MATLAB - laboratorium nr 1 wektory i macierze

Podobne dokumenty
Wprowadzenie do Scilab: macierze

Metody i analiza danych

Wprowadzenie do Scilab: macierze

Ćwiczenie 3. MatLab: Algebra liniowa. Rozwiązywanie układów liniowych

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

Obliczenia w programie MATLAB

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - komputerowe środowisko obliczeń naukowoinżynierskich - podstawowe operacje na liczbach i macierzach.

Wprowadzenie do Scilab: macierze

LABORATORIUM 3 ALGORYTMY OBLICZENIOWE W ELEKTRONICE I TELEKOMUNIKACJI. Wprowadzenie do środowiska Matlab

Podstawowe operacje na macierzach

Podstawy Automatyki ćwiczenia Cz.1. Środowisko Matlab

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Przypomnij definicję grupy, które z podanych struktur są grupami:


1 Macierze i wyznaczniki

WEKTORY I MACIERZE. Strona 1 z 11. Lekcja 7.

Wprowadzenie do środowiska

Zakłócenia w układach elektroenergetycznych LABORATORIUM

Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

Algebra macierzy

Wprowadzenie do programu Mathcad 15 cz. 1

dr Mariusz Grządziel 15,29 kwietnia 2014 Przestrzeń R k R k = R R... R k razy Elementy R k wektory;

Rozdział 5. Macierze. a 11 a a 1m a 21 a a 2m... a n1 a n2... a nm

Diary przydatne polecenie. Korzystanie z funkcji wbudowanych i systemu pomocy on-line. Najczęstsze typy plików. diary nazwa_pliku

; B = Wykonaj poniższe obliczenia: Mnożenia, transpozycje etc wykonuję programem i przepisuję wyniki. Mam nadzieję, że umiesz mnożyć macierze...

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

Definicja macierzy Typy i właściwości macierzy Działania na macierzach Wyznacznik macierzy Macierz odwrotna Normy macierzy RACHUNEK MACIERZOWY

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 3.

RACHUNEK MACIERZOWY. METODY OBLICZENIOWE Budownictwo, studia I stopnia, semestr 6. Instytut L-5, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska

Macierz o wymiarach m n. a 21. a 22. A =

Programy wykorzystywane do obliczeń

Met Me ody numer yczne Wykład ykład Dr inż. Mic hał ha Łanc Łan zon Instyt Ins ut Elektr Elektr echn iki echn i Elektrot Elektr echn olo echn

MATEMATYKA I SEMESTR ALK (PwZ) 1. Sumy i sumy podwójne : Σ i ΣΣ

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn x 1 x 2... x m ...

Podstawowe operacje na macierzach, operacje we/wy

OPERACJE NA MACIERZACH DODAWANIE I ODEJMOWANIE MACIERZY

Laboratorium Komputerowego Wspomagania Analizy i Projektowania

Edytor tekstu MS Word 2010 PL. Edytor tekstu MS Word 2010 PL umożliwia wykonywanie działań matematycznych.

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

Wstęp do Programowania Lista 1

Metody optymalizacji - wprowadzenie do SciLab a

Algebra z Geometrią Analityczną. { x + 2y = 5 x y = 9. 4x + 5y 3z = 9, 2x + 4y 3z = 1. { 2x + 3y + z = 5 4x + 5y 3z = 9 7 1,

Rozwiązywanie układów równań liniowych

Scilab. Data ostaniej modyfikacji: 2 grudnia Piotr Fulmański

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy MATLABA

, A T = A + B = [a ij + b ij ].

Wykład 4. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 25 marca Magdalena Alama-Bućko Wykład 4 25 marca / 25

Ćwiczenie 3: Wprowadzenie do programu Matlab

3. Macierze i Układy Równań Liniowych

Zadania egzaminacyjne

WPROWADZENIE DO ŚRODOWISKA SCILAB

Macierze - obliczanie wyznacznika macierzy z użyciem permutacji

Treść wykładu. Układy równań i ich macierze. Rząd macierzy. Twierdzenie Kroneckera-Capellego.

GNU Octave (w skrócie Octave) to rozbudowany program do analizy numerycznej.

