首页 > 其他分享 >【Matlab学习2.1】特殊矩阵

【Matlab学习2.1】特殊矩阵

时间:2023-01-30 00:22:44浏览次数:41  
标签:矩阵 cfrac cdots zeros Matlab bmatrix 2.1 vdots

通用性的特殊矩阵

zeros函数:产生全0矩阵,即零矩阵。
ones函数:产生全1矩阵,即幺矩阵。
eye函数:产生对角线为1的矩阵。当矩阵是方阵时,得到一个单位矩阵。
rand函数:产生(0,1)区间均匀分布的随机矩阵。
randn函数:产生均值为0,方差为1的标准正态分布随机矩阵。

zeros函数的调用格式

zeros(m):产生m×m零矩阵。
zeros(m,n):产生m×n零矩阵。
zeros(size(A)):产生与矩阵A同样大小的零矩阵。 

例2.1.1:

>> A=zeros(2,3)
A =
     0     0     0
     0     0     0
>> A = zeros(2,3)
A =
     0     0     0
     0     0     0
>> zeros(size(reshape(A,3,2)))
ans =
     0     0
     0     0
     0     0

例2.1.2:

首先产生5阶两位随机整数矩阵A,再产生均值为0.6、方差为0.1的5阶正态分布随机矩阵B,最后验证 (A+B)I=IA+BI(I为单位矩阵)。 

提示:
rand函数:产生(0,1)开区间均匀分布的随机数x。
fix(a+(b-a+1)*x):产生[a,b]区间上均匀分布的随机整数。
randn函数:产生均值为0、方差为1的标准正态分布随机数x。
μ+σx:得到均值为μ、方差为σ2的随机数。

>> A = fix(rand(5)*90 + 10)
>> B = randn(5)*sqrt(0.1) + 0.6
>> I = eye(5)
>> (A+B)*I == I*A + B*I

答案:

>> A = fix(rand(5)*90 + 10)
A =
    88    48    22    86    16
    17    91    88    65    31
    45    26    62    41    21
    33    33    59    56    26
    82    23    23    46    31
>> B = randn(5)*sqrt(0.1) + 0.6
B =
    0.4313    0.5890    1.0273    0.2458    0.3263
   -0.0333    0.3476    0.5289    1.3988    0.5442
    0.9049    0.9221    0.4137    1.1235    0.8503
    0.7645    0.5579    0.5071    0.6973    0.1788
    0.5937    0.3740    0.3319    0.2025   -0.1368
>> I = eye(5)
I =
     1     0     0     0     0
     0     1     0     0     0
     0     0     1     0     0
     0     0     0     1     0
     0     0     0     0     1
>> (A+B)*I == I*A + B*I
ans =
  5×5 logical 数组
   1   1   1   1   1
   1   1   1   1   1
   1   1   1   1   1
   1   1   1   1   1
   1   1   1   1   1

例2.1.2

用于专门学科的特殊矩阵

魔方矩阵——Magic Square

n阶魔方阵由 1,2,3,…,n2 共 n2 个整数组成,且每行、每列以及主、副对角线上各 n 个元素之和都相等。

n阶魔方阵每行每列元素的和为$\cfrac{1+2+3+…+ n^2}{n}$,即$\cfrac{n+n^3}{2}$。

n>2时有很多不同的n阶魔方阵,MATLAB函数magic(n)产生一个特定的魔方阵。

\[ V= \begin{bmatrix} v_1^{n-1} & \cdots & v_1^2 & v_1^1 & v_1^0 \\ v_2^{n-1} & \cdots & v_2^2 & v_2^1 & v_2^0 \\ v_3^{n-1} & \cdots & v_3^2 & v_3^1 & v_3^0 \\ \vdots & \ddots & \vdots & \vdots & \vdots \\ v_n^{n-1} & \cdots & v_n^2 & v_n^1 & v_n^0 \\ \end{bmatrix} \]

\[ V= \begin{bmatrix} 1 & a_1 & a_1^2 & \cdots & a_1^{n-1} \\ 1 & a_2 & a_2^2 & \cdots & a_2^{n-1} \\ 1 & a_3 & a_3^2 & \cdots & a_3^{n-1} \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ 1 & a_m & a_m^2 & \cdots & a_m^{n-1} \\ \end{bmatrix} \]

\[ H= \begin{bmatrix} 1 & \cfrac{1}{2} & \cfrac{1}{3} & \cdots & \cfrac{1}{n} \\ \cfrac{1}{2} & \cfrac{1}{3} & \cfrac{1}{4} & \cdots & \cfrac{1}{n+1} \\ \cfrac{1}{3} & \cfrac{1}{4} & \cfrac{1}{5} & \cdots & \cfrac{1}{n+2} \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ \cfrac{1}{n} & \cfrac{1}{n+1} & \cfrac{1}{n+2} & \cdots & \cfrac{1}{2n-1} \\ \end{bmatrix} \]

\[ A= \begin{bmatrix} -\cfrac{a_{n-1}}{a_n} & -\cfrac{a_{n-2}}{a_n} & -\cfrac{a_{n-3}}{a_n} & \cdots & -\cfrac{a_1}{a_n} \\ \cfrac{1}{2} & \cfrac{1}{3} & \cfrac{1}{4} & \cdots & \cfrac{1}{n+1} \\ \cfrac{1}{3} & \cfrac{1}{4} & \cfrac{1}{5} & \cdots & \cfrac{1}{n+2} \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ \cfrac{1}{n} & \cfrac{1}{n+1} & \cfrac{1}{n+2} & \cdots & \cfrac{1}{2n-1} \\ \end{bmatrix} \]

\[ A= \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & 3 & 4 & 5 & 6 & 7 & 8 \\ 1 & 3 & 6 & 10 & 15 & 21 & 28 & 36 \\ 1 & 4 & 10 & 20 & 35 & 56 & 84 & 120 \\ 1 & 5 & 15 & 35 & 70 & 126 & 210 & 330 \\ 1 & 6 & 21 & 56 & 126 & 252 & 462 & 792 \\ 1 & 7 & 28 & 84 & 210 & 462 & 924 & 1716 \\ 1 & 8 & 36 & 120 & 330 & 792 & 1716 & 3432 \\ \end{bmatrix} \]

标签:矩阵,cfrac,cdots,zeros,Matlab,bmatrix,2.1,vdots
From: https://www.cnblogs.com/crepuscule/p/17074166.html

相关文章