一. 矩阵的表示与转置

假定A为矩阵，矩阵转置的数学表示如下：

如果原矩阵有复数元素，那么会先转置再取各个元素的共轭复数值，即Hermit转置。

MATLAB中格式如下：

B=A'

如果不希望取共轭复数，只需要改为点运算即可，如下格式：

B=A.'

二. 矩阵的加减乘运算

2.1 加减法

%加法运算
C=A+B

%减法运算
D=A-B

注意两矩阵的维数是否相等以及是否存在某个矩阵为标量的情形。

2.2 乘法

矩阵乘法C=AB的数学形式如下：

MATLAB的格式如下：

C=A*B

注意两个矩阵维数的相容性问题。

三. 矩阵除法

3.1 左除法

AX=B，求X

MATLAB的求解格式如下：

X=AB

如果A为非奇异矩阵，则

如果A不是方阵，则可以利用最小二乘法求解

3.2 右除法

XA=B，求X

MATLAB的求解格式如下：

X=B/A

如果A为非奇异方阵，则

如果A不是方阵，则可以利用最小二乘法求解

四. 矩阵翻转与乘方

4.1 矩阵的转动

①左右翻转  

B=fliplr(A)

②上下翻转 

B=flipud(A)

③逆时针旋转  

D=rot90(A)

逆时针旋转

D=rot90(rot(A))

4.2 矩阵的乘方

乘方运算通常适用于方阵的形式，MATLAB实现形式如下：

F=A^x

五. 点运算符的一些解释

一维数组相当于向量，二维数组相当于矩阵，所以实际上矩阵是数组的子集。

数组运算是指数组对应元素之间的运算，也称之为点运算。

矩阵是一个二维数组，所以矩阵的加、减、数乘等运算与数组运算时一致的。矩阵的乘法，乘方和除法有特殊的数学含义，并不是数组对应元素的运算，所以数组乘法，乘方和除法的运算符前特地加了一个点。

5.1 乘法比较

	代码形式	数学形式
数组乘法	A.*B
矩阵乘法	A*B

例题1

MATLAB代码如下：

A=[1 2;3 4]
B=[4 3;2 1]

r2_1=A*B
r2_2=A.*B

运行结果：
A =

     1     2
     3     4

B =

     4     3
     2     1

r2_1 =

     8     5
    20    13

r2_2 =

     4     6
     6     4

5.2 除法比较

%数组运算
%数除以数组，代表k分别被A的元素除
k./A
A.k
%数组除法
A.B %左除
B./A %右除

%矩阵运算
%AX=B的解
AB %左除
%XA=B的解
B/A %右除

例题2

MATLAB代码如下：

A=[1 2;3 4];
B=[4 3;2 1];

r3_1=AB
r3_2=A.B

r4_1=B/A
r4_2=B./A

运行结果：

r3_1 =

   -6.0000   -5.0000
    5.0000    4.0000

r3_2 =

    4.0000    1.5000
    0.6667    0.2500

r4_1 =

   -3.5000    2.5000
   -2.5000    1.5000

r4_2 =

    4.0000    1.5000
    0.6667    0.2500
 

5.3 乘方比较

%数组运算
A.^k  %A的每个元素进行k次方运算
k.^A  %以k为底，分别以A的元素为指数求幂值

%矩阵运算
A^k  %k个矩阵A相乘

例题3

MATLAB代码如下：

A=[1 2;3 4]

r5_1=A.^2
r5_2=A^2

r6_1=2.^A

运行结果：

A =

     1     2
     3     4

r5_1 =

     1     4
     9    16

r5_2 =

     7    10
    15    22

r6_1 =

     2     4
     8    16

六. 矩阵的逻辑与比较运算

6.1 逻辑运算

在MATLAB中，对double变量来讲，非0就表示逻辑1。逻辑运算的本质就是相应元素间的运算。

• 与运算(and)   A&C
• 或运算(or)    A|C
• 非运算(not)  ~A
• 异或运算   xor(A,C)

6.2 比较运算

允许各种的比较关系，如下：

>,>=,<,<=,==,~=,find(),all(),any()

例题4

MATLAB代码如下：

A=[1 2 3;4 5 6;7 8 0]
find(A>=5) %大于或等于5元素的下标，竖直看
[i,j]=find(A>=5);
[i,j] %显示行标和列表

all(A>=5)  %某列元素全大于或等于5时，相应元素为1，否则为0

any(A>=5)  %某列元素含有大于或等于5时，相应元素为1，否则为0

运行结果：

A =

     1     2     3
     4     5     6
     7     8     0

ans =

     3
     5
     6
     8

ans =

     3     1
     2     2
     3     2
     2     3

ans =

  1×3 logical 数组

   0   0   0

ans =

  1×3 logical 数组

   1   1   1

七. 解析结果的化简与变换

7.1 结果的化简

MATLAB实现：

s1=simplify(s) 
%从各种方法中自动选择最简格式
%s为原始表达式，s1为化简后的表达式

现在列举五个常用的化简函数，关于它们详细的信息与格式可以用help命令得出：

• collect()   合并同类项
• expand()  展开多项式
• factor()   因式分解
• numden()  提取多项式的分子与分母
• sincos()   三角函数的化简

例题5

MATLAB代码如下：

syms s;
P=(s+3)^2*(s^2+3*s+2)*(s^3+12*s^2+48*s+64);

P1=simplify(P) %一系列化简尝试，得出计算机认为的最简形式

P2=factor(P)

P3=expand(P)

运行结果：
P1 =(s + 3)^2*(s + 4)^3*(s^2 + 3*s + 2)
 
P2 =[ s + 3, s + 3, s + 2, s + 1, s + 4, s + 4, s + 4]
  
P3 =s^7 + 21*s^6 + 185*s^5 + 883*s^4 + 2454*s^3 + 3944*s^2 + 3360*s + 1152

7.2 变量的替换

%格式1
f1=subs(f,x1,x1*)

%格式2
f1=subs(f,{x1,x2,···,xn},{x1*,x2*,···,xn*})

%f为原表达式，用x*替换x得出新的表达式

例题6

求f(t)在某点的特殊值：

解：

MATLAB代码如下：

clc;clear;
syms a b c d t; %假设这些变量均为符号变量
f=cos(a*t+b)+sin(c*t)*sin(d*t); %定义给定函数f(t)
f1=subs(f,{a,b,c,d,t},{0.5*pi,pi,0.25*pi,0.125*pi,4})

运行结果：

f1 =-1

最后

以上就是殷勤小熊猫为你收集整理的基于MATLAB的入门数学运算（附代码）一. 矩阵的表示与转置二. 矩阵的加减乘运算三. 矩阵除法四. 矩阵翻转与乘方五. 点运算符的一些解释六. 矩阵的逻辑与比较运算七. 解析结果的化简与变换的全部内容，希望文章能够帮你解决基于MATLAB的入门数学运算（附代码）一. 矩阵的表示与转置二. 矩阵的加减乘运算三. 矩阵除法四. 矩阵翻转与乘方五. 点运算符的一些解释六. 矩阵的逻辑与比较运算七. 解析结果的化简与变换所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。