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Zapisz za pomocą spójników logicznych i kwantyfikatorów: x jest większe niż 6 lub mniejsze niż 4

= i Ponieważ pierwiastkami stopnia 3 z 1 są (jak łatwo wyliczyć) liczby 1, 1+i 3

Ćwiczenie 1. Matlab podstawy (1) Matlab firmy MathWorks to uniwersalny pakiet do obliczeń naukowych i inżynierskich, analiz układów statycznych

O MACIERZACH I UKŁADACH RÓWNAŃ

MATLAB Podstawowe polecenia

SKRYPTY. Zadanie: Wyznaczyć wartość wyrażenia arytmetycznego

Pracownia Informatyczna Instytut Technologii Mechanicznej Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Podstawy Informatyki i algorytmizacji

Zad. 3: Układ równań liniowych

Krótkie wprowadzenie do macierzy i wyznaczników

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych

do MATLABa podstawowe operacje na macierzach WYKŁAD Piotr Ciskowski

MACIERZE I WYZNACZNIKI

BIBLIOTEKA NUMPY, CZĘŚĆ 1

Programowanie w języku Matlab

04 Układy równań i rozkłady macierzy - Ćwiczenia. Przykład 1 A =

Ćwiczenie 3. Iteracja, proste metody obliczeniowe

ANALIZA DANYCH I PROCESÓW. Mgr inż. Paweł Wojciech Herbin

WyŜsza Szkoła Zarządzania Ochroną Pracy MS EXCEL CZ.2

Macierze i Wyznaczniki

Matlab Składnia + podstawy programowania

Podstawowe struktury danych Tablice, macierze. LABORKA Piotr Ciskowski

Obliczenia iteracyjne

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

Matlab Składnia + podstawy programowania

Najmniejszą możliwą macierzą jest macierz 1 x 2 lub 2 x 1 składająca się z dwóch przyległych komórek.

Programowanie w języku C++ Agnieszka Nowak Brzezińska Laboratorium nr 2

Podstawowe działania w rachunku macierzowym

W naukach technicznych większość rozpatrywanych wielkości możemy zapisać w jednej z trzech postaci: skalara, wektora oraz tensora.

Metody numeryczne Laboratorium 2

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

Wyznaczniki. Mirosław Sobolewski. Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW. 6. Wykład z algebry liniowej Warszawa, listopad 2013

macierze jednostkowe (identyczności) macierze diagonalne, które na przekątnej mają same

Treści programowe. Matematyka. Efekty kształcenia. Literatura. Terminy wykładów i ćwiczeń. Warunki zaliczenia. tnij.org/ktrabka

Ćwiczenie 1. Wprowadzenie do programu Octave

1 Zbiory i działania na zbiorach.

MATEMATYKA I SEMESTR ALK (PwZ) 1. Sumy i sumy podwójne : Σ i ΣΣ

Katarzyna Bereźnicka Zastosowanie arkusza kalkulacyjnego w zadaniach matematycznych. Opiekun stypendystki: mgr Jerzy Mil

ALGEBRA LINIOWA. Wykład 2. Analityka gospodarcza, sem. 1. Wydział Zarządzania i Ekonomii Politechnika Gdańska

Metody Numeryczne. Laboratorium 1. Wstęp do programu Matlab

Wprowadzenie do metod numerycznych Wykład 3 Metody algebry liniowej I Wektory i macierze

Zadania z algebry liniowej - sem. I Przestrzenie liniowe, bazy, rząd macierzy

Zaawansowane metody numeryczne

3. Wykład Układy równań liniowych.

Matlab, zajęcia 3. Jeszcze jeden przykład metoda eliminacji Gaussa dla macierzy 3 na 3

1) Podstawowe obliczenia. PODSTAWY AUTOMATYKI I ROBOTYKI Laboratorium. Wykonał: Łukasz Konopacki Sala 125. Grupa: poniedziałek/p,

Transkrypt:

