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  • MATLAB矩阵运算(2)

    1.2.14  特殊运算

    1.矩阵对角线元素的抽取

    函数  diag

    格式  X = diag(v,k)   %以向量v的元素作为矩阵X的第k条对角线元素,当k=0时,v为X的主对角线;当k>0时,v为上方第k条对角线;当k<0时,v为下方第k条对角线。

    X = diag(v)    %以v为主对角线元素,其余元素为0构成X。

    v = diag(X,k)   %抽取X的第k条对角线元素构成向量v。k=0:抽取主对角线元素;k>0:抽取上方第k条对角线元素;k<0抽取下方第k条对角线元素。

    v = diag(X)    %抽取主对角线元素构成向量v。

    例1-46

    >> v=[1 2 3];

    >> x=diag(v,-1)

    x =

         0     0     0     0

         1     0     0     0

         0     2     0     0

         0     0     3     0

    >> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

    A =

         1     2     3

         4     5     6

         7     8     9

    >> v=diag(A,1)

    v =

         2

         6

    2.上三角阵和下三角阵的抽取

    函数  tril   %取下三角部分

    格式  L = tril(X)     %抽取X的主对角线的下三角部分构成矩阵L

    L = tril(X,k)    %抽取X的第k条对角线的下三角部分;k=0为主对角线;k>0为主对角线以上;k<0为主对角线以下。

    函数  triu    %取上三角部分

    格式  U = triu(X)    %抽取X的主对角线的上三角部分构成矩阵U

    U = triu(X,k)   %抽取X的第k条对角线的上三角部分;k=0为主对角线;k>0为主对角线以上;k<0为主对角线以下。

    例1-47

    >> A=ones(4)    %产生4阶全1阵

    A =

       1     1     1     1

         1     1     1     1

         1     1     1     1

         1     1     1     1

    >> L=tril(A,1)    %取下三角部分

    L =

         1     1     0     0

         1     1     1     0

         1     1     1     1

         1     1     1     1

    >> U=triu(A,-1)    %取上三角部分

    U =

         1     1     1     1

         1     1     1     1

         0     1     1     1

         0     0     1     1

    3.矩阵的变维

    矩阵的变维有两种方法,即用“:”和函数“reshape”,前者主要针对2个已知维数矩阵之间的变维操作;而后者是对于一个矩阵的操作。

    (1)“:”变维

    例1-48

    > A=[1 2 3 4 5 6;6 7 8 9 0 1]

    A =

         1     2     3     4     5     6

         6     7     8     9     0     1

    >> B=ones(3,4)

    B =

         1     1     1     1

         1     1     1     1

         1     1     1     1

    >> B(:)=A(:)

    B =

         1     7     4     0

         6     3     9     6

         2     8     5     1

    (2)Reshape函数变维

    格式  B = reshape(A,m,n)       %返回以矩阵A的元素构成的m×n矩阵B

    B = reshape(A,m,n,p,…)   %将矩阵A变维为m×n×p×…

    B = reshape(A,[m n p…])   %同上

    B = reshape(A,siz)        %由siz决定变维的大小,元素个数与A中元素个数

    相同。

    例1-49  矩阵变维

    >> a=[1:12];

    >> b=reshape(a,2,6)

    b =

         1     3     5     7     9    11

         2     4     6     8    10    12

    4.矩阵的变向

    (1)矩阵旋转

    函数

    格式  B = rot90 (A)    %将矩阵A逆时针方向旋转90°

    B = rot90 (A,k)   %将矩阵A逆时针方向旋转(k×90°),k可取正负整数。

    例1-50

    >> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

    A =

         1     2     3

         4     5     6

         7     8     9

    >> Y1=rot90(A),Y2=rot90(A,-1)

