end sv sv = 56
例2.1使用from:step:to方式生成以下矩阵
>>x1=2:5 >>x2=2:0.5:4 >>x3=5:-1:2 >>x4=2:-1:3 >>x5=2:-1:0.5 >>x6=[1:2:5;1:3:7]
(2)使用linspace和logspace函数生成 向量
• linspace用来生成线性等分向量 格式: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(默认 n=100)。 显然,linspace(a,b,n)与a:(b-a)/(n-1):b 等价。
例2-4 建立随机矩阵: (1) 在区间[20,50]内均匀分布的5阶随机矩阵。 (2) 均值为0.6、方差为0.1的5阶正态分布随 机矩阵。 命令如下: x=20+(50-20)*rand(5) y=0.6+sqrt(0.1)*randn(5) 此外,常用的函数还有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。
如 >> B(:,3) ans = 9 10 11 12 >> B(2,:) ans = 2 6
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(2) 利用空矩阵删除矩阵的元素 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X ,而空矩阵则存在于工作空间中,只 是维数为0。 如:
• 2.矩阵拆分 (1) 利用冒号表达式获得子矩阵 ① A(:,j)表示取A矩阵的第j列全部元素;A(i,:) 表示A矩阵第i行的全部元素;A(i,j)表示取A矩阵 第i行、第j列的元素。 ② A(i:i+m,:)表示取A矩阵第i~i+m行的全部元 素;A(:,k:k+m)表示取A矩阵第k~k+m列的全部 元素,A(i:i+m,k:k+m)表示取A矩阵第i~i+m行内, 并在第k~k+m列中的所有元素。 此外,还可利用一般向量和end运算符来表示矩阵 下标,从而获得子矩阵。end表示某一维的末尾元 素下标。如: >>A(1,end) ans = 4
(1) 矩阵加减运算 假定有两个矩阵A和B,则可以由A+B和 A-B实现矩阵的加减运算。运算规则是:若 A和B矩阵的维数相同,则可以执行矩阵的 加减运算,A和B矩阵的相应元素相加减。 如果A与B的维数不相同,则MATLAB将给 出错误信息,提示用户两个矩阵的维数不 匹配。
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