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数学实验:矩阵处理、上下翻转,乘以6

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:,第六列乘以6.解:用一个对角矩阵右乘一个矩阵时,相当于用对角阵的第一个元素乘以该矩阵的第一列,用对角阵的第二个元素乘以该矩阵的第二列,……,依此类推.MATLAB对矩阵A实施上下翻转的函数是flipud.例如,对上面矩阵A:

数学实验:矩阵处理、上下翻转,乘以6

1.对角阵

只有对角线上有非0元素的方阵称为对角矩阵,对角线上的元素相等的对角矩阵称为数量矩阵,对角线上的元素都为1的对角矩阵称为单位矩阵.矩阵的对角线有许多性质,如转置运算时,对角线元素不变;相似变换时,对角线的和(称为矩阵的迹)不变等.在研究矩阵时,很多时候需要将矩阵的对角线上的元素提取出来形成一个列向量,而有时又需要用一个向量构造一个对角阵.

(1)提取矩阵的对角线元素

设A为m×n矩阵,diag(A)函数用于提取矩阵A的主对角线元素,产生一个具有min(m,n)个元素的列向量.例如:

diag(A)函数还有一种形式:diag(A,k),其功能是提取第k条对角线的元素.与主对角线平行,往上为第1条、第2条、…、第n条对角线,往下为第-1条、第-2条、…、第-n条对角线.主对角线为第0条对角线.例如,提取A主对角线两侧对角线的元素,命令如下:

(2)构造对角矩阵

设V为具有m个元素的向量,diag(V)将产生一个m×m对角矩阵,其主对角线元素即为向量V的元素.例如:

diag(V)函数也有另一种形式:diag(V,k),其功能是产生一个n×的对角阵,其第k条对角线的元素即为向量V的元素.例如:

例4.2 先建立6×6矩阵,然后将A的第一列元素乘以1,第二列乘以2,…,第六列乘以6.

解:用一个对角矩阵右乘一个矩阵时,相当于用对角阵的第一个元素乘以该矩阵的第一列,用对角阵的第二个元素乘以该矩阵的第二列,……,依此类推.因此,只需按要求构造一个对角矩阵D,并用D右乘A即可.命令如下:

如果要对A的每行元素乘以同一个数,可以用一个对角阵左乘矩阵A.

2.三角阵(www.xing528.com)

三角阵又进一步分为上三角阵和下三角阵.所谓上三角阵,即矩阵的对角线以下的元素全为0的一种矩阵,而下三角阵则是对角线以上的元素全为0的一种矩阵.

(1)上三角矩阵

与矩阵A对应的上三角阵B是与A同型(具有相同的行数和列数)的一个矩阵,并且B的对角线以上(含对角线)的元素和A的对应相等,而对角线以下的元素等于0.求矩阵A的上三角阵的MATLAB函数是triu(A).例如,提取矩阵A的上三角元素,形成新的矩阵M,命令如下:

triu(A)函数也有另一种形式:triu(A,k),其功能是求矩阵A的第k条对角线以上的元素.例如,提取上面矩阵A的第2条对角线以上的元素,形成新的矩阵B,命令如下:

(2)下三角矩阵

在MATLAB中,提取矩阵A的下三角矩阵的函数是tril(A)和tril(A,k),其用法与提取上三角矩阵的函数triu(A)和triu(A,k)完全相同.

3.矩阵的旋转

在MATLAB中,可以很方便地以90°为单位使矩阵沿逆时针方向进行旋转.利用函数rot90(A,k)将矩阵A旋转90°的k倍,当k为1时可省略.例如,将A按逆时针方向旋转90°,命令如下:

4.矩阵的翻转

对矩阵实施左右翻转是将原矩阵的第一列和最后一列调换,第二列和倒数第二列调换,……,依此类推.MATLAB对矩阵A实施左右翻转的函数是fliplr(A).

与矩阵的左右翻转类似,矩阵的上下翻转是将原矩阵的第一行与最后一行调换,第二行与倒数第二行调换,……,依此类推.MATLAB对矩阵A实施上下翻转的函数是flipud(A).例如,对上面矩阵A:

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