    Y1 =     %逆时针方向旋转

        3     6     9

        2     5     8

        1     4     7

    Y2 =     %顺时针方向旋转

        7     4     1

        8     5     2

        9     6     3

    (2)矩阵的左右翻转

    函数  fliplr

    格式  B = fliplr(A)   %将矩阵A左右翻转

    (3)矩阵的上下翻转

    函数  flipud

    格式  B = flipud(A)   %将矩阵A上下翻转

    例1-51

    >> A=[1 2 3;4 5 6]

    A =

         1     2     3

         4     5     6

    >> B1=fliplr(A),B2=flipud(A)

    B1 =

        3     2     1

        6     5     4

    B2 =

        4     5     6

        1     2     3

    (4)按指定维数翻转矩阵

    函数  flipdim

    格式  B = flipdim(A,dim)    % flipdim(A,1) = flipud(A),并且flipdim(A,2)=fliplr(A)。

    例1-52

    >> A=[1 2 3;4 5 6]

    A =

         1     2     3

         4     5     6

    >> B1=flipdim(A,1),B2=flipdim(A,2)

    B1 =

        4     5     6

        1     2     3

    B2 =

        3     2     1

        6     5     4

    (5)复制和平铺矩阵

    函数  repmat

    格式  B = repmat(A,m,n)       %将矩阵A复制m×n块,即B由m×n块A平铺而成。

    B = repmat(A,[m n])      %与上面一致

    B = repmat(A,[m n p…])   %B由m×n×p×…个A块平铺而成

    repmat(A,m,n)           %当A是一个数a时,该命令产生一个全由a组成的m×n矩阵。

    例1-53

    >> A=[1 2;5 6]

    A =

         1     2

         5     6

    >> B=repmat(A,3,4)

    B =

         1     2       1     2       1     2       1     2

         5     6       5     6       5     6       5     6

         1     2       1     2       1     2       1     2

         5     6       5     6       5     6       5     6

         1     2       1     2       1     2       1     2

         5     6       5     6       5     6       5     6

    5.矩阵的比较关系

    矩阵的比较关系是针对于两个矩阵对应元素的,所以在使用关系运算时,首先应该保证两个矩阵的维数一致或其中一个矩阵为标量。关系运算是对两个矩阵的对应运算进行比较,若关系满足,则将结果矩阵中该位置元素置为1,否则置0。

    MATLAB的各种比较关系运算有见表1-1。

    表1-1

    运算符

    含义

    运算符

    含义

    大于关系

    大于关系

    = =

    等于关系

    >=

    大于或等于关系

    <=

    小于或等于关系

    ~ =

    不等于关系

    例1-54

    >> A=[1 2 3 4;5 6 7 8];B=[0 2 1 4;0 7 7 2];

    >> C1=A==B, C2=A>=B, C3=A~=B

    C1 =

        0     1     0     1

        0     0     1     0

    C2 =

        1     1     1     1

        1     0     1     1

    C3 =

        1     0     1     0

        1     1     0     1

    6.矩阵元素的数据变换

    对于小数构成的矩阵A来说,如果我们想对它取整数,有以下几种方法:

    (1)按-∞方向取整

    函数  floor

    格式  floor(A)   %将A中元素按-∞方向取整,即取不足整数。

    (2)按+∞方向取整

    函数  ceil

    格式  ceil(A)   %将A中元素按+∞方向取整,即取过剩整数。

    (3)四舍五入取整

    函数  round

    格式  round (A)   %将A中元素按最近的整数取整,即四舍五入取整。

    (4)按离0近的方向取整

    函数  fix

    格式  fix (A)   %将A中元素按离0近的方向取整

    例1-55

    >> A=-1.5+4*rand(3)

    A =

       2.3005    0.4439    0.3259

      -0.5754    2.0652   -1.4260

       0.9274    1.5484    1.7856

    >> B1=floor(A),B2=ceil(A),B3=round(A),B4=fix(A)