MATLAB - laboratorium nr 1 wektory i macierze 1. a. Małe i wielkie litery nie są równoważne (MATLAB rozróżnia wielkość liter). b. Wpisanie nazwy zmiennej spowoduje wyświetlenie jej aktualnej wartości na ekranie. c. Średnik na końcu polecenia pozwala pominąć wyświetlenie wartości na ekranie. d. MATLAB używa nawiasów okrągłych (), nawiasów kwadratowych [] i klamrowych {}, nie są one zamienne. e. Przycisk strzałki w górę i w dół strzałek mogą być użyte do przewijania komend w linii poleceń. Również starą komendę można przypomnieć, wpisując kilka znaków, a następnie strzałkę w górę. f. Możesz skorzystać z pomocy dotyczącej MATLABa lub konkretnej funkcji, wybierając opcję Help lub zaznaczając polecenie i klikając na nim prawym klawiszem myszy Dokumentację możesz znaleźć też na stronie https://www.mathworks.com/help/ g. Możesz zakończyć działanie MATLABa, wpisując exit lub quit. h. Do czyszczenia linii poleceń służy funkcja clc 2. Podstawowe informacje: a. Po uruchomieniu MATLABa pojawia się konsola (Command Window). b. Na konsoli umieszczone są znaki >> jest to początek linii poleceń po tych znakach wpisuje się polecenia w języku MATLAB, które następnie są interpretowane przez program 3. Wszystko jest macierzą: a. Podstawowym typem danych w MATLABie jest macierz. Nawet pojedyncza liczba jest reprezentowana jako macierz 1x1. b. Macierze więcej niż jednoelementowe tworzymy, podając ich elementy w nawiasach kwadratowych []. Kolumny oddzielamy spacjami zaś wiersze średnikami. c. Przykładowe działania, które można wykonywać na całych macierzach:

mnożenie macierzy : A*B lub mtimes(a,b) rozwiązywanie układu xa=b : A/B lub mrdivide(a,b) dodawanie i odejmowanie macierzy: A+B, A B lub plus(a,b) i minus(a,b) potęgowanie macierzy: A^B lub mpower(a,b) działanie A\B: Jeżeli A jest macierzą kwadratową to A \ B oznacza w tyle co inv (A) * B (choć jest obliczana w inny sposób). Jeżeli A jest macierzą nxn i B jest wektorem n elementowym lub macierzą składającą się z kilku takich kolumn, to X = A \ B jest rozwiązaniem równania AX = B przy pomocy algorytmu eliminacji Gaussa. transponowanie macierzy: A. lub transpose(a) oraz A lub ctranspose(a) (transponowanie i zastapienie wszystkich elementów ich wartościami sprzężonymi) odwracanie macierzy: inv(a) d. Przykładowe działania, które można wykonywać na elementach macierzy (wyróżniają się one kropką przed operatorem). B może być macierzą o odpowiednich wymiarach lub skalarem: dodawanie i odejmowanie macierzy i ich poszczególnych elementów to ta sama operacja, dlatego nie używa się operatora z kropką mnożenie elementów macierzy: A.*B lub times(a,b) dzielenie elementów macierzy: A./B lub rdivide(a,b) dzielenie lewostronne elementów macierzy: A.\B lub ldivide(a,b) potęgowanie elementów macierzy: A.^B lub Power(A,B) suma elementów w kolumnach wierszach: sum(a) sum(a,2) średnia elementów w kolumnach wierszach: mean(a) mean(a,2) wartości własne macierzy: eig(a) e. Zakresy liczb: m:n to zakres liczb m,m+1,m+2 n (zał: m<n) m:s:n to zakres liczb od m do n z krokiem s (zał: s>0 i n>m lub s<0 i n<m) f. Łączenie macierzy i podmacierze: mając macierze A i B o właściwych wymiarach, można je połączyć dodając kolumny: [A B] lub wiersze [A;B] można też użyć poleceń: cat łączenie macierzy wzdłuż określonego wymiaru,

