MATLAB中矩阵与数组的区别,一维数组相当于向量,二维数组相当于矩阵.所以矩阵是数组的子集
在MATLAB中,矩阵和数组是两种基本的数据结构,它们有着紧密的关系,但也有着显著的区别。矩阵可以看作是数组的一个特例,因为数组可以是任意维度的,而矩阵特指二维数组。 我们要明确一点,一维数组在MATLAB中可以被认为是一个向量,它具有方向和大小,可以是行向量或列向量。二维数组则对应于我们常见的矩阵,它是具有行和列的数组,用于表示线性代数中的方阵、矩形阵等。 数组运算在MATLAB中是非常基础的操作,它涉及到的是对应元素间的运算,这种运算也称为点运算。例如,如果两个数组A和B尺寸相同,那么A+B、A-B和k.*A (其中k是一个标量)将分别对应元素相加、相减和乘以标量k。这些运算符前的点"."强调了这是对每个元素进行操作,而不是对整个数组进行运算。 矩阵运算则有不同的规则。矩阵乘法、乘方和除法不遵循点运算的规则,它们具有特殊的数学意义。矩阵乘法A*B不等于A的每个元素乘以B的每个元素,而是按照线性代数中的矩阵乘法规则进行。矩阵乘方A^k表示A自身相乘k次,同样不等同于每个元素的k次方。此外,矩阵除法A\B和B/A代表的是解线性方程组的问题,分别对应于AX=B的左除解和XA=B的右除解。 MATLAB中还提供了转置操作,包括常规转置A'和非共轭转置A.',前者保持复数的虚部不变,后者会取复数的共轭。数与矩阵的加减,如k+A和k-A,实际上是将k乘以一个全一矩阵与A相加减,这在数学上并不常见,但在MATLAB中为了方便而被定义。 数组乘方A.^k和k.^A则分别表示A的每个元素进行k次方运算和以k为底,A的每个元素为指数求幂值。数除以数组k./A和A.\k是每个元素除以k,而数组除法A.\B和B./A是矩阵除法的另一种形式,与矩阵左除和右除相对应。 举例来说,如果A=[1 2;3 4],B=[4 3;2 1],我们可以计算: - r1=100+A,这将得到一个新矩阵,其中每个元素是100加上A对应位置的元素。 - r2_1=A*B,这将进行矩阵乘法,结果是一个新的2x2矩阵。 - r2_2=A.*B,这是点乘运算,每个元素是A和B对应位置的乘积。 - r3_1=A\B,这是左除,求解线性方程组AX=B的解。 - r3_2=A.\B,这是右除,求解线性方程组XA=B的解。 - r4_1=B/A和r4_2=B./A,这两个是矩阵除法,对应于不同的线性方程组解法。 - r5_1=A.^2和r5_2=A^2,前者是每个元素平方,后者是矩阵乘方,即A与自身相乘。 - r6_1=2.^A,这是每个元素用2做指数运算。 通过这些例子,我们可以清晰地看到MATLAB中矩阵和数组运算的不同之处,以及如何进行各种运算来处理数据。了解这些基本概念对于在MATLAB中进行数值计算和数据分析至关重要。
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