初學筆記 建立向量和矩陣,向量 的知識

2021-08-07 11:51:19 字數 3973 閱讀 4429

(1)行向量

建立行向量括在方括號中的元素的集合,用空格或逗號分隔的元素。

>> r =

[ 7 8

9 10

11]>>= [7,8, 9, 10, 11]

r =

7     8     9    10    11

>> r = [7 8 9 10 11];

t = [2, 3, 4, 5, 6];

res = r + t

res =

9    11    13    15    17

(2)列向量

建立列向量通過內附組方括號中的元素,使用分號(;)分隔的元素。

>> r =

[ 7

; 8;

9;10;

11]

r =

78910

11 (3)建立矩陣

矩陣是乙個二維數字陣列。

在matlab中,建立乙個矩陣每行輸入空格或逗號分隔的元素序列,最後一排被劃定乙個分號。例如,建立乙個3×3的矩陣:

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

ans =

1     2     3

4     5     6

7     8     9

(4)向量的引用

>> v=[5 6 7 8 ]

v =5     6     7     8

以參照的向量元素的幾種方式中的一種或多種。i

th 乙個向量v的分量被稱為v(i)。例如:

>> v(2)

ans =

6當引用乙個冒號,乙個向量,其例如為v(:),該載體上的所有元件的被列出。

>> v(:)

ans =

5678

matlab允許你選擇乙個範圍從向量的元素。

例如,讓我們建立乙個行向量rv 9個元素,那麼我們將引用元素3至7寫rv(3:7),並建立乙個新的向量名為sub_rv。

>> a = [4 5 6 7 8]; sub_ra=a (2:4)

sub_ra =

5     6     7

>> a = [4 5 6 7 8];b=a (2:4)

b =5     6     7

(5)向量的加減法

您可以相加或相減兩個向量。這兩個運算元的向量必須是相同的型別和相同數量的元素。

>> a = [1 2 3 4 5];

b = [6 7 8 9 10] ;

c = a + b

d = a - b

c =7     9    11    13    15

d =

-5    -5    -5    -5    -5

(6)標量 向量的乘法 (數字和向量的相乘)

當乙個數字乘以乙個向量,這就是所謂的標量乘法。標量乘法產生相同型別的乙個新的向量,原來的向量的每個元素乘以數量

>> b = [6 7 8 9 10] ;

d = 4 * b

d =24    28    32    36    40

(7)向量的轉置

移調操作改變成乙個行向量,反之亦然乙個列向量。移調操作表示乙個單引號(')。

>> a = [1 2 3 4 5];

b = [6; 7; 8; 9; 10] ;

ta = a';

tb = b';

disp(ta);disp(tb);12

345

6     7     8     9    10

(8) 向量的追加

matlab 允許附加向量,共同創造新的向量。

其實就是行向量和列向量的符號需要顛倒使用

>> a = [1 2 3 4 5];

a = [1 2 3 4 5];

aa = [a a]

aamat = [a;a]

aa =

columns 1 through 7

1     2     3     4     5     1     2

columns 8 through 10

3     4     5

aamat =

1     2     3     4     5

1     2     3     4     5

>>

>> b = [1;2 ;3; 4; 5];

b = [1 ;2 ;3 ;4 ;5];

bb = [b ;b]

bbmat = [b,b]

bb =

1234512

345

bbmat =

1     1

2     2

3     3

4     4

5     5

(9)向量的模

向量 ab(ab上面有→)的長度叫做向量的模,記作|ab|(ab上有→)或|a|(a上有→)。

向量ab的大小,也就是向量ab的長度(或稱模),記作|ab|,(ab上面有→)

模是絕對值在二維和三維空間的推廣,可以認為就是向量的長度。推廣到高維空間中稱為範數。

計算公式

空間向量

(x,y,z),其中x,y,z分別是三軸上的座標,模長是:

平面向量

(x,y),模長是:

對於向量x屬於n維復向量空間

x=(x1,x2…,xn)

x的模為‖x‖=sqrt((x,x*))(x與x共軛的內積再開方)

向量模的運算法則

1、模只有大小,是個實數,|a|≥0;

2、|a|^2=a*a=a^2;

3、|a+b|^2=|a|^2+2a*b+|b|^2=a^2+2a*b+b^2;

4、||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|;

5、若a=(x,y),則|a|=√(x^2+y^2)

例子向量v元素 v1, v2, v3, …, vn, 幅度由下式給出:

|v| =

(v12 + v22 + v32 + … + vn2)---開根號

需要採取以下步驟來計算向量的模:

按照公式計算:

採取的向量及自身的積,使用陣列相乘(*)。這將產生乙個向量sv,其元素是向量的元素的平方和v.

sv = v.*v;

使用求和函式得到v。這也被稱為向量的點積向量的元素的平方的總和v. 數量積 dot product

dp= sum(sv);

使用sqrt函式得到的總和的平方根,這也是該向量的大小v.

mag = sqrt(s);

>> a = [1:2:20];

sa = a.* a ;

dp = sum(sa);

mag = sqrt(dp)

mag =

36.4692

(10)向量的點積 (相當於兩個向量相乘)

兩個向量a = [a1, a2,…, an]和b = [b1, b2,…, bn]的點積定義為:

a·b=a1b1+a2b2+……+anbn。

使用矩陣乘法

並把(縱列)向量當作n×1

矩陣 ,點積還可以寫為:

a·b=a^t*b,這裡的a^t指示

矩陣 a的

轉置 。

兩個向量的點積 a = (a1, a2, …, an) and b = (b1, b2, …, bn) 由以下給定:

a.b = ∑(ai.bi)

計算兩個向量a和b的點積點函式。

運算公式為

dp = dot(a

,b);

>> a = [1 2 3 4 5];

a = [1 2 3 4 5];

dp = dot (a,a)

b = [5;4 ;3; 2; 1];

b = [1 ;2 ;3 ;4 ;5];

dp = dot (b,b)

dp =

55dp =

35

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