A MatLab használata mátrixegyenletek megoldásához és statisztikai elemzéshez

2024 Szerző: Gilbert Ryder | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 17:33

Ez az utasításkészlet elmagyarázza, hogyan lehet megoldani egy mátrixegyenletet, és statisztikai elemzést végezni egy MATLAB mátrixon.

• A mátrixegyenletek Ax = B formában lesznek.
• A statisztikai elemzés megtalálja az összes adatpontot, valamint a minimumot, maximumot és tartományt. Ezenkívül tartalmazza az összeget, az átlagot és a szórást. Ez a szakasz önmagában is használható (1. rész nélkül).
• A MATLAB programozásban tapasztalattal rendelkezők számára a vastag betűs betű áttekintést nyújt az egyes lépésekről.
• Az új és kevésbé magabiztos MATLAB-felhasználók számára a félkövér betű nélküli szöveg részletesebb leírást nyújt az egyes lépésekről.
• Az egyes lépések dőlt betűs szövege példát mutat a lépésre; azt javasoljuk, hogy azok, akik nem ismerik a programozást, használják ezeket a példákat, és hasonlítsák össze a gépelt szöveggel.

Lépések

1. lépés: Töltse le a MATLAB -ot

Ha még nem töltötte le a MATLAB programot, keresse fel a https://www.mathworks.com/store/link/products/student/SV?s_tid=ac_buy_sv_but1_2&requestedDomain=www.mathworks.com webhelyet a MATLAB letöltéséhez. Hozzon létre diákfiókot, ha még nem tette meg.

Rész 1 /2: A mátrixegyenlet megoldása

1. lépés: Szabványosítsa a mátrixokat, hogy használhatók legyenek egy mátrixegyenlet standard alakjában, Ax = B

• Ehhez az utasításkészlethez a [1 2 -2; 2 3 1; 3 2-4] x = [9; 23; 11] az egyenlet megoldásának folyamatát szemlélteti.
• A mátrix [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] az együttható mátrix.
• A B mátrix [9; 23; 11].
• Az x változó az egyenlet megoldásainak mátrixa.

2. lépés. Hozza létre az A mátrixot

• Nyissa meg a MATLAB -ot.
• Kattintson a parancsablakban (a képernyő közepén lévő nagy ablak) a szöveg begépelésének előkészítéséhez.
• Írja be a változó nevét, ebben az esetben „A”, és az egyenlőségjelet (=).
• Helyezzen be egy bal zárójelet ([), és írja be az adott A mátrixot, kezdve a bal felső saroktól jobbra haladva, minden számot vesszővel vagy szóközzel elválasztva. Miután elérte a sor végét, jelezze ezt egy pontosvesszővel. Ezután írja be a következő sor első számát, és folytassa a fent leírt módon. Ily módon vegye be a teljes mátrixot, majd fejezze be a mátrixot jobb oldali zárójelben (]),
• Nyomja meg az enter billentyűt a változó MATLAB munkaterületen való tárolásához.
• Az 1. lépésben megadott példa mátrixhoz a felhasználó gépel A = [1 2 -2; 2 3 1; 3 2-4] és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

3. lépés. Hozza létre a B mátrixot

• Írja be a B mátrixot a fent leírt formátumban, vagy kövesse az alábbi rövidített utasításokat.
• Írja be a változó nevét, majd az egyenlőségjelet. Ezután írja be a bal oldali zárójelet, a mátrix bejegyzéseit és a jobb oldali zárójelet. Ezután nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja B = [9; 23; 11] majd nyomja meg az enter billentyűt.

• 

4. lépés: Ellenőrizze, hogy a mátrixok kompatibilisek -e a mátrixegyenletek megoldásával

Ehhez tárolja az egyes mátrixok méretét változóként, és ellenőrizze, hogy ugyanannyi oszlop van -e A -ban, mint a B -ben.

• Látogasson el a https://math.sfsu.edu/smith/Documents/AppendixC.pdf címre, és tekintse át, miért kell a mátrixok kompatibilitását tesztelni, mielőtt a mátrixalgebrában használják.
• Hozzon létre egy méretváltozót az A mátrixhoz. Írjon be egy új változónevet, amelyet egy egyenlőségjel, majd a „méret” és a zárójelben lévő A mátrix változója követ. Nyomja meg az enter billentyűt.
• A példa mátrixhoz a felhasználó gépel Átmérő = méret (A) és nyomja meg az enter billentyűt.
• Hozzon létre egy méretváltozót a B mátrixhoz a fentiek szerint.
• Például a felhasználó beírja Bsize = méret (B) és nyomja meg az enter billentyűt.
• Hasonlítsa össze az A sorait a B oszlopokkal úgy, hogy beír egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a bal oldali zárójelet, az A méretű változó nevét és a „(2)”, két egyenlőjelet, a B méretű változó nevét, az „(1)” címet, és zárja be a zárójelet. Nyomja meg az enter billentyűt.
• A példa mátrixhoz a felhasználó gépel comp = (méret (2) == nagy (1)) és nyomja meg az enter billentyűt.
• Ha a mátrixok kompatibilisek, akkor a kimenet 1 lesz, és a mátrixok használhatók mátrixegyenletekhez.
• Ha a mátrixok nem kompatibilisek, akkor a kimenet 0 lesz, és a mátrixok nem használhatók mátrixegyenletekhez.

