- •Введение в MathCad.
- •§1 Пользовательский интерфейс MathCad
- •§ 2 Команды меню
- •§3 Основные операции с объектами. Работа с текстовыми фрагментами.
- •§4 Решение задач элементарной математики в MathCad
- •§5 Определение и построение таблиц значений функций и их аргументов
- •§6 Символьное решение уравнений и систем
- •§7 Построение графиков в MathCad
- •§8 Работа с матрицами и векторами в MathCad
- •§9 Программирование в MathCad.
§8 Работа с матрицами и векторами в MathCad
Для
операций с матрицами и векторами в
MathCAD
используется панель матриц
.
Пример №8.
Дана
матрица.
Вычислить:
обратную и транспонированную матрицу
для А, определитель матрицы А. Выделите
1-й столбец матрицы и элемент, находящийся
на второй строке в третьем столбце.
Для
определения элементов матрицы используйте
кнопку
на панели матриц, где укажите количество
строк (ROWS)
и количество столбцов (COLUMNS)
для вашей матрицы. Кнопка
- для определения обратной матрицы,
кнопка
- для определения транспонированной
матрицы, кнопка
- для нахождения определителя матрицы.
Задайте нумерацию координат векторов
начиная с 1, использую функцию ORIGIN
(по умолчанию в MathCAD
нумерация начинается с 0). Для указания
первого столбца используйте кнопку -
,
для указания индекса элемента кнопку
-
.
Готовое задание изображено на рисунке 7.
Рис. 7. Решение примера 8
Пример
№9. Даны
матрицы
,
Найти: матрицу С=Q+P, матрицу Т=3·С и матрицу L=C·Т
Пример
№10. Даны
два вектора
и
.
Найти их сумму, разность, скалярное и векторное произведение.
Для
ввода векторов так же используйте кнопку
панели матрицы
,
для подсчета скалярного произведения
векторов кнопка -
,
векторного -
.
На панель матриц вынесены далеко не все функции для работы с матрицами. Рассмотрим некоторые из дополнительных функций, которые являются наиболее используемыми при работе с матрицами и векторами.
Функции определения матриц и операции с блоками матриц:
matrix(m,n,f) – создает и заполняет матрицу размерности mn, элемент которой расположен в i-й строке, j-м столбце, равен значению f(i,j) функции f(x,y);
diag(v) – создает диагональную матрицу, элементы главной диагонали которой хранятся в векторе v;
identity(n) – создает единичную матрицу порядка n.
augment(A,B) – формирует матрицу, в первых столбцах которой содержится матрица А, а в последних матрица В(матрицы А и В должны иметь одинаковое количество строк);
stack(A,B) – формирует матрицу, в первых строках которой содержится матрица А, а в последних матрица В(матрицы А и В должны иметь одинаковое количество столбцов);
submatrix(A,ir,jr,ic,jc) – формирует матрицу, которая является блоком матрицы А, расположенным в строках с ir по jr и в столбцах с ic по jc, ir ≤ jr, ic ≤ jc.
Функции вычисления числовых характеристик матриц:
last(v) – вычисление номера последней компоненты вектора v;
length(v) – вычисление количества компонент вектора v;
rows(A) – вычисление числа строк матрицы А;
cols(A) – вычисление числа столбцов матрицы А;
max(A) – вычисление наибольшего элемента матрицы А;
min(A) – вычисление наименьшего элемента матрицы А;
rank(A) – вычисление ранга матрицы А;
norm1(A), norm2(A), norme(A), normi(A) – вычисление норм квадратной матрицы А;
Функции, реализующие численные алгоритмы решения задач линейной алгебры:
rref(A) – приведение матрицы А к ступенчатому виду с единичным базисным минором(выполняет элементарные операции со строками матрицы);
lsolve(A,b) – решение системы линейных уравнений Аx=b;
Пример №11. Определить матрицу В, размерности 34, каждый элемент которой равен сумме номеров строки и столбца в которой он расположен. Найти наибольший и наименьший элемент матрицы В. Задать матрицу К, размерности 33, полученную из матрицы В удалением первого столбца, вычислить ранг матрицы К.
Решение данного примера изображено на рисунке 8.
Рис. 8 Решение примера 11
