Tento súbor inštrukcií vysvetľuje, ako vyriešiť maticovú rovnicu a vykonať štatistickú analýzu na matici v programe MATLAB.
- Maticové rovnice budú mať tvar Ax = B.
- Štatistická analýza nájde celkový počet dátových bodov, ako aj minimálny, maximálny a rozsah. Okrem toho bude zahŕňať súčet, priemer a štandardnú odchýlku. Túto časť je možné použiť samostatne (bez časti 1).
- Pre tých, ktorí majú skúsenosti s programovaním MATLAB, hrubá tlač ponúka prehľad o každom kroku.
- Pre nových a menej sebavedomých používateľov MATLABu ponúkne neznačený text podrobnejší popis každého kroku.
- Kurzíva v každom kroku ponúka príklad kroku; Odporúča sa, aby tí, ktorí nepoznajú programovanie, použili tieto príklady na porovnanie s tým, čo napísali.
Kroky
Krok 1. Stiahnite si MATLAB
Ak ešte nemáte MATLAB stiahnutý, navštívte: https://www.mathworks.com/store/link/products/student/SV?s_tid=ac_buy_sv_but1_2&requestedDomain=www.mathworks.com a stiahnite si MATLAB. Ak ste to ešte neurobili, vytvorte si študentský účet.
Časť 1 z 2: Riešenie maticovej rovnice
Krok 1. Štandardizujte svoje matice, aby boli použiteľné v štandardnej forme maticovej rovnice, Ax = B
- Pre tento súbor inštrukcií platí maticová rovnica [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] x = [9; 23; 11] bude slúžiť na ilustráciu postupu riešenia rovnice.
- Matica [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] je matica koeficientov.
- Matica B je [9; 23; 11].
- Premenná x je maticou riešení rovnice.
Krok 2. Vytvorte maticu A
- Otvorte MATLAB.
- Kliknutím na príkazové okno (veľké okno v strede obrazovky) sa pripravte na písanie textu.
- Zadajte názov premennej, v tomto prípade 'A' a znamienko rovnosti (=).
- Vložte ľavú zátvorku ([) a zadajte danú maticu A, začínajúc od ľavého horného rohu a doprava, oddeľte každé číslo čiarkou alebo medzerou. Akonáhle je koniec riadka dosiahnutý, označte to zaradením bodkočiarky. Potom zadajte prvé číslo nasledujúceho riadku a pokračujte rovnakým spôsobom ako vyššie. Zahrňte týmto spôsobom celú maticu a potom maticu ukončite pravou zátvorkou (]),
- Stlačením klávesu Enter premennú uložíte do pracovného priestoru MATLAB.
- Pre vzorovú maticu uvedenú v kroku 1 používateľ napíše A = [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part1
Krok 3. Vytvorte maticu B
- Napíšte maticu B v rovnakom formáte, ako je vysvetlené vyššie, alebo postupujte podľa nižšie uvedených skrátených pokynov.
- Napíšte názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte ľavú zátvorku, položky matice a pravú zátvorku. Potom stlačte kláves Enter.
- Používateľ napríklad napíše B = [9; 23; 11] a potom stlačte kláves Enter.
-
ENG3050P2part2
Krok 4. Skontrolujte, či sú matice kompatibilné pri riešení maticových rovníc
Vykonajte to tak, že uložíte veľkosť každej matice ako premennú a skontrolujete, či je v stĺpci A rovnaký počet stĺpcov ako v riadku B.
- Na stránke https://math.sfsu.edu/smith/Documents/AppendixC.pdf si prečítajte, prečo je potrebné pred použitím v maticovej algebre otestovať kompatibilitu matíc.
- Vytvorte premennú veľkosti pre maticu A. Zadajte nový názov premennej, za ktorým bude znamienko rovná sa, potom „veľkosť“a premennú pre maticu A uzavretú v zátvorkách. Stlačte Enter.
- Pre príklad matice by užívateľ zadal Asize = veľkosť (A) a stlačte Enter.
- Vytvorte premennú veľkosti pre maticu B rovnakým spôsobom ako vyššie.
- Používateľ napríklad napíše Bsize = veľkosť (B) a stlačte Enter.
- Porovnajte riadky A so stĺpcami B tak, že napíšete nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte ľavú zátvorku, názov premennej veľkosti A a '(2)', dva rovnaké znamienka, názov premennej veľkosti B, ((1)) a zátvorku zatvorte. Stlačte Enter.
