用Java矩阵的加减数乘运算_线性代数(2):矩阵运算之矩阵加法、乘法、除法...
授人予鱼不如授人予渔,在《线性代数》的学习中,方法尤为重要。下面就让我们一起解决《线性代数》中令人头痛的——矩阵的加法运算吧!
前言:想要学会《线性代数》中的——矩阵的加法运算问题,我们这次的学习将按照下面的步骤进行:(1) 了解矩阵与线性方程的对应关系;
(2) 了解矩阵的定义;
(3) 特殊矩阵;
(4) 矩阵加法运算规则;
(5) 例题讲解;
2
让我们首先了解矩阵与线性方程的对应关系,如下图:
了解矩阵的定义,如下图:
特殊矩阵之零矩阵,如下图:
特殊矩阵之行/列矩阵,如下图:
特殊矩阵之方阵,如下图:
特殊矩阵之对角阵,如下图:
特殊矩阵之数量矩阵,如下图:
特殊矩阵之单位矩阵,如下图:
矩阵加法运算规则,如下图:
例题讲解,如下图:
矩阵与数乘
让我们首先了解数与矩阵乘,如下图:
数乘矩阵的运算规则,如下:
数与矩阵乘即将每一项都乘以系数,如下例:
矩阵相乘
矩阵相乘,必须满足矩阵A的列数与矩阵B的函数想等,或者矩阵A的行数与矩阵B的列数相等,如下图:
矩阵相乘运算规则,如下图:
矩阵相乘例子,如下:
矩阵相乘注意要点
矩阵相乘注意点1,如下图:
矩阵相乘注意点2,如下图:
用Excel计算矩阵
打开数据表,假设数据如下所示:
根据这两个矩阵,做如下运算:矩阵加法,减法,乘法,矩阵的逆矩阵。
2,步骤
(1)选择E2:G4单元格区域,输入“=”,用鼠标选择A2:C4单元格区域,输入“+”,用鼠标选择A6:C8单元格区域,同时按Ctrl+Shift+Enter键,矩阵加法计算结果如下。
(2)选择E6:G8单元格区域,输入“=”,用鼠标选择A2:C4单元格区域,输入“-”,用鼠标选择A6:C8单元格区域,同时按Ctrl+Shift+Enter键,矩阵减法计算结果如下。
(3)选择E2:G4单元格区域,“公式”选项卡,“函数库”工具箱,“插入函数”工具,找到MMULT函数,单击“确定”按钮。
(4)在弹出的MMULT函数参数对话框中进行设置。
单击“Array1”右边的文本框,用鼠标选择“A2:C4”单元格区域,单击“Array2”右边的文本框,用鼠标选择“A6:C8”单元格区域,同时按Ctrl+Shift+Enter键.得到矩阵相乘的结果如下所示。
矩阵转置
输入初始矩阵到单元格中后,选中该矩阵区域,然后复制,右键粘贴,选择“转置”即可。如附图所示。
使用MDETERM 函数计算矩阵行列式的值
如果有一个m×n阶的矩阵A,设|A|级该矩阵对应行列式的值。这里使用上面矩阵转置的矩阵为示例数据。输入该公式后,发现返回的是非法数据警告,原因在于行列式的值必须符合行列式的规则,行数和列数必须相等,所以计算矩阵行列式的值的前提是该矩阵为方阵。
如附图所示,计算方阵对应行列式的值就ok了。
利用MINVERSE函数求矩阵的逆矩阵
注意只有方阵才有逆矩阵,所以该矩阵必须是一个n阶方阵。在单元格中输入“=MINVERSE(数组)”回车即可得到该矩阵的逆阵。演示如附图所示。
步骤1所示的附图并没有计算出逆阵,而是返回了一个#NUM!,原因在于如果矩阵可逆,则|A|不会等于0,也就是说行列式的值为0的矩阵没有逆阵,由于示例的矩阵行列式的值为0,所以不存在可逆阵。附图为存在可逆阵的一个示例。注:公式必须你数组公式输入,然后按下F2,再按 Ctrl+Shift+Enter
勇哥测试的结果:
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作者:hackpig
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