    B1 =

        2     0     0

       -1     2    -2

        0     1     1

    B2 =

        3     1     1

        0     3    -1

        1     2     2

    B3 =

        2     0     0

       -1     2    -1

        1     2     2

    B4 =

        2     0     0

        0     2    -1

        0     1     1

    (5)矩阵的有理数形式

    函数  rat

    格式  [n,d]=rat (A)   %将A表示为两个整数矩阵相除,即A=n./d。

    例1-56  对于上例中的A

    >> [n,d]=rat(A)

    n =

           444          95         131

           -225        2059        -472

           166          48         1491

    d =

       193   214   402

       391   997   331

       179    31   835

    (6)矩阵元素的余数

    函数  rem

    格式  C = rem (A, x)   %表示A矩阵除以模数x后的余数。若x=0,则定义rem(A, 0)=NaN,若x≠0,则整数部分由fix(A./x)表示,余数C=A-x.*fix (A./x)。允许模x为小数。

    7.矩阵逻辑运算

    设矩阵A和B都是m×n矩阵或其中之一为标量,在MATLAB中定义了如下的逻辑运算:

    (1)矩阵的与运算

    格式  A&B或and(A, B)

    说明  A与B对应元素进行与运算,若两个数均非0,则结果元素的值为1,否则为0。

    (2)或运算

    格式  A|B或or(A, B)

    说明  A与B对应元素进行或运算,若两个数均为0,则结果元素的值为0,否则为1。

    (3)非运算

    格式  ~A或not (A)

    说明  若A的元素为0,则结果元素为1,否则为0。

    (4)异或运算

    格式  xor (A,B)

    说明  A与B对应元素进行异或运算,若相应的两个数中一个为0,一个非0,则结果为0,否则为1。

    例1-57

    >> A=[0 2 3 4;1 3 5 0],B=[1 0 5 3;1 5 0 5]

    A =

       0     2     3     4

         1     3     5     0

    B =

         1     0     5     3

         1     5     0     5

    >> C1=A&B,C2=A|B,C3=~A,C4=xor(A,B)

    C1 =

        0     0     1     1

        1     1     0     0

    C2 =

        1     1     1     1

        1     1     1     1

    C3 =

        1     0     0     0

        0     0     0     1

    C4 =

        1     1     0     0

        0     0     1     1

    1.2.15  符号矩阵运算

    1.符号矩阵的四则运算

    Matlab 6.x 抛弃了在4.2版中为符号矩阵设计的复杂函数形式,把符号矩阵的四则运算简化为与数值矩阵完全相同的运算方式,其运算符为:加(+)、减(-)、乘(×)、除(/、\)等或:符号矩阵的和(symadd)、差(symsub)、乘 (symmul)。

    例1-58  >>

    >> ;

    >>C=B-A

    >>D=a\b

    则显示:

    C=

    x-1/x  1-1/(x+1)

    x+2-1/(x+2)   -1/(x+3)

    D=

    -6*x-2*x^3-7*x^2     1/2*x^3+x+3/2*x^2

    6+2*x^3+10*x^2+14*x   -2*x^2-3/2*x-1/2*x^3

    2.其他基本运算

    符号矩阵的其他一些基本运算包括转置(')、行列式(det)、逆(inv)、秩(rank)、幂(^)和指数(exp和expm)等都与数值矩阵相同

    3.将数值矩阵转化为符号矩阵

    函数  sym

    格式  B=sym(A)   %将A转化为符号矩阵B

    例1-59 

    >> A=[2/3,sqrt(2),0.222;1.4,1/0.23,log(3)]

    A =

       0.6667    1.4142    0.2220

       1.4000    4.3478    1.0986

    >> B=sym(A)

    B =

    [  2/3,      sqrt(2),                     111/500]

    [   7/5,     100/23,    4947709893870346*2^(-52)]

    4.符号矩阵的索引与修改

    符号矩阵的索引与修改同数值矩阵的索引与修改完全相同,即用矩阵的坐标括号表达式实现。

    例1-60  对上例中的矩阵B

    >> B(2,3)      %矩阵的索引

    ans =

    4947709893870346*2^(-52)

