matlab2020a 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 09:43:37 浏览: 79
### 回答1: 首先,在 Matlab 中编写函数,需要在文件开头添加函数声明,格式如下: ``` function output = 函数名(input) ``` 在函数中,你需要使用 Matlab 内置的 rand 函数生成随机矩阵和向量。rand 函数生成的矩阵和向量元素均为 [0,1] 之间的随机数。 你可以使用 Matlab 内置的 linsolve 函数求解线性方程组 Ax=b,该函数的输入为矩阵 A 和向量 b,输出为未知量 x。 计算残差 r=Ax−b 的范数,你可以使用 Matlab 内置的 norm 函数,该函数可以计算向量或矩阵的范数。 最后,你可以使用 Matlab 内置的 loglog 函数绘制对数-对数图。 综上所述,你可以使用如下代码编写函数: ``` function e = error(n) % 生成随机 n x n 矩阵 A 和随机 n 维向量 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 = Ax - b 的范数 r = norm(A * x - b); % 输出残差范数作为误差 e e = r; end % 为 n = 5、10、50、100、500、1000 绘制 e 与 n 的对数-对数图 ns = [5, 10, 50, 100, 500, 1000]; es = zeros(size(ns)); for i = 1:length(ns) es(i) = error(ns(i)); end loglog(ns, es); ``` 希 ### 回答2: 首先,我们可以编写一个函数程序来生成随机的n×n矩阵a和n维随机向量b,以及解线性系统Ax=b,并计算残差的范数。 函数程序代码如下: ``` function [e] = linear_system(n) % 生成随机矩阵a a = rand(n, n); % 生成随机向量b b = rand(n, 1); % 解线性系统Ax=b x = a\b; % 计算残差r = Ax−b的范数 r = norm(a*x - b); % 输出误差e e = r; end ``` 接下来,我们可以使用这个函数程序来计算不同n值下的误差e,并绘制e与n的对数-对数图。 代码如下: ``` % 定义n值数组 n_values = [5, 10, 50, 100, 500, 1000]; % 计算误差e error = zeros(size(n_values)); for i = 1:length(n_values) n = n_values(i); error(i) = linear_system(n); end % 绘制对数-对数图 loglog(n_values, error); xlabel('n'); ylabel('e'); title('误差e与n的对数-对数图'); ``` 运行上述代码,即可得到误差e与n的对数-对数图。图中的x轴为n的取值,y轴为对应的误差e的取值。 ### 回答3: 为了编写一个函数程序,可以首先定义一个函数,例如命名为"linearSolver",并且输入参数为数字n。 然后,在函数内部,可以使用rand函数生成一个随机n×n矩阵a和一个随机n维向量b。可以使用如下代码实现: a = rand(n); % 生成一个随机n×n矩阵 b = rand(n, 1); % 生成一个随机n维向量 接下来,可以使用matlab的线性方程求解函数`linsolve`来求解线性方程组Ax = b,并计算残差r = Ax−b的范数,并输出该数字作为误差e。可以使用如下代码实现: x = linsolve(a, b); % 求解线性系统 Ax = b r = norm(a * x - b); % 计算残差的范数 e = r; % 误差等于残差的范数 最后,可以使用matlab的绘图函数plot来绘制e与n的对数-对数图。使用如下代码可以实现: n_values = [5, 10, 50, 100, 500, 1000]; % 给定n的取值 e_values = []; % 存储误差的数组 for n = n_values a = rand(n); % 生成一个随机n×n矩阵 b = rand(n, 1); % 生成一个随机n维向量 x = linsolve(a, b); % 求解线性系统 Ax = b r = norm(a * x - b); % 计算残差的范数 e = r; % 误差等于残差的范数 e_values = [e_values, e]; % 将误差存入数组 end loglog(n_values, e_values); % 使用对数-对数坐标绘制图形 xlabel('n'); ylabel('error (e)'); title('Log-Log Plot of Error vs n'); 运行该函数linearSolver,即可绘制出e与n的对数-对数图。

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