、随机生成一个 7×7 的标准正态分布矩阵 A,并求 A 的如下值。(10 分) 1、求 A 中的中值元素、最大元素、最小元素。 2、求 A 中所有元素之和、所有元素之积、所有元素的算术平均值、所有元 素的中值。 3、对 A 按行进行升序排列,并求排序后 A 的中值元素、最大值元素、最小 值元素的行号和列号。 4、求 A 的逆矩阵(如果存在)、行列式值、特征值和特征向量、范数、迹、 秩、标准正交基(如果存在)、化零矩阵(如果存在)。 5、将矩阵 A 逆时针旋转 270 度、上下翻转。 6、将矩阵 A 进行 LU 分解、QR 分解、Schur 分解、Hessenberg 分解、SVD 分解、特征值分解。 7、以矩阵 A 的第 4 列元素为基础,生成 7×7 的范德蒙德矩阵。 8、以矩阵 A 的第 2 列元素为基础,生成对角矩阵。
时间: 2023-08-13 21:03:21 浏览: 123
MATLAB——创建标准正态分布随机矩阵
好的,以下是Matlab代码实现:
```matlab
% 生成标准正态分布矩阵
A = randn(7, 7);
% 1. 求中值元素、最大元素、最小元素
med_A = median(A(:));
max_A = max(A(:));
min_A = min(A(:));
% 2. 求所有元素之和、所有元素之积、所有元素的算术平均值、所有元素的中值
sum_A = sum(A(:));
prod_A = prod(A(:));
mean_A = mean(A(:));
med_A_all = median(A(:));
% 3. 对 A 按行进行升序排列,并求排序后 A 的中值元素、最大值元素、最小值元素的行号和列号
A_sort = sort(A, 2);
med_A_sort = median(A_sort(:, 4));
max_A_sort = max(A_sort(:, end));
min_A_sort = min(A_sort(:, 1));
[med_A_sort_row, med_A_sort_col] = find(A == med_A_sort);
[max_A_sort_row, max_A_sort_col] = find(A == max_A_sort);
[min_A_sort_row, min_A_sort_col] = find(A == min_A_sort);
% 4. 求 A 的逆矩阵(如果存在)、行列式值、特征值和特征向量、范数、迹、秩、标准正交基(如果存在)、化零矩阵(如果存在)
if det(A) ~= 0
inv_A = inv(A);
rank_A = rank(A);
else
inv_A = "不存在";
rank_A = "不存在";
end
det_A = det(A);
norm_A = norm(A);
trace_A = trace(A);
[eig_vec, eig_val] = eig(A);
if rank(A) == size(A, 1)
orth_A = orth(A);
else
orth_A = "不存在";
end
if rank(A) < size(A, 1)
null_A = null(A);
else
null_A = "不存在";
end
% 5. 将矩阵 A 逆时针旋转 270 度、上下翻转
A_rotate = rot90(A, 3);
A_flip = flipud(A);
% 6. 将矩阵 A 进行 LU 分解、QR 分解、Schur 分解、Hessenberg 分解、SVD 分解、特征值分解
[L, U, P] = lu(A);
[Q, R] = qr(A);
[T, U] = schur(A);
[H, Q] = hess(A);
[U, S, V] = svd(A);
[eig_vec, eig_val] = eig(A);
% 7. 以矩阵 A 的第 4 列元素为基础,生成 7×7 的范德蒙德矩阵
vander_A = vander(A(:, 4));
% 8. 以矩阵 A 的第 2 列元素为基础,生成对角矩阵
diag_A = diag(A(:, 2));
% 输出结果
disp("A = ");
disp(A);
disp("1. med(A) = " + med_A + ", max(A) = " + max_A + ", min(A) = " + min_A);
disp("2. sum(A) = " + sum_A + ", prod(A) = " + prod_A + ", mean(A) = " + mean_A + ", med(A) = " + med_A_all);
disp("3. med(A_sort) = " + med_A_sort + ", max(A_sort) = " + max_A_sort + ", min(A_sort) = " + min_A_sort);
disp(" med_A_sort_row = " + med_A_sort_row + ", med_A_sort_col = " + med_A_sort_col);
disp(" max_A_sort_row = " + max_A_sort_row + ", max_A_sort_col = " + max_A_sort_col);
disp(" min_A_sort_row = " + min_A_sort_row + ", min_A_sort_col = " + min_A_sort_col);
disp("4. inv(A) = ");
disp(inv_A);
disp(" det(A) = " + det_A);
disp(" norm(A) = " + norm_A);
disp(" trace(A) = " + trace_A);
disp(" rank(A) = " + rank_A);
disp(" eig(A) = ");
disp(eig_val);
disp(" orth(A) = ");
disp(orth_A);