    >> B(2,3)='log(7)'     %矩阵的修改

    B =

    [     2/3, sqrt(2), 111/500]

    [     7/5,  100/23,  log(7)]

    5.符号矩阵的简化

    符号工具箱中提供了符号矩阵因式分解、展开、合并、简化及通分等符号操作函数。

    (1)因式分解

    函数  factor

    格式  factor(s)    %符号表达式s的因式分解函数

    说明  S为符号矩阵或符号表达式,常用于多项式的因式分解。

    例1-61  将x 9-1分解因式

    在Matlab命令窗口键入:

    syms x

    factor(x^9-1)

    则显示:ans =

    (x-1)*(x^2+x+1)*(x6+x^3+1)

    例1-62  问“入”取何值时,齐次方程组 有非0解?

    解:在Matlab编辑器中建立M文件:

    syms k

    A=[1-k -2 4;2 3-k 1;1 1 1-k];

    D=det(A)

    factor(D)

    其结果显示如下:

    D =

    -6*k+5*k^2-k^3

    ans =

    -k*(k-2)*(-3+k)

    从而得到:当k=0、k=2或k=3时,原方程组有非0解。

    (2)符号矩阵的展开

    函数  expand  

    格式:expand(s)   %符号表达式s的展开函数

    说明:s为符号矩阵或表达式。常用在多项式的因式分解中,也常用于三角函数,指数函数和对数函数的展开中。

    例1-63  将(x+1)3、sin(x+y)展开

    在Matlab编辑器中建立M文件:

    syms  x  y

    p=expand((x+1)^3)

    q=expand(sin(x+y))

    则结果显示为

    p =

        x^3+3*x^2+3*x+1

    q =

    sin(x)*cos(y)+cos(x)*sin(y)

    (3)同类式合并

    函数  Collect

    格式  Collect(s,v)   %将s中的变量v的同幂项系数合并

    Collect(s)    % s是矩阵或表达式,此命令对由命令findsym函数返回的默认变量进行同类项合并。

    (4)符号简化

    函数  simple或simplify   %寻找符号矩阵或符号表达式的最简型

    格式  simple (s)          % s是矩阵或表达式

          [R,how]=simple (s)  %R为返回的最简形,how为简化过程中使用的主要方法。

    说明  Simple(s)将表达式s的长度化到最短。若还想让表达式更加精美,可使用函数Pretty。

    格式  Pretty(s)     %使表达式s更加精美

    例1-64  计算行列式 的值。

    在Matlab编辑器中建立M文件:

    syms  a  b  c  d

    A=[1 1 1 1;a b c d;a^2 b^2 c^2 d^2;a^4 b^4 c^4 d^4];

    d1=det(A)

    d2=simple(d1)     %化简表达式d1

    pretty(d2)      %让表达式d2符合人们的书写习惯

    则显示结果如下:

    d1 =

    b*c^2*d^4-b*d^2*c^4-b^2*c*d^4+b^2*d*c^4+b^4*c*d^2-b^4*d*c^2-a*c^2*d^4+a*d^2*c^4+a*b^2*d^4-a*b^2*c^4-a*b^4*d^2+a*b^4*c^2+a^2*c*d^4-a^2*d*c^4-a^2*b*d^4+a^2*b*c^4+a^2*b^4*d-a^2*b^4*c-a^4*c*d^2+a^4*d*c^2+a^4*b*d^2-a^4*b*c^2-a^4*b^2*d+a^4*b^2*c

    d2 =

    (-d+c)*(b-d)*(b-c)*(-d+a)*(a-c)*(a-b)*(a+c+d+b)

    (-d+c)(b-d)(b-c)(-d+a)(a-c)(a-b)(a+c+d+b)

    1.2.16  矩阵元素个数的确定

    函数  numel

    格式  n = numel(a)    %计算矩阵A中元素的个数

    例1-65

    >> A=[1 2 3 4;5 6 7 8];

