练习4 矩阵和数组的加减运算与乘法 联系客服

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练习4 矩阵和数组的加减运算与乘法

知识背景 在数学计算或工程数据处理中,关于矩阵和数组的计算司空见惯。如果人工主、去做这部分工作,将既费时又费力并且容易出错。所幸的是MATLAB为我们展示了丰富而出色的矩阵运算功能,大大简化了我们的工作量。为了使读者尽快熟悉这部分内容,我们先来回顾一下矩阵计算的基本定义:

(1)若矩阵A与B的行数与列数相同,则称A与B为同型矩阵。同型矩阵可进行加减运算,A?B就等于矩阵A与B对应元素的代数和。 (2)所有元素均为0的矩阵,称为零矩阵。

(3)数乘矩阵:设k为常数,A为m?n阶矩阵,则定义数乘矩阵为:

?ka11ka12ka12ka14???kA???????

?ka?kamn??m1kam2? (4)矩阵的乘法设A为n?s阶矩阵,B为s?m阶矩阵,则定义C=AB(其中C为n?m阶矩阵)为矩阵A与B的乘积。

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t?1s主要内容 [本练习考查知识点]

矩阵运算是MATLAB中最基本也最为重要的部分。我们在这个练习中将

学习矩阵和数组的加减法和乘法。本练习将练习使用矩阵和数组各自的运算符号进行简单计算,使读者体会它们之间的联系与区别。数组的运算符比相应的矩阵运算符多一个小黑点,这一点要牢记。另外我们还将在简单计算中复习以前学过的矩阵的创建和调用。

练习过程 MATLAB系统提供了如下的矩阵运算符:

+ 加法 - 减法 * 乘法 ^ 幂 \\ 左除 / 右除 ‘ 转置

使用上述矩阵运算符要符合矩阵运算的要求。比如:只有同型矩阵才能相加减;A*B必须满足A的列数等于B的行数;只有方矩阵(行数等于列数)才可以求幂……

(1) 矩阵的加减运算 在命令区中输入: A=rand(3,4) B=rand(3,4) C=A+B

得到的结果如图4-1所示。

可见矩阵相加即将两个矩阵的对应元素相加,得到一个新矩阵。同样的,矩阵减法即是将两个同型矩阵的对应元素相减。读者可以计算一下A-B的值。

如果计算矩阵和标量的和,在命令区中输入:

A=rand(3,4) B=A+3

得到的结果如图4-2所示。

图4-1 矩阵相加

图4-2 矩阵与标量相加

由图4-2知,标量与矩阵(1?1矩阵)相加减,等于标量与矩阵中的每个元素相加减。这一点请读者特别注意。 (2) 矩阵的乘法 我们在命令区中输入: A=magic(3) B=pascal(3) C=A*B

得到的结果如图4-3所示。