Metody i analiza danych

Podobne dokumenty
Wprowadzenie do Scilab: macierze

Podstawowe operacje na macierzach

Ćwiczenie 3. MatLab: Algebra liniowa. Rozwiązywanie układów liniowych

Wprowadzenie do Scilab: macierze

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

Algebra macierzy

MATLAB - laboratorium nr 1 wektory i macierze

φ(x 1,..., x n ) = a i x 2 i +

Wprowadzenie do Scilab: macierze

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B

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

O MACIERZACH I UKŁADACH RÓWNAŃ

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

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

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

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

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

Układy równań liniowych i metody ich rozwiązywania

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

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

Krótkie wprowadzenie do macierzy i wyznaczników

1 Zbiory i działania na zbiorach.

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

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

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

Obliczenia w programie MATLAB

Zestaw 12- Macierz odwrotna, układy równań liniowych

Wprowadzenie do programu Mathcad 15 cz. 1

Laboratorium Komputerowego Wspomagania Analizy i Projektowania

Metody numeryczne Wykład 4

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

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

Układy równań liniowych. Krzysztof Patan

ANALIZA DANYCH I PROCESÓW. Mgr inż. Paweł Wojciech Herbin

Podstawy Automatyki ćwiczenia Cz.1. Środowisko Matlab

Ekonometria. Modele regresji wielorakiej - dobór zmiennych, szacowanie. Paweł Cibis pawel@cibis.pl. 1 kwietnia 2007

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

MACIERZE I WYZNACZNIKI

5. Rozwiązywanie układów równań liniowych

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

1 Macierze i wyznaczniki

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

Algebra liniowa. 1. Macierze.

Macierze i Wyznaczniki

UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

Wymagania edukacyjne z matematyki klasa II technikum

WPROWADZENIE DO ŚRODOWISKA SCILAB

Wykład 7 Macierze i wyznaczniki

Podstawowe operacje na macierzach, operacje we/wy

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

Zakłócenia w układach elektroenergetycznych LABORATORIUM

Przekształcenia liniowe

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

3. Macierze i Układy Równań Liniowych

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

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

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

Macierze - obliczanie wyznacznika macierzy z użyciem permutacji

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

Wektory i wartości własne

Zastosowania wyznaczników

Mathcad c.d. - Macierze, wykresy 3D, rozwiązywanie równań, pochodne i całki, animacje

Wykład 5. Metoda eliminacji Gaussa

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

Algebra WYKŁAD 3 ALGEBRA 1

Zadania egzaminacyjne

Wprowadzenie do środowiska

Wektory i wartości własne

Wprowadzenie do Mathcada 1

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

Ćwiczenie 3: Wprowadzenie do programu Matlab

= Zapiszemy poniższy układ w postaci macierzy. 8+$+ 2&=4 " 5 3$ 7&=0 5$+7&=4

jest rozwiązaniem równania jednorodnego oraz dla pewnego to jest toŝsamościowo równe zeru.

Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy Zespół Szkół nr 5 Mistrzostwa Sportowego XV Liceum Ogólnokształcące w Bydgoszczy

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

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Wyk lad 5 W lasności wyznaczników. Macierz odwrotna

OPERACJE NA MACIERZACH DODAWANIE I ODEJMOWANIE MACIERZY

Dział I FUNKCJE I ICH WŁASNOŚCI

Elementy metod numerycznych - zajęcia 9

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

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

DB Algebra liniowa semestr zimowy 2018

D1. Algebra macierzy. D1.1. Definicje

Zestaw 12- Macierz odwrotna, układy równań liniowych

III TUTORIAL Z METOD OBLICZENIOWYCH


1 Macierz odwrotna metoda operacji elementarnych

WYDAWNICTWO PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ WE WŁOCŁAWKU

Metody optymalizacji - wprowadzenie do SciLab a

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

Modelowanie danych hodowlanych

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

1. Liczby zespolone i

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

0 + 0 = 0, = 1, = 1, = 0.

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

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

ALGEBRA LINIOWA Z GEOMETRIĄ, LISTA ZADAŃ NR 8

PROGRAMOWANIE KWADRATOWE

Transkrypt:

2015/2016 Metody i analiza danych Macierze Laboratorium komputerowe 2 Anna Kiełbus Zakres tematyczny 1. Funkcje wspomagające konstruowanie macierzy 2. Dostęp do elementów macierzy. 3. Działania na macierzach 4. Działania tablicowe 5. Algebra liniowa i operacje na łańcuchach 6. Zadania.