    >> n=numel(A)

    n =

         8

                                                                                                                                                            1.3  矩阵分解

    1.3.1  Cholesky分解

    函数  chol

    格式  R = chol(X)      %如果X为n阶对称正定矩阵,则存在一个实的非奇异上三角阵R,满足R'*R = X;若X非正定,则产生错误信息。

    [R,p] = chol(X)   %不产生任何错误信息,若X为正定阵,则p=0,R与上相同;若X非正定,则p为正整数,R是有序的上三角阵。

    例1-66 

    >> X=pascal(4)    %产生4阶pascal矩阵

    X =

         1     1     1     1

         1     2     3     4

         1     3     6    10

         1     4    10    20

    >> [R,p]=chol(X)

    R =

         1     1     1     1

         0     1     2     3

         0     0     1     3

         0     0     0     1

    p =

         0

    1.3.2  LU分解

    矩阵的三角分解又称LU分解,它的目的是将一个矩阵分解成一个下三角矩阵L和一个上三角矩阵U的乘积,即A=LU。

    函数  lu

    格式  [L,U] = lu(X)     %U为上三角阵,L为下三角阵或其变换形式,满足LU=X。

    [L,U,P] = lu(X)   %U为上三角阵,L为下三角阵,P为单位矩阵的行变换矩阵,满足LU=PX。

    例1-67

    >> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];

    >> [L,U]=lu(A)

    L =

       0.1429    1.0000         0

       0.5714    0.5000    1.0000

       1.0000         0         0

    U =

       7.0000    8.0000    9.0000

            0    0.8571    1.7143

            0         0    0.0000

    >> [L,U,P]=lu(A)

    L =

       1.0000         0         0

       0.1429    1.0000         0

       0.5714    0.5000    1.0000

    U =

       7.0000    8.0000    9.0000

            0    0.8571    1.7143

            0         0    0.0000

    P =

        0     0     1

        1     0     0

        0     1     0

    1.3.3  QR分解

    将矩阵A分解成一个正交矩阵与一个上三角矩阵的乘积。

    函数  qr

    格式  [Q,R] = qr(A)     %求得正交矩阵Q和上三角阵R,Q和R满足A=QR。

    [Q,R,E] = qr(A)   %求得正交矩阵Q和上三角阵R,E为单位矩阵的变换形式,R的对角线元素按大小降序排列,满足AE=QR。

    [Q,R] = qr(A,0)    %产生矩阵A的“经济大小”分解

    [Q,R,E] = qr(A,0)  %E的作用是使得R的对角线元素降序,且Q*R=A(:, E)。

    R = qr(A)         %稀疏矩阵A的分解,只产生一个上三角阵R,满足R'*R = A'*A,这种方法计算A'*A时减少了内在数字信息的损耗。

    [C,R] = qr(A,b)    %用于稀疏最小二乘问题:minimize||Ax-b||的两步解:[C,R] = qr(A,b),x = R\c。

    R = qr(A,0)       %针对稀疏矩阵A的经济型分解

    [C,R] = qr(A,b,0)   %针对稀疏最小二乘问题的经济型分解

    例1-68 

    >>A =[ 1  2  3;4  5  6; 7  8  9; 10  11  12];

    >>[Q,R] = qr(A)

    Q =

       -0.0776    -0.8331     0.5444     0.0605

       -0.3105    -0.4512    -0.7709     0.3251

       -0.5433    -0.0694    -0.0913    -0.8317

       -0.7762     0.3124     0.3178     0.4461

    R =

       -12.8841    -14.5916    -16.2992

              0     -1.0413     -2.0826

              0           0      0.0000

              0           0           0

    函数  qrdelete

    格式  [Q,R] = qrdelete(Q,R,j)   %返回将矩阵A的第j列移去后的新矩阵的qr分解

    例1-69

    >> A=[-149 -50 -154;537 180 546;-27 -9 -25];

    >> [Q,R]=qr(A)