horzcat łączenie macierzy poziomo (dodawanie kolumn), vertcat dołączanie macierzy pionowo (dodawanie wierszy), repmat wielokrotne powtórzenie macierzy pionowo i poziomo, blkdiag konstrukcja macierzy, w której kolejne macierze dołączane są diagonalnie. wydobywanie elementu macierzy, znajdującego się w i tym wierszu i j tej kolumnie: A(i,j) wydobywanie podmacierzy (podaje się najpierw zakres wierszy a potem kolumn): A(a:b,c:d) wydobywanie całego wiersza: A(i,:) wydobywanie całej kolumny: A(:,j) dla macierzy o większym wymiarze używa się :, gdy chce się wydobyd wszystkie elementy konkretnej współrzędnej, np. A(:,1,:) A(:) zamienia macierz na wektor jednowymiarowy g. Macierze specjalne: macierz zerowa: zeros macierz jedynkowa: ones macierz jednostkowa: eye macierz losowa: rand, randn macierz diagonalna: diag kwadrat magiczny: magic najwiekszy z wymiarów macierzy: length ilosc wymiarów: ndims ilosc elementów: numel wymiary macierzy: size

Zadanie 1: Utwórz wektory a, b oraz c, o 3 elementach. Wykonaj na nich następujące działania (wynik zapisz do nowej zmiennej): oblicz sumy i różnice wektorów (wszystkie kombinacje) oblicz iloczyn skalarny wektorów i sprawdź, czy działanie to jest przemienne (pytanie: czy jest przemienne w ogólności?) oblicz iloczyn wektorowy axb, bxa. Czy iloczyn wektorowy jest działaniem przemiennym? Oblicz objętość równoległościanu rozpiętego na wektorach a, b, c. Wykorzystaj w tym celu iloczyn mieszany trzech wektorów. Czy wartość iloczynu zależy od kolejności wektorów? Zadanie 2: Utwórz macierze kwadratowe A, B wymiaru 3x3. Wykonaj na nich następujące działania (wynik zapisz do nowej zmiennej): oblicz sumę i różnicę macierzy transponuj macierze A i B oblicz iloczyn macierzy A*B (czy mnożenie macierzy jest przemienne?) oblicz wyznacznik macierzy A i B znajdź macierz odwrotną do A oraz do B (o ile istnieją; pytanie: kiedy macierz kwadratowa jest odwracalna?) uzasadnij, że macierze uzyskane w poprzednim podpunkcie rzeczywiście są macierzami odwrotnymi do A i B Zadanie 3: Utwórz macierz C, której wiersze są wektorami a, b, c z zadania 1. Utwórz macierz D, której kolumny są wektorami a, b, c z zadania 1. Oblicz wyznaczniki tych macierzy. Zadanie 4: Utwórz wektory wierszowe a1, a2 o czterech elementach. Utwórz macierz jednostkową wymiaru 2x2 o nazwie A1 oraz dowolną macierz górnotrójkątną wymiaru 2x2 o nazwie A2. Połącz wektory a1, a2 oraz macierze A1, A2 w jedną macierz wg schematu: Tu wstaw wektor a1 Tu wstaw wektor a2 Tu wstaw macierz A1 Tu wstaw macierz A2 Oblicz wyznacznik oraz znajdź macierz odwrotną (o ile jest to możliwe) do tak powstałej macierzy. Do osobnych zmiennych zapisz: pierwszą kolumnę macierzy trzeci wiersz macierzy drugi i trzeci element czwartego wiersza macierzy podmacierz od elementu (2,2) do elementu (3,4). Zadanie 5: Wygeneruj ciąg 10 liczb naturalnych. Wykorzystaj funkcje wbudowane, aby otrzymać wymiar/długość/liczbę elementów otrzymanego wektora. Zapisz obliczone wartości do odpowiednich zmiennych. Utwórz dowolną macierz wymiaru 2x4 i powtórz obliczenia. Jaka jest różnica między funkcjami length i size?

Zadanie 6: Na wektorach z zadania 1 wykonaj następujące działania: wektor a posortuj rosnąco wektor b posortuj malejąco. Na macierzach z zadania 2 wykonaj działania: elementy macierzy A posortuj rosnąco elementy macierzy B posortuj malejąco oblicz wartości własne macierzy A oraz posortowanej macierzy A. Zadanie 7: Utwórz kwadrat magiczny o wymiarze 7x7. Oblicz sumę elementów w wybranych trzech wierszach i wybranych trzech kolumnach.