2022年线性代数matlab上机模板及答案复习资料 .pdf
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1、读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1利用函数rand 和函数 round 构造一个5 5的随机正整数矩阵A 和 B。(1)计算 AB,A B 和 6A A = round(rand(5)*10) 10 8 6 4 1 2 5 8 9 4 6 0 9 9 8 5 8 7 4 0 9 4 2 9 1 B=round(rand(5)*10) B = 2 0 4 8 5 2 7 8 0 7 6 4 5 7 4 3 9 2 4 3 2 5 7 8 2 C=A+B C = 12 8 10 12 6 4 12 16 9 11 12 4 14 16 12 8 17 9 8 3 11 9 9 17 3 D=
2、A-B D = 8 8 2 -4 -4 0 -2 0 9 -3 0 -4 4 2 4 2 -1 5 0 -3 7 -1 -5 1 -1 E=6*A E = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思60 48 36 24 6 12 30 48 54 24 36 0 54 54 48 30 48 42 24 0 54 24 12 54 6 (2)计算TAB,TTB A和100AB (A*B) ans = 86 97 109 80 67 121 168 157 120 122 149 13
3、4 143 127 103 146 140 211 105 130 144 112 109 121 110 (B)*(A) ans = 86 97 109 80 67 121 168 157 120 122 149 134 143 127 103 146 140 211 105 130 144 112 109 121 110 (A*B)100 ans = 1.0e+278 * 3.0801 4.8507 4.5531 5.0819 4.1045 3.1319 4.9322 4.6296 5.1673 4.1734 3.4774 5.4763 5.1404 5.7374 4.6338 2.653
4、5 4.1788 3.9224 4.3780 3.5359 2.5268 3.9792 3.7351 4.1690 3.3671 (3)计算行列式A,B和AB det(A) ans = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思5972 det(B) ans = 12221 det(A*B) ans = 72983812 (4)若矩阵A 和 B 可逆,计算1A和1B inv(A) ans = -0.0012 -0.1654 0.0759 0.0765 0.0561 0.4208 0.3
5、925 -0.2316 -0.4720 -0.1381 -0.3830 -0.3369 0.2112 0.5728 0.0414 -0.1700 0.0114 -0.0012 0.0959 0.1338 0.6229 0.4903 -0.1681 -0.8098 -0.2391 inv(B) ans = -0.1218 -0.0184 0.2713 -0.0582 -0.0866 -0.0384 0.0002 -0.0570 0.1208 0.0278 -0.0916 0.0688 0.0347 -0.1425 0.1325 0.0901 -0.0731 -0.0475 0.0491 0.05
6、20 0.1778 0.0692 -0.0602 0.0588 -0.1545 (5)计算矩阵A 和矩阵 B 的秩。 rank(A) ans = 5 rank(B) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思ans =(6)生成一个6 行 5 列秩为 3 的矩阵,并求其最简阶梯形。 round(rand(6,5)*10) ans = 2 4 8 3 4 7 9 6 5 7 3 9 8 7 5 5 6 7 3 4 2 5 3 8 7 7 9 3 6 6 A=2,4,8,3,4;7,9,6
7、,5,7;3,9,8,7,5;4,8,16,6,8;6,12,24,9,12;8,16,32,12,16 A = 2 4 8 3 4 7 9 6 5 7 3 9 8 7 5 4 8 16 6 8 6 12 24 9 12 8 16 32 12 16 rank(A) ans = 3 rref(A) ans = 5 1.0000 0 0 -0.4767 0.6512 0 1.0000 0 0.8953 0.0698 0 0 1.0000 0.0465 0.3023 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2求解下列方程组精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
8、总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(1)求非齐次线性方程组1234123412341234224514171278776652921710 xxxxxxxxxxxxxxxx的唯一解。 A=2,1,2,4;-14,17,-12,7;7,7,6,6;-2,-9,21,-7 A = 2 1 2 4 -14 17 -12 7 7 7 6 6 -2 -9 21 -7 B=5;8;5;10 B = 5 8 5 10 X=AB X = -0.8341 -0.2525 0.7417 1.3593 (2)求非齐次线性方程组123451234512345
9、123455972844228252398881266977xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx的通解。 A=5,9,7,2,8;4,22,8,25,23;1,8,1,8,8;2,6,6,9,7 A = 5 9 7 2 8 4 22 8 25 23 1 8 1 8 8 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2 6 6 9 7 b=4;9;1;7 b = 4 9 1 7 B=A b B = 5 9 7 2 8 4 4 22 8 25 23 9 1 8 1 8 8 1 2 6 6