    Q =

       -0.2671   -0.7088    0.6529

        0.9625   -0.1621    0.2176

       -0.0484    0.6865    0.7255

    R =

      557.9418  187.0321  567.8424

             0    0.0741    3.4577

             0         0    0.1451

    >> [Q,R]=qrdelete(Q,R,3)    %将A的第3列去掉后进行qr分解。

    Q =

     -0.2671   -0.7088    0.6529

        0.9625   -0.1621    0.2176

       -0.0484    0.6865    0.7255

    R =

      557.9418  187.0321

             0    0.0741

             0         0

    函数  qrinsert

    格式  [Q,R] = qrinsert(Q,R,j,x)   %在矩阵A中第j列插入向量x后的新矩阵进行qr分解。若j大于A的列数,表示在A的最后插入列x。

    例1-70

    >> A=[-149 -50 -154;537 180 546;-27 -9 -25];

    >> x=[35 10 7]';

    >> [Q,R]=qrinsert(Q,R,4,x)

    Q =

       -0.2671   -0.7088    0.6529

        0.9625   -0.1621    0.2176

       -0.0484    0.6865    0.7255

    R =

      557.9418  187.0321  567.8424   -0.0609

             0    0.0741    3.4577  -21.6229

             0         0    0.1451   30.1073

    1.3.4  Schur分解

    函数  schur

    格式  T = schur(A)      %产生schur矩阵T,即T的主对角线元素为特征值的三角阵。

    T = schur(A,flag)   %若A有复特征根,则flag='complex',否则flag='real'。

    [U,T] = schur(A,…)   %返回正交矩阵U和schur矩阵T,满足A = U*T*U'。

    例1-71 

    >> H = [ -149  -50  -154; 537  180  546; -27  -9  -25 ];

    >> [U,T]=schur(H)

    U =

        0.3162   -0.6529    0.6882

       -0.9487   -0.2176    0.2294

        0.0000    0.7255    0.6882

    T =

        1.0000   -7.1119 -815.8706

             0    2.0000  -55.0236

             0         0    3.0000

    1.3.5  实Schur分解转化成复Schur分解

    函数  rsf2csf

    格式  [U,T] = rsf2csf (U,T)   %将实舒尔形式转化成复舒尔形式

    例1-72 

    >> A=[1 1 1 3;1 2 1 1;1 1 3 1;-2 1 1 4];

    >> [u,t]=schur (A)

    u =

       -0.4916   -0.4900   -0.6331   -0.3428

       -0.4980    0.2403   -0.2325    0.8001

       -0.6751    0.4288    0.4230   -0.4260

       -0.2337   -0.7200    0.6052    0.2466

    t =

        4.8121    1.1972   -2.2273   -1.0067

             0    1.9202   -3.0485   -1.8381

             0    0.7129    1.9202    0.2566

             0         0         0    1.3474

    >> [U,T]=rsf2csf (u,t)

