matlab 编写一个函数程序,其输入是一个数字n,生成一个随机n×n矩阵a和一个随机向量b,求解线性系统Ax = b,并计算残差r = Ax−b的范数,并输出该数字作为误差e。为n = 5、10、50、100、500、1000、.. ..绘制e与n的对数-对数图
时间: 2023-08-31 11:21:15 浏览: 274
### 回答1:
首先,需要在 Matlab 中创建一个函数文件,命名为 "error_vs_n"。在函数中,我们需要定义一个输入参数 n,并使用 rand 函数生成一个 n×n 的随机矩阵 a 和一个随机向量 b。
接下来,我们可以使用 Matlab 的 linsolve 函数求解线性方程组 Ax = b,并使用 norm 函数计算残差 r 的范数。最后,我们可以将误差 e 输出到命令窗口中,并使用 plot 函数绘制 e 与 n 的对数-对数图。
以下是 Matlab 代码示例:
```
function error_vs_n(n)
% 生成随机矩阵 a 和向量 b
a = rand(n, n);
b = rand(n, 1);
% 求解线性方程组 Ax = b
x = linsolve(a, b);
% 计算残差 r 的范数
r = norm(a * x - b);
% 输出误差 e
e = r;
fprintf('n = %d, e = %f\n', n, e);
% 绘制 e 与 n 的对数-对数图
semilogy(n, e);
hold on;
end
```
在调用该函数时,我们可以输入 n = 5、10、50、100、500、1000 等数字,并调用多次该函数绘制 e 与 n 的对数-对数图。例如,调用 error_vs_n(5)、error_vs_n(10)、error_vs_n(50) 等即可。
### 回答2:
下面是用matlab编写的函数程序:
function [e] = linearSystem(n)
% 生成随机n×n矩阵a和随机向量b
a = rand(n);
b = rand(n, 1);
% 求解线性系统Ax = b
x = a\b;
% 计算残差r = Ax−b的范数
r_norm = norm(a*x - b);
% 计算误差e的对数值
e = log10(r_norm);
end
% 绘制e与n的对数-对数图
ns = [5, 10, 50, 100, 500, 1000];
errors = zeros(size(ns));
for i = 1:length(ns)
errors(i) = linearSystem(ns(i));
end
loglog(ns, errors);
xlabel('n');
ylabel('e');
title('e与n的对数-对数图');
### 回答3:
下面是使用 MATLAB 编写的函数程序,实现了输入一个数字 n ,生成一个随机 n×n 矩阵 A 和一个随机向量 b ,求解线性系统 Ax = b ,并计算残差 r = Ax−b 的范数,并输出该数字作为误差 e ,最后绘制了 e 与 n 的对数-对数图。
```matlab
function [e] = linear_system(n)
A = randn(n);
b = randn(n, 1);
x = A \ b;
r = A * x - b;
e = norm(r);
end
```
接下来,我们可以使用上述函数来计算不同 n 下的误差 e ,并绘制 e 与 n 的对数-对数图。
```matlab
n = [5, 10, 50, 100, 500, 1000];
e = zeros(size(n));
for i = 1:length(n)
e(i) = linear_system(n(i));
end
loglog(n, e);
xlabel('n');
ylabel('e');
title('Error vs. n (log-log plot)');
```
运行上述代码,即可得到 e 与 n 的对数-对数图。图形演示了随着 n 的增加,误差 e 如何变化。
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