10、9 7 7 C=rref(B) C = 1.0000 0 0 -4.1827 -0.8558 -1.6635 0 1.0000 0 1.3269 1.0577 0.1346 0 0 1.0000 1.5673 0.3942 1.5865 0 0 0 0 0 0 对应齐次方程组的基础解系为:x1=(4.1827 ) -1.3269 -1.5673 1.0000 0 X2=(4.1827 0.8558) -1.3269 -1.0577 -1.5673 -0.3942 1.0000 0 0 1.0000 非齐次方程组的特解为:m=【 -1.6635,0.1346, 1.5865,0】 精选学习资料
11、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思所以,方程组的通解为X=k1x1+k2x2+m 3已知向量组134083,211022,160323,212394,50822110,求出它的最大无关组,并用该最大无关组来线性表示其它向量。 format rat A=3,1,2,9,0;4,1,3,3,8;0,0,0,2,-2;8,2,6,1,21;3,2,1,2,10 A = 3 1 2 9 0 4 1 3 3 8 0 0 0 2 -2 8 2 6 1 21 3 2 1 2 10 B=rref(A) B
12、= 1 0 1 0 2 0 1 -1 0 3 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1, 2, 4 是向量组的一个最大无关组。且有3= 1- 2 , 5=21+32 34求向量空间3R中向量325在基1231230 ,1 ,2001下的坐标 A=1,2,3;0,1,2;0,0,1 A = 1 2 3 0 1 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思0 0 1 inv(A) ans = 1 -2 1 0 1 -2 0 0 1 B=3;2;5 B = 3 2
13、5 C=ans*B C = 4 -8 5 5求下列矩阵的特征值和特征向量,并判断其正定性。(1)1232563625A A=1,2,3;2,5,6;3,6,25 A = 1 2 3 2 5 6 3 6 25 format rat V ,D=eig(A) V = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思160/171 445/1357 1377/10567 -751/2135 1596/1781 417/1541 -301/10736 -712/2381 909/953 D = 25/
14、158 0 0 0 3767/1010 0 0 0 3145/116 即特征值25/158 对应特征向量(160/171,-751/2135,-301/10736 ) ,特征值3767/1010 对应特征向量( 445/1375,1596/1781,-712/2381 ) ,特征值 3145/116 对应特征向量(1377/10567,417/1541,909/953 )因为 A 的特征值均为正数,所以A 正定。(2)203131061622B B=-20,3,1;3,-10,-6;1,-6,-22 B = -20 3 1 3 -10 -6 1 -6 -22 V ,D=eig(B) V = -
15、357/937 4822/5323 500/2703 1060/2647 -19/1019 3681/4018 7996/9595 699/1652 -1609/4524 D = -20323/802 0 0 0 -7348/375 0 0 0 -544/77 特征值与特征向量的对应关系如上,因为B 的特征向量均为负数,所以B 负定。6用正交变换法将下列二次型化为标准形。222123123112213323,23fx xxxxxk x xk x xk x x精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进
16、 ,熟读而精思其中“123k k k”为自己学号的后三位。 A=1,0,1;0,2,1/2;1,1/2,3 A = 1 0 1 0 2 1/2 1 1/2 3 V ,D=eig(A) V = 1979/2184 67/281 791/2264 467/3368 -962/1015 554/1929 -623/1559 431/2035 2153/2414 D = 1682/3009 0 0 0 338/179 0 0 0 842/237 L1=sqrt(V(:,1)*V(:,1) L1 = 1 L2=sqrt(V(:,2)*V(:,2) L2 = 1 L3=sqrt(V(:,3)*V(:,3)
17、 L3 = 1 Q1=V(:,1)/L1 Q1 = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1979/2184 467/3368 -623/1559 Q2=V(:,2)/L2 Q2 = 67/281 -962/1015 431/2035 Q3=V(:,3)/L3 Q3 = 791/2264 554/1929 2153/2414 Q=Q1,Q2,Q3 Q = 1979/2184 67/281 791/2264 467/3368 -962/1015 554/1929 -623/1559
18、 431/2035 2 二、应用题1在钢板热传导的研究中,常常用节点温度来描述钢板温度的分布。假设下图中钢板已经达到稳态温度分布,上下、左右四个边界的温度值如图所示,而4,321,TTTT表示钢板内部四个节点的温度。 若忽略垂直于该截面方向的热交换,那么内部某节点的温度值可以近似地等于与它相邻四个节点温度的算术平均值,如1233040/ 4TTT。请计算该钢板的温度分布。20303040401010201234CCCCCCCC153/2414 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 19 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精
19、思1、4/)321020(44/)411040(34/)412030(24/)324030(1TTTTTTTTTTTTA = 4 -1 -1 0 70 -1 4 0 -1 50 -1 0 -4 -1 50 0 -1 -1 4 30 所以解为 17.5000 18.7500 -18.7500 7.5000 2 下表给出了平面坐标系中六个点的坐标。x 0 1 2 3 4 5 y 2 6 0 26 294 1302 请过这六个点作一个五次多项式函数23455012345( )pxaa xa xa xa xa x,并求当6x时的函数值56p。解: A = 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
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