1.Funkcje konstruowania macierzy a) Definicja macierzy przez wyliczenie elementów (poszczególne elementy macierzy oddziela się spacjami, a wiersze średnikami lub umieszcza się je w oddzielnych liniach):» A=[5 5 5 1; 1 5 3 1]; lub:» A=[5 5 5 1 1 5 3 1] 5 5 5 1 1 5 3 1 b) Definicja macierzy przez wygenerowanie elementów A=[min:krok:max] Polecenie generuje wektor poczynając od elementu o wartości min, kończąc na elemencie o wartości max z krokiem krok. Jeżeli parametr krok zostanie pominięty, przyjmuje się, iż krok=1. Ćwiczenie 1 Wygeneruj macierz trzywierszową o wyrazach od 1 do 10 w pierwszym wierszu, o wyrazach od 2 do 20 (co 2) w wierszu drugim i o wyrazach od 5 do 95 (co 10).» A=[1:10; 2:2:20;5:10:95] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 c) Definicja macierzy z wykorzystaniem elementów innych macierzy (proszę pamiętać o zgodności wymiarów macierzy) Ćwiczenie 2 Utwórz macierz D (D=[A B; C]) budując ją ze zdefiniowanych macierzy A, B i C.» A=[1 4 1; 2 0 1];» B=[3 1; 4 1];» C=[1 2 2 0 1; 2 4 7 1 0];» D=[A B; C] D = 1 4 1 3 1 2 0 1 4 1 1 2 2 0 1 2 4 7 1 0 1

d) Definicja macierzy jednostkowej Utwórz kwadratową macierz jednostkową A o wymiarze 3x3.» A=eye(3) 1 0 0 0 1 0 0 0 1 e) Definicja macierzy wypełnionej jedynkami. Utwórz macierz A o wymiarze 2x3 wypełnionej jedynkami.» A=ones(2,3) 1 1 1 1 1 1 f) Definicja macierzy wypełnionej zerami. Utwórz macierz A o wymiarze 3x2 wypełnionej zerami.» A=zeros(3,2) 0 0 0 0 0 0 2.Dostęp do elementów macierzy a) odwołanie do elementów macierzy» A=[1 2-3; 0 9 8; -1 1 0] 1 2-3 0 9 8-1 1 0» A(2,3) - odwołanie do elementu w wierszu 2 i kolumnie 3; 8» A(3,1) - odwołanie do elementu w wierszu 3 i kolumnie 1 2

-1 b) wybór największego elementu»max(a)- zwraca największy element wektora A. W przypadku gdy A jest macierzą, zwraca wektor wierszowy, którego elementami są maksymalne elementy z każdej kolumny A. >> max(a) 1 9 8 c) Wybór najmniejszego elementu»min(a)- zwraca najmniejszy element wektora A. W przypadku gdy A jest macierzą, zwraca wektor wierszowy, którego elementami są minimalne elementy z każdej kolumny A.» min(a) -1 1-3 d) Obliczanie wartości średniej elementów» mean(a) - zwraca średnią arytmetyczną elementów wektora A. W przypadku gdy A jest macierzą, zwraca wektor wierszowy, którego elementami są średnie arytmetyczne elementów z każdej kolumny A.» mean(a) 0 4.0000 1.6667 e) odwołanie do podmacierzy Ćwiczenie 3 Utwórz macierz A 1 2 3 4 5 6 0 9 8 7 6 5 1 1 0 0 2 2 a następnie macierz B poprzez pobranie z macierzy A, kolumn: 1-3 oraz 5.» B=A(:,[1:3 5]) 3

B = 1 2 3 5 0 9 8 6 1 1 0 2 Ćwiczenie 4 Utwórz macierz C z elementów macierzy A leżących na przecięciu wierszy 1 i 3 z kolumnami 1,3 i 5. 1 2 3 4 5 6 0 9 8 7 6 5 1 1 0 0 2 2»C=A([1 3],1:2:5) C = 1 3 5 1 0 2 f) usuwanie wektora z macierzy Ćwiczenie 5 Utwórz macierz A, a następnie usuń drugi wiersz z macierzy A. >> A=[-1 2 3 4; -4-5 6-7] -1 2 3 4-4 -5 6-7» A(2,:)=[ ] -1 2 3 4 Dodatkowo:» A(:,1:2)=[ ] usuwa dwie pierwsze kolumny z macierzy A. 3 4 3.Działania na macierzach a) suma i różnica macierzy 4

Ćwiczenie 6 Zdefiniuj dwie macierze A i B, a następnie oblicz ich sumę, różnicę oraz dodaj do elementów macierzy A liczbę 3. >> A=[8-1 2; -2 3 10] 8-1 2-2 3 10 >> B=[0-1 12; -2-3 1] B = 0-1 12-2 -3 1 >> A+B 8-2 14-4 0 11 >> A-B 8 0-10 0 6 9 >> A+3 11 2 5 1 6 13 b) mnożenie macierzy Ćwiczenie 7 Zdefiniuj dwie macierze A i B, a następnie oblicz ich iloczyn oraz pomnóż elementy macierzy A przez 5. >> A=[1 1 0; 2 1 1] 1 1 0 2 1 1 5

