MATLAB является сокращением от "матричной лаборатории". В то время как другие языки программирования в основном работают с числами по одному, MATLAB® разработан, чтобы работать, в основном, с целыми матрицами и массивами.
Все переменные MATLAB являются многомерными массивами, неважно какого типа данных. Матрица является двумерным массивом, часто используемым в линейной алгебре.
Чтобы создать массив из четырех элементов в одной строке, разделите элементы либо запятой (,) либо пробелом.
a = [1 2 3 4]
a = 1×4
1 2 3 4
Этот тип массива является вектором - строкой.
Чтобы создать матрицу, которая имеет несколько строк, разделите строки точками с запятой.
a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 10]
a = 3×3
1 2 3
4 5 6
7 8 10
Другой способ создать матрицу состоит в том, чтобы использовать функцию, такую как ones
, zeros
или rand
. Например, создайте вектор - столбец размером 5 на 1 из нулей.
z = zeros(5,1)
z = 5×1
0
0
0
0
0
MATLAB позволяет вам обрабатывать все значения в матрице с помощью одного арифметического оператора или функции.
a + 10
ans = 3×3
11 12 13
14 15 16
17 18 20
sin(a)
ans = 3×3
0.8415 0.9093 0.1411
-0.7568 -0.9589 -0.2794
0.6570 0.9894 -0.5440
Чтобы транспонировать матрицу, используйте одинарную кавычку ('
):
a'
ans = 3×3
1 4 7
2 5 8
3 6 10
Можно выполнить стандартное умножение матриц, которое вычисляет скалярные произведения между строками и столбцами, с помощью оператора *
. Например, подтвердите, что матрица, умноженная на её обратную матрицу, возвращает единичную матрицу:
p = a*inv(a)
p = 3×3
1.0000 0 -0.0000
0 1.0000 0
0 0 1.0000
Заметьте, что p
не является матрицей целочисленных значений. MATLAB хранит числа как значения с плавающей точкой, и арифметические операции чувствительны к небольшим различиям между фактическим значением и его представлением с плавающей точкой. Можно отобразить больше десятичных цифр с помощью команды format
:
format long
p = a*inv(a)
p = 3×3
1.000000000000000 0 -0.000000000000000
0 1.000000000000000 0
0 0 0.999999999999998
Сбросьте отображение к использованию более короткого формата
format short
формат влияет только на отображение чисел, не на то, как MATLAB вычисляет или сохраняет их.
Чтобы выполнить поэлементное умножение, а не умножение матриц, используйте оператор .*
:
p = a.*a
p = 3×3
1 4 9
16 25 36
49 64 100
Для каждого из матричных операторов умножения, деления и возведения в степень существует соответствующий оператор для поэлементных операций. Например, возведите каждый элемент a
в третью степень:
a.^3
ans = 3×3
1 8 27
64 125 216
343 512 1000
Конкатенация является процессом слияния массивов для создания бОльших массивов. На самом деле вы сделали свой первый массив путем конкатенации его отдельных элементов. Пара квадратных скобок []
является оператором конкатенации.
A = [a,a]
A = 3×6
1 2 3 1 2 3
4 5 6 4 5 6
7 8 10 7 8 10
Конкатенация массивов друг с другом, с использованием запятых, называется горизонтальной конкатенацией. Каждый массив должен иметь одинаковое число строк. Точно так же, когда массивы имеют одинаковое число столбцов, можно конкатенировать вертикально с использованием точки с запятой.
A = [a; a]
A = 6×3
1 2 3
4 5 6
7 8 10
1 2 3
4 5 6
7 8 10
Комплексные числа имеют и действительные и мнимые части, где мнимая единица является квадратным корнем из -1
.
sqrt(-1)
ans = 0.0000 + 1.0000i
Чтобы представлять мнимую часть комплексных чисел, используйте или i
или j
.
c = [3+4i, 4+3j; -i, 10j]
c = 2×2 complex
3.0000 + 4.0000i 4.0000 + 3.0000i
0.0000 - 1.0000i 0.0000 +10.0000i