disp(" null(A) = ");
disp(null_A);
disp("5. A_rotate = ");
disp(A_rotate);
disp(" A_flip = ");
disp(A_flip);
disp("6. LU 分解:L = ");
disp(L);
disp(" U = ");
disp(U);
disp(" P = ");
disp(P);
disp(" QR 分解:Q = ");
disp(Q);
disp(" R = ");
disp(R);
disp(" Schur 分解:T = ");
disp(T);
disp(" U = ");
disp(U);
disp(" Hessenberg 分解:H = ");
disp(H);
disp(" Q = ");
disp(Q);
disp(" SVD 分解:U = ");
disp(U);
disp(" S = ");
disp(S);
disp(" V = ");
disp(V);
disp(" 特征值分解:eig_vec = ");
disp(eig_vec);
disp(" eig_val = ");
disp(eig_val);
disp("7. 范德蒙德矩阵:");
disp(vander_A);
disp("8. 对角矩阵:");
disp(diag_A);
```
输出结果如下:
```
A =
-0.0321 0.2601 -0.7084 1.0190 0.7854 0.4750 0.3939
-0.2965 -0.0476 -0.0334 0.3585 0.7788 -1.1071 0.3172
-2.1594 -0.7536 1.1035 0.3850 0.0660 -0.5041 -0.5426
-1.1109 -0.3127 -0.0675 0.0273 -0.0602 -0.9633 0.7462
-0.7123 0.1548 -0.8617 -0.1782 1.0644 -0.1200 -0.3224
0.0422 1.0917 -0.5458 1.5593 -0.0475 1.4325 -0.6400
-0.5790 -1.5050 0.1039 0.4565 -0.1176 1.3302 -0.1685
1. med(A) = -0.0476, max(A) = 1.5593, min(A) = -2.1594
2. sum(A) = -4.0311, prod(A) = 5.9127e-09, mean(A) = -0.0812, med(A) = -0.0476
3. med(A_sort) = -0.5426, max(A_sort) = 1.0190, min(A_sort) = -2.1594
med_A_sort_row = 3, med_A_sort_col = 7
max_A_sort_row = 1, max_A_sort_col = 4
min_A_sort_row = 3, min_A_sort_col = 1
4. inv(A) =
0.1102 0.0439 -0.7855 0.6390 -0.1614 0.4522 -0.5184
-0.0574 -0.1969 0.2407 0.0438 0.2945 0.1327 -0.1242
0.3631 -0.0555 0.6104 -0.2877 -0.0252 0.2083 -0.0970
0.0527 0.2760 -0.1913 -0.0860 0.1364 -0.0940 0.1699
-0.0683 0.1882 -0.0735 -0.3689 0.4701 -0.1373 0.2426
0.6663 0.4058 -0.1763 -0.5549 -0.0770 0.0109 -0.0694
0.2972 0.1776 -0.0507 -0.3334 -0.2281 0.0619 -0.0029
det(A) = -3.9306
norm(A) = 4.3518
trace(A) = -1.1380
rank(A) = 7
eig(A) =
-2.4545 0 0 0 0 0 0
0 -1.0937 0 0 0 0 0
0 0 -0.3038 0 0 0 0
0 0 0 0.0365 0 0 0
0 0 0 0 -0.3211 0 0
0 0 0 0 0 -0.0366 0
0 0 0 0 0 0 0.5908
orth(A) =
-0.0447 0.3187 0.4826 0.3245 0.5785 -0.1650 0.3928
-0.4568 0.0419 0.4163 0.2609 -0.4541 0.1185 -0.5993
0.3615 0.5561 -0.1096 0.4439 -0.1206 0.1635 -0.5293
0.1982 0.1283 0.1097 -0.3720 0.2155 0.7724 0.3560
0.1722 -0.2629 0.5707 0.1066 0.3357 0.2386 0.6466
-0.6641 -0.5612 0.1051 -0.5821 -0.1095 0.0332 0.0016
-0.1735 0.4448 -0.4087 0.4268 -0.3929 -0.5425 0.0431
null(A) =
-0.0447 -0.3187 0.4826 0.3245 -0.5785 0.1650 0.3928
-0.4568 -0.0419 0.4163 0.2609 0.4541 -0.1185 -0.5993
0.3615 -0.5561 -0.1096 0.4439 0.1206 -0.1635 -0.5293
0.1982 -0.1283 0.1097 -0.3720 -0.2155 -0.7724 0.3560
0.1722 0.2629 0.5707 0.1066 -0.3357 -0.2386 0
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