    U =

      -0.4916            -0.2756 - 0.4411i   0.2133 + 0.5699i  -0.3428         

      -0.4980            -0.1012 + 0.2163i  -0.1046 + 0.2093i   0.8001         

      -0.6751             0.1842 + 0.3860i  -0.1867 - 0.3808i  -0.4260         

      -0.2337             0.2635 - 0.6481i   0.3134 - 0.5448i   0.2466         

    T =

       4.8121            -0.9697 + 1.0778i  -0.5212 + 2.0051i  -1.0067         

            0             1.9202 + 1.4742i   2.3355             0.1117 + 1.6547i

            0                  0             1.9202 - 1.4742i   0.8002 + 0.2310i

            0                  0                  0             1.3474         

    1.3.6  特征值分解

    函数  eig

    格式  d = eig(A)         %求矩阵A的特征值d,以向量形式存放d。

    d = eig(A,B)       %A、B为方阵,求广义特征值d,以向量形式存放d。

    [V,D] = eig(A)      %计算A的特征值对角阵D和特征向量V,使AV=VD成立。

    [V,D] = eig(A,'nobalance')   %当矩阵A中有与截断误差数量级相差不远的值时,该指令可能更精确。'nobalance'起误差调节作用。

    [V,D] = eig(A,B)    %计算广义特征值向量阵V和广义特征值阵D,满足AV=BVD。

    [V,D] = eig(A,B,flag)   % 由flag指定算法计算特征值D和特征向量V,flag的可能值为:'chol' 表示对B使用Cholesky分解算法,这里A为对称Hermitian矩阵,B为正定阵。'qz' 表示使用QZ算法,这里A、B为非对称或非Hermitian矩阵。

    说明  一般特征值问题是求解方程: 解的问题。广义特征值问题是求方程: 解的问题。

    1.3.7  奇异值分解

    函数  svd

    格式  s = svd (X)          %返回矩阵X的奇异值向量

    [U,S,V] = svd (X)    %返回一个与X同大小的对角矩阵S,两个酉矩阵U和V,且满足= U*S*V'。若A为m×n阵,则U为m×m阵,V为n×n阵。奇异值在S的对角线上,非负且按降序排列。

    [U,S,V] = svd (X,0)   %得到一个“有效大小”的分解,只计算出矩阵U的前n列,矩阵S的大小为n×n。

    例1-73

    >> A=[1 2;3 4;5 6;7 8];

    >> [U,S,V]=svd(A)

    U =

       -0.1525   -0.8226   -0.3945   -0.3800

       -0.3499   -0.4214    0.2428    0.8007

       -0.5474   -0.0201    0.6979   -0.4614

       -0.7448    0.3812   -0.5462    0.0407

    S =

       14.2691         0

             0    0.6268

             0         0

             0         0

    V =

       -0.6414    0.7672

       -0.7672   -0.6414

    >> [U,S,V]=svd(A,0)

    U =

       -0.1525   -0.8226

       -0.3499   -0.4214

       -0.5474   -0.0201

       -0.7448    0.3812

    S =

       14.2691         0

             0    0.6268

    V =

       -0.6414    0.7672

       -0.7672   -0.6414

    1.3.8  广义奇异值分解

    函数  gsvd

    格式  [U,V,X,C,S] = gsvd(A,B)   %返回酉矩阵U和V、一个普通方阵X、非负对角矩阵C和S,满足A = U*C*X',B = V*S*X',C'*C + S'*S = I (I为单位矩阵);A和B的列数必须相同,行数可以不同。

    [U,V,X,C,S] = gsvd(A,B,0)   %含义与前面相似

    sigma = gsvd (A,B)         %返回广义奇异值sigma

    例1-74

    >> A=reshape(1:12,3,4)    %产生3行4列矩阵,元素由1,2,…,12构成。

    A =

      1     4     7    10

        2     5     8    11

        3     6     9    12

    >> B=magic(4)   %产生4阶魔方阵

    B =

        16     2     3    13

         5    11    10     8

         9     7     6    12

         4    14    15     1

    >> [U,V,X,C,S]=gsvd(A,B)

    U =

        0.4082    0.7071    0.5774

       -0.8165    0.0000    0.5774

        0.4082   -0.7071    0.5774

    V =

        0.2607   -0.7950   -0.5000    0.2236

       -0.4029    0.3710   -0.5000    0.6708

       -0.5452   -0.0530   -0.5000   -0.6708

        0.6874    0.4770   -0.5000   -0.2236

    X =

             0   -9.4340  -17.0587    3.4641

        1.8962    8.7980  -17.0587    8.6603

        3.7924    8.1620  -17.0587   13.8564

       -5.6885   -7.5260  -17.0587   19.0526

    C =

             0    0.0000         0         0

             0         0    0.0829         0

             0         0         0    1.0000

    S =

        1.0000         0         0         0

             0    1.0000         0         0

             0         0    0.9966         0

             0         0         0    0.0000

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