实验指导册(5)

2019-01-07 15:36

13 21 13 12 15 13 17 24 22 D=

19 20 17 21 18 19 11 10 13

?1?12??5.求矩阵A???01?1?的逆矩阵.

??210??>> clear

>> A=[1 –1 2;0 1 –1;2 1 0]; >> C= inv (A) C=

-1 -2 1 2 4 -1 2 3 -1

也可利用矩阵的初等行变换求上例矩阵的逆. >> clear

>> B=[1,-1,2,1,0,0;0,1,-1,0,1,0;2,1,0,0,0,1]; %矩阵A|E

>> format rat %以有理格式输出 >> C=rref (B) %给出矩阵B的行最简形 C=

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

>> D=C(:,4:6) %取矩阵C的4到6列,D即为矩阵A的逆矩阵 D=

-1 -2 1 2 4 -1

20

2 3 -1

?123??212??和B??121?相除. 4217. 求矩阵A?????????213???321??在MATLAB中,矩阵相除可以利用运算符“\\”(左除)和“/”(右除)进行。 解 >> clear

>> A=[1 2 3;4 2 1;2 1 3]; >> B=[2 1 2;1 2 1;3 2 1];

>> C=A\\B %矩阵左除,相当于inv (A)*B,inv (A)为矩阵A的逆 C=

0.3333 0.6000 -0.2000 -0.6667 -0.4000 0.8000 1.0000 0.40000 0.2000

>> D=A/B %矩阵右除,相当于A*inv (B) D=

1.3333 1.3333 -1.0000 0 -0.5000 1.5000 1.6667 0.1667 -0.50000 F=B/A F =

0 0.2 0.6 1 0.4 -0.8 0.33333 0.8 -0.26667 说明:

1.矩阵的左除和右除概念完全不同,要注意区分.

2.可以利用矩阵的左除求解线性方程组AX=b,其中X=A\\b. 3.可以利用矩阵的右除求解线性方程组XA=b,其中X= b /A.

?2?18. 求矩阵A???1??2

122212112?1??的秩. 2??1?21

可以用命令函数rank(A)求矩阵的秩。其格式如下: rank(A) 解 >>clear;

>>A=[2 1 1 2;1 2 2 1;1 2 1 2;2 2 1 1]; >>rank(A) ans= 4

??x1?2x2?4x3?0?9. 求解方程组?2x1?x2?x3?0。

?x?x?x?023?1解 >>clear

>>A=[-1 –2 4;2 1 1;1 1 –1]; >>rank(A) ans= 2 >>rref(A) ans=

1 0 2 0 1 -3 0

0 0

说明方程有无穷多解,并且解为[?2k3kk]T.rref(A) 表示矩阵A的行最简形矩阵。

?212??3??,b=?1?. 21410. 解方程组AX?b,其中A=?????????321??7??解 >> clear >>

A=[2 1 2;2 1 4;3 2 1];

>> b?[317]?; >> X=A\\b X= 2 1

22

-1

?x1?x2?x3?x4?1?11. 解方程组??x1?x2?x3?x4?1.

?2x?2x?x?x??1234?1解 >>clear

>>A=[1 –1 1 –1;-1 1 1 –1;2 –2 –1 1]; >>b?[11?1]?;

>>C=(rank(A) rank([A b]) C=

2 2

表示秩(A)?2,秩([A,b])?2小于未知数的个数4.再输入 >>rref([Ab]) ans=

1?1000 001?11

00000表示行最简形矩阵,得通解

. x1?x2,x3?x4?1 (x2,x4为自由未知数)

??211???12、求矩阵A??020?的特征值和特征向量 ??413???>>A=[-2 1 1;0 2 0;-4 1 3]; >>[V,D]=eig(A)

结果显示:

V =

-0.7071 -0.2425 0.3015 0 0 0.9045 -0.7071 -0.9701 0.3015 D =

-1 0 0 0 2 0

23

0 0 2

即:特征值-1对应特征向量(-0.7071 0 -0.7071)

特征值2对应特征向量(-0.2425 0 -0.9701)和(-0.3015 0.9045 -0.3015)

三、实验作业

T

T

T

?12?1???101?????2?11、 设A?012,B?022求A',A?B,AB,A,AB,A.*B

??????364??351?????2、 求向量组(0,?1,2,3)T,(1,4,0,?1)T,(3,1,4,2)T,(?2,2,?2,0)T的秩。 3、 判断向量组?1关?

4、产生一个4阶的随机矩阵,执行下面的操作:

(1)求其行列式,检验其是否可逆;若可逆,求其逆矩阵。 (2)计算该矩阵的特征值、特征向量。 (3)将该矩阵化为行最简的阶梯形。

(4)验证矩阵的特征值之和等于矩阵主对角元之和,特征值之积等于矩阵的行列式。 5、判断下面的线性方程组是否有解,若有解求其通解。

?[1,1,2,3]?,?2?[1,?1,1,1]?,?3?[2,0,3,3]?,?4?[3,1,5,4]?是否线性相

?x1?x2?3x3?x4?1?(1)?3x1?x2?3x3?4x4?4

?x?5x?9x?8x?0234?1?2x1?x2?x3?x4?1?(2)?3x1?2x2?x3?3x4?4

?x?4x?3x?5x??2234?1?2x1?3x2?x3?4?x?2x?4x??5?123(3)?

?3x1?8x2?2x3?13??4x1?x2?9x3??6116、计算行列式

11

abcda2a3b2b3 23ccd2d324


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