SageMath矩阵操作及解线性方程组

矩阵所处环的表示

  • ZZ:整数环
  • QQ:有理数环
  • Zmod(p):p为素数,定义在 Z P Z_P ZP

矩阵操作

声明

超完整定义

mt = matrix(QQ, 3, 2, [1, 2, 3, 4, 5, 6])

完整定义

mt = matrix(ZZ, 3, 4) #定义一个在整数环上的3行4列的矩阵
mt = matrix(ZZ, 0, 4) #定义一个在整数环上0行4列的矩阵,后期可动态添加行

部分定义

mt = matrix(QQ, 3, [1, 2, 3, 4, 5, 6]) #定义在有理数环上的3列矩阵,并赋值

添加行

在末尾添加

mt = mt.stack(vector([1, 2, 3]) #矩阵后添加一行

在指定行插入一行,第一个参数为行号,第二个为元素list

mt = mt.insert_row(1, vector([1, 2, 3])) #在第一行插入

修改元素值

注意,矩阵行列均从0开始!
修改单个值

mt[2, 3] = 8 #将第3行第4列的值修改为8

修改整行值

mt[2] = [1, 2, 3, 4] #将第3行的值依次修改为list中的值

求秩

mt.rank()

求行、列值

mt.nrows() #将返回矩阵行数
mt.ncols() #将返回矩阵列数

求行列式的值

mt.determinant()

求是否为可逆矩阵

是可逆矩阵则输出TRUE,否则输出FALSE

mt.is_invertible()

求逆

两种方法

mt.inverse()
mt = mt^(-1)

SageMath矩阵操作及解线性方程组_第1张图片
改变矩阵所处环

mt.change_ring(ZZ) ##将矩阵的环改为ZZ

求解线性方程组和线性相关组

求矩阵X满足XA=B

X = A.solve_left(B)

求矩阵X满足AX=B

X = A.solve_right(B)

求向量x满足Ax=b

两种方法

x = A \ b
x = A.solve_right(b)

SageMath矩阵操作及解线性方程组_第2张图片
找线性相关的行向量

满足XA=0

X = A.left_kernel()

满足AX=0

X = A.right_kernel()

SageMath矩阵操作及解线性方程组_第3张图片

找X中指定行向量

X.gen(0) #解X中的第1行

SageMath矩阵操作及解线性方程组_第4张图片
求最短正交基

LLL格基约简算法

mt.LLL()

SageMath矩阵操作及解线性方程组_第5张图片

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