>> B=[-4; 2; 6] B = -4 2 6 >> A*B -2 0 >> A*5 5 5 0 10 5 5 c) odwracanie i transpozycja >> inv(a) - zwraca macierz odwrotną do A >> A' - transponuje macierz A Ćwiczenie 8 Zdefiniuj macierz A, a następnie wyznacz macierz odwrotną do niej i dokonaj transpozycji. >> A=[1 2 3; 0 9 8; 3 4 7] 1 2 3 0 9 8 3 4 7 >> inv(a) -15.5000 1.0000 5.5000-12.0000 1.0000 4.0000 13.5000-1.0000-4.5000 6

>> A' 1 0 3 2 9 4 3 8 7 Ćwiczenie 9 Zdefiniuj wektor kolumnowy A, a następnie oblicz sumę kwadratów elementów tego wektora. >> A=[13 2 3; 0-9 8; 3 4-7] 13 2 3 0-9 8 3 4-7 >> A=[13 2 3; 0-9 8; 3 4-7]' 13 0 3 2-9 4 3 8-7 >> A'*A 178 38 18 38 101-94 18-94 122 4.Działania tablicowe a) Działanie tablicowe jest działaniem, które przekształca poszczególne elementy macierzy oddzielnie. Ćwiczenie 10 Zdefiniuj dwie macierze A i B, a następnie wykonaj działania mnożenia, dzielenia i potęgowania tablicowego. >> A=[5-6 2; -2 4 1] 7

5-6 2-2 4 1 >> B=[5 2 2; -1-2 1] B = 5 2 2-1 -2 1 >> A.*B 25-12 4 2-8 1 >> A./B 1-3 1 2-2 1 >> A.^2 - podniesienie elementów macierzy A do drugiej potęgi 25 36 4 4 16 1 5.Algebra liniowa i operacje na łańcuchach a) algebra liniowa det(a) - obliczanie wyznacznika macierzy A eig(a) - obliczanie wartości własnych macierzy A poly(a) - obliczanie współczynników wielomianu charakterystycznego macierzy A rank(a) - obliczanie rzędu macierzy A diag(a) - wyznaczanie elementów leżących na głównej przekątnej macierzy A. Ćwiczenie 11 Zdefiniuj macierz A o wymiarze 4x4, a następnie wyznacz jej wyznacznik, wartości własne, współczynniki wielomianu charakterystycznego oraz zbadaj rząd macierzy. 8

>> A=[1 3 0 2; 2 0 3 1; 0 5 0 0; 1 0 2 0]; >> det(a) 0 >> eig(a) 5.2824-4.3691 0.0867 0.0000 >> poly(a) 1.0000-1.0000-23.0000 2.0000-0.0000 >> rank(a) 3 b) operacje na łańcuchach Uzupełniającym typem danych w języku MATLAB jest typ łańcuchowy (tekstowy). Do definiowania zmiennej tego typu stosuje się apostrofy, np.: >> s='matlab' s = MATLAB >> s' M A T L A B Na zmiennych typu łańcuchowego można dokonywać niektórych działań macierzowych, na przykład transpozycji: 9

Zmienna typu łańcuchowego może zawierać nazwę instrukcji, którą można wykonać używając funkcji eval.» t=[0:0.2:1];» s= sin(t) ;» eval(s) 0 0.1987 0.3894 0.5646 0.7174 0.8415 Można wysyłać na ekran wywołanie zachęty oczekujące na wprowadzenie przez użytkownika danej wartości lub łańcucha znaków, np.:» a=input( Podaj wartość a: ) Podaj wartość a: lub:» wzor=input( Podaj wzór funkcji f(x):, s ) Podaj wzór funkcji f(x): UWAGA: Użycie parametru s w funkcji input powoduje, iż wprowadzona dana jest traktowana jako łańcuch znaków. 10

6.Zadania Zadanie 1 Utwórz macierz A o wymiarach 7x3, a następnie macierz B powstałą z elementów macierzy A leżących na przecięciu wierszy 1 i 7 z kolumnami 1 i 3. Wyznacz najmniejszy element powstałej macierzy B. Zadanie 2 Rozwiąż układ równań liniowych: { x+2y-z=3 3x-4y+2z=-5 5x-2y+3z=2 (Wskazówka: poprzez odpowiednie zapisanie w postaci macierzowej i zwrócenie macierzy odwrotnej do A). Zadanie 3 Zdefiniuj macierz A, a następnie wyznacz macierz odwrotną do niej i dokonaj transpozycji. 12 209-3 0 0 0 9-8 1 3 4 7 Zadanie 4 Wygeneruj macierz dwuwierszową za pomocą funkcji A=[min:krok:max]. 2 4 6 8 10 6 7 8 9 10 i oblicz wartość średnią elementów Zadanie 5 Oblicz objętość mniejszego walca, powstałego z przecięcia płaszczyzną równoległą do podstawy walca o promieniu podstawy r=350cm i wysokości h=567m. Wysokość przecięcia płaszczyzną stanowi 1/3 wysokości walca. 11