- Pre príklad matice by užívateľ zadal comp = (veľkosť (2) == veľkosť B (1)) a stlačte Enter.
- Ak sú matice kompatibilné, výstup bude 1 a matice je možné použiť pre maticové rovnice.
- Ak matice nie sú kompatibilné, výstup bude 0 a matice nemožno použiť pre maticové rovnice.
-
ENG3050P2part4
Krok 5. Vyriešte x
- Zadajte „x =“, názov matice A, spätné lomítko () a názov matice B. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše x = A / B a stlačte Enter.
- Roztok bude uložený v premennej x.
-
ENG3050P2part3solvex
Časť 2 z 2: Vykonávanie štatistickej analýzy
Krok 1. Vytvorte maticu A ako jednoradovú maticu
- Zadajte nový názov premennej pre A a za ním znamienko rovnosti. Zadajte ľavú zátvorku ([) a každé číslo v matici oddeľte medzerou alebo čiarkou. Zatvorte pravou zátvorkou (]) a stlačte kláves Enter.
- Pre príklad matice uvedenej v kroku 1 časti 1 by používateľ zadal Arow = [1 2 -2 2 3 1 3 2 -4] a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part7
Krok 2. Vypočítajte počet dátových bodov pomocou vstavanej funkcie „numel“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „numel“a názov matice A uzavretej do zátvorky. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Ntotal = numel (Arow) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2numel
Krok 3. Vypočítajte minimum údajov pomocou vstavanej funkcie „min“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „min“a názov matice A uzavretej do zátvorky. Potom stlačte kláves Enter.
- Používateľ napríklad napíše Amin = min (šípka) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part8
Krok 4. Vypočítajte maximum údajov pomocou vstavanej funkcie „max“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „max“a názov matice A uzavretej do zátvorky. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Amax = max (šípka) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part9
Krok 5. Vypočítajte rozsah údajov odčítaním maximálnej hodnoty od minimálnej hodnoty
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte názov maximálnej premennej, znamienko mínus (-) a názov minimálnej premennej. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše rozsah = Amax - Amin a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part10
Krok 6. Vypočítajte súčet údajov pomocou vstavanej funkcie „súčet“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „súčet“a názov matice A uzavretej do zátvorky. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Asum = suma (šípka) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part11
Krok 7. Vypočítajte priemer (alebo priemer) údajov pomocou vstavanej funkcie „priemer“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „priemer“a názov matice A uzavretej do zátvorky. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Amean = priemer (Arow) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2part12
Krok 8. Vypočítajte štandardnú odchýlku (druhú odmocninu rozptylu) údajov pomocou vstavanej funkcie 'std'
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte 'std' a názov matice A uzavretej v zátvorke. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Astd = std (Arow) a stlačte Enter.
-
Image
Krok 9. Vytvorte tabuľku na zobrazenie štatistickej analýzy pomocou vstavanej funkcie „tabuľka“
- Zadajte nový názov premennej a za ním znamienko rovnosti. Potom zadajte „tabuľka“a uzatvorte všetky premenné vytvorené pre kroky dva až osem oddelené čiarkami v zátvorke. Stlačte Enter.
- Používateľ napríklad napíše Štatistiky = tabuľka (Ntotal, Amin, Amax, range, Asum, Amean, Astd) a stlačte Enter.
-
ENG3050P2table
Tipy
- Ak sa kedykoľvek pomýlite, premennú môžete nahradiť tak, že ju zadáte znova správnym spôsobom a stlačíte kláves Enter. Nahradí predchádzajúcu premennú uloženú pod týmto názvom.
- Ak chcete úplne reštartovať, zadajte príkaz „clc“a stlačte kláves Enter. Tým sa všetko vynuluje, ako keby ste práve otvárali MATLAB.
- Ak chcete, aby sa výsledky príkazov, ktoré ste zadali, nezobrazovali v príkazovom okne, dokončite príkaz pomocou bodkočiarky.
- Ak chcete mať prehľadnejšie príkazové okno, môžete MATLABu zabrániť znova zobrazovať premenné po stlačení klávesu Enter ukončením riadka bodkočiarkou. Premenné budú naďalej uložené v pracovnom priestore, ale nebudú sa zobrazovať na obrazovke.
- Viac informácií o softvéri MATLAB nájdete na: https://www.mathworks.com/products/matlab.html, kde sa dozviete viac o programe.
