乘法运算
矩阵A和矩阵B进行乘法运算,要求A的列数与B的行数相等,此时则称A、B矩阵是可乘的,或称A和B两矩阵维数和大小相容。
如果两者的维数或大小不相容,则将给出错误信息,提示用户两个矩阵是不可乘的。
除法运算
在MATLAB中,有两种矩阵除法运算:右除/和左除\。
如果A矩阵是非奇异方阵,则B/A等效于B*inv(A),A\B等效于inv(A)B。
对于矩阵来说,右除和左除表示两种不同的除数矩阵和被除数矩阵关系。例如:
>> A=[1,2,3;4,2,6;7,4,9];
>> B=[4,3,2;7,5,1;12,7,92];
>> C1=B/A
C1 =
-0.1667 -3.3333 2.5000
-0.8333 -7.6667 5.5000
12.8333 63.6667 -36.5000
>> C2=A\B
C2 =
0.5000 -0.5000 44.5000
1.0000 0.0000 46.0000
0.5000 1.1667 -44.8333
但是,在以下特殊情况下,矩阵的左除和右除是相等的。
>> 3\4
ans =
1.3333
>> 4/3
ans =
1.3333
>> a=[10.5,25]
a =
10.5000 25.0000
>> a/5
ans =
2.1000 5.0000
>> 5\a
ans =
2.1000 5.0000
乘方运算
一个矩阵的乘方运算可以表示成A^x,要求A为方阵,x为标量。例如:
>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,0];
>> A^2
ans =
30 36 15
66 81 42
39 54 69
点运算
点运算符:
.*
./
.\和
.^
两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算,要求量矩阵同型。例如:
>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];
>> B=[-1,0,1;1,-1,0;0,1,1];
>> C=A.*B
C =
-1 0 3
4 -5 0
0 8 9
>> D=A*B
D =
1 1 4
1 1 10
1 1 16
点运算是MATLAB中很有特色的一个运算符,在实际应用中起着很重要的作用,也是许多初学者容易弄混的一个问题。如下题所示:
当x=0.1、0.4、0.7是时,分别求y=sinx cosx的值。
>> x=0.1:0.3:1;
>> y=sin(x).*cos(x)
y =
0.0993 0.3587 0.4927 0.4546
此是列中,sin(x)和cos(x)必须是点乘运算,因为二者都是向量,长度向等。如果用乘法运算,就会因为两个向量相同而不相容,导致出错。如下:
>> x=0.1:0.3:1;
>> y=sin(x)*cos(x)
Error using *
Inner matrix dimensions must agree.
关系运算
关系运算符:<(小于)、<=(小于等于)、>(大于)、>=(大于等于)、==(等于)、~=(不等于)。
当两个比较量是标量时,直接比较两数的大小。若关系成立,关系表达式结果为1,否则为0。例如:
>> 3>4
ans =
0
>> x=5
x =
5
>> x==5
ans =
1
当参与比较的量是两个同型的矩阵时,比较是对两矩阵相同位置的元素按标量关系运算规则逐个进行,最终的关系运算结果是一个与原矩阵同型的矩阵,它的元素由0或1组成。
当参与比较的是一个标量,而另一个是矩阵时,则把标量与矩阵的每一个元素按标量运算规则逐个比较,最终的关系运算结果是一个与原矩阵通型的矩阵,它的元素由0或1组成。
下来看一个题:
建立3阶方阵A,判断A的元素是否为偶数。
>> A=[24,35,13;22,63,23;39,47,80]
A =
24 35 13
22 63 23
39 47 80
>> P=rem(A,2)==0
P =
1 0 0
1 0 0
0 0 1
最后,结果为1的地方所对应的元素就是偶数。
逻辑运算
逻辑运算符:&(与)、|(或)和 ~(非)。
例如:
>> 3<4&6>5
ans =
1
敲重点
以下量中逻辑运算的结果不同,因为在算数运算、关系运算和逻辑运算中,算数运算的优先级最高,逻辑运算优先级最低,但逻辑运算是单目运算,它的优先级比双目运算高。
>> ~(9==1)
ans =
1
即这里先做~9运算,再做==1运算。
>> ~9==1
ans =
0
若参与运算的是两个同型矩阵,那么将对矩阵相同位置上的元素按标量规则逐个进行运算,最终运算结果是一个与原矩阵同型的矩阵,其元素由1或0组成。
若参与逻辑运算的是一个标量,一个是矩阵,那么将在标量与矩阵中的每一个元素之间按标量规则进行运算,最终运算结果是一个与原矩阵同型的矩阵,其元素由1或0组成。
例如:
水仙花数
>> m=100:999;
>> m1=rem(m,10);%取个位
>> m2=rem(fix(m/10),10);%取十位
>> m3=fix(m/100);%取百位
>> k=find(m==m1.*m1.*m1+m2.*m2.*m2+m3.*m3.*m3)
k =
54 271 272 308