MATLAB线性代数计算

矩阵的运算

规则:矩阵的加法运算就是对应元素相加;

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

>> b=[9 8 7; 6 5 4;3 2 1]

b =

     9     8     7
     6     5     4
     3     2     1

>> a+b

ans =

    10    10    10
    10    10    10
    10    10    10

如果矩阵与常数(标量)相加,则把该常数看成同阶矩阵。

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
>> a+5

ans =

     6     7     8
     9    10    11
    12    13    14

规则:矩阵的减法运算与加法运算相同,对应元素相减。

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

>> b=[9 8 7; 6 5 4;3 2 1]

b =

     9     8     7
     6     5     4
     3     2     1
>> a-b

ans =

    -8    -6    -4
    -2     0     2
     4     6     8

如果矩阵与常量(标量)相减,则把该常数看成同阶矩阵。

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
     
>> a-4

ans =

    -3    -2    -1
     0     1     2
     3     4     5

注:矩阵在进行加减法运算时必须保持矩阵维度一致;

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
>> c=[1 2 3]

c =

     1     2     3

>> a-c

ans =

     0     0     0
     3     3     3
     6     6     6

>> d=[1 2 3 4]

d =

     1     2     3     4

>> a-d
矩阵维度必须一致。

矩阵的乘法运算
运算符:*
规则:按照线性代数中矩阵乘法操作运算,即前面矩阵各行元素分别与后面矩阵各列元素相乘并相加;

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

>> b=[9 8 7; 6 5 4;3 2 1]

b =

     9     8     7
     6     5     4
     3     2     1
>> a*b

ans =

    30    24    18
    84    69    54
   138   114    90

如果一个矩阵与常数相乘,即可与对应矩阵元素对应相乘;

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
>> a*2

ans =

     2     4     6
     8    10    12
    14    16    18

注:两矩阵相乘需满足内部维度一致;
矩阵的点乘运算
运算符:.*
规则:按照线性代数矩阵的点乘操作运算,即两个维度相同元素对应相乘;

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

>> b=[9 8 7; 6 5 4;3 2 1]

b =

     9     8     7
     6     5     4
     3     2     1
>> a.*b

ans =

     9    16    21
    24    25    24
    21    16     9

注:矩阵点乘一个常量和矩阵乘一个常量结果相同;
矩阵的除法运算
运算符:\(左除)和 /(右除)
规则 :左除和右除用于方程求解时,一般来说,x=a\b是方程ax=b的解,
而x=a/b是方程x
a=b的解;

>> a=[1 2;3 4]

a =

     1     2
     3     4

>> b=[3 5;5 9]

b =

     3     5
     5     9

>> a/b

ans =

   -0.5000    0.5000
    3.5000   -1.5000

>> a\b

ans =

   -1.0000   -1.0000
    2.0000    3.0000

矩阵的点除运算
运算符:.\ 和 ./
规则:a./b是矩阵a中各元素除矩阵b中的各元素;
a./b=b.\a

>> a.\b

ans =

    3.0000    2.5000
    1.6667    2.2500

>> b./a

ans =

    3.0000    2.5000
    1.6667    2.2500

矩阵的乘方运算
运算符:^
规则:当矩阵a为方阵,p为大于0的整数时a^p为a的p次方,即a自乘p次;
p为小于0的整数时a-1的|p|次方。(乘方是乘法的扩充,为了保证合法性,要求矩阵为方阵)

>> a=[1 2;3 4]

a =

     1     2
     3     4
>> a^3

ans =

    37    54
    81   118

>> a^(-2)

ans =

    5.5000   -2.5000
   -3.7500    1.7500

矩阵的点乘方运算
运算符:.^
规则:矩阵中的每个元素都进行乘方运算;其中a.^b表示矩阵a中元素对矩阵b中的元素求幂次方,其中a,b两矩阵维度必须保持一致。结果维度相同。

>> a=[1 2;3 4]

a =

     1     2
     3     4

>> b=[3 5;5 9]

b =

     3     5
     5     9
>> a.^b

ans =

           1          32
         243      262144

>> a.^3

ans =

     1     8
    27    64

以上为矩阵运算的全部内容,希望给初学者带来帮助。若有错误请见谅,在讨论区留言一起讨论交流。

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