• 

5. lépés. Oldja meg az x -et

• Írja be az „x =” értéket, az A mátrixváltozó nevét, a fordított perjelet () és a B mátrixváltozó nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja x = A / B és nyomja meg az enter billentyűt.
• A megoldás az x változóban lesz tárolva.

• 

2/2. Rész: Statisztikai elemzés

1. lépés. Hozza létre az A mátrixot egysoros mátrixként

• Írja be az A változó új nevét, majd az egyenlőségjelet. Gépeljen be egy bal zárójelet ([), és a mátrix minden egyes számát szóközzel vagy vesszővel válassza el. Zárja be jobb oldali zárójelben (]), és nyomja meg az Enter billentyűt.
• Az 1. rész 1. lépésében megadott példa mátrixhoz a felhasználó gépel Nyíl = [1 2 -2 2 3 1 3 2 -4] és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

Lépés 2. Számítsa ki az adatpontok számát a "numel" beépített függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a „numel” -t és a zárójelben lévő A mátrix nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Ntotal = szám (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

3. lépés: Számítsa ki a minimális adatmennyiséget a „min” beépített függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a „min” értéket és zárójelben lévő A mátrix nevét. Ezután nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Amin = perc (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

4. lépés. Számítsa ki az adatok maximumát a „max” beépített függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a „max” értéket és a zárójelben lévő A mátrix nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Amax = max (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

5. lépés. Számítsa ki az adatok tartományát úgy, hogy kivonja a maximális értéket a minimális értékből

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a változó maximális nevét, a mínusz jelet (-) és a minimális változó nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja tartomány = Amax - Amin és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

6. lépés. Számítsa ki az adatok összegét a beépített 'sum' függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be az „összeget” és a zárójelben lévő A mátrix nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Asum = összeg (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

7. lépés: Számítsa ki az adatok átlagát (vagy átlagát) a beépített „átlagos” függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be az „átlagos” értéket és a zárójelben lévő A mátrix nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Amean = átlag (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

Lépés 8. Számítsa ki az adatok szórását (a szórás négyzetgyökét) a beépített 'std' függvény használatával

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be az „std” szót és a zárójelben lévő A mátrix nevét. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Astd = std (Arow) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

Lépés 9. Hozzon létre egy táblázatot a statisztikai elemzés megjelenítéséhez a beépített „table” függvény segítségével

• Írjon be egy új változónevet, majd egy egyenlőségjelet. Ezután írja be a „table” parancsot, és csatolja a kettes -nyolc lépéshez létrehozott változókat vesszővel elválasztva, zárójelben. Nyomja meg az enter billentyűt.
• Például a felhasználó beírja Statisztika = táblázat (Ntotal, Amin, Amax, range, Asum, Amean, Astd) és nyomja meg az enter billentyűt.

• 

Tippek

• Ha bármikor hibázik, kicserélheti a változót úgy, hogy a megfelelő módon írja be újra, és nyomja meg az enter billentyűt. Lecseréli az ezen a néven tárolt korábbi változót.
• Ha teljesen újra szeretné indítani, írja be a "clc" parancsot, és nyomja meg az Enter billentyűt. Ez mindent visszaállít, mintha csak a MATLAB -ot nyitná meg.
• Ha nem szeretné megjeleníteni a parancsablakban beírt parancs (ok) eredményét, fejezze be a parancsot pontosvesszővel.
• A tisztább parancsablak érdekében megakadályozhatja, hogy a MATLAB újra megjelenítse a változóit, miután az Enter billentyűt lenyomta, ha egy sort pontosvesszővel fejez be. A változók továbbra is a munkaterületen lesznek tárolva, csak nem jelennek meg a képernyőn.
• A MATLAB szoftverrel kapcsolatos további információkért látogasson el a https://www.mathworks.com/products/matlab.html weboldalra, ahol többet tudhat meg a programról.