線性代數實驗報告

2022-03-12 10:41:40 字數 3549 閱讀 6512

學號******, 姓名得分

實驗內容: 用matlab求解如下線性方程組ax = b, 其中

a =, b = [21109110] t.

實驗目的: 1.了解matlab軟體,學會matlab軟體的基本操作;

2.熟悉matlab軟體的數值計算功能;

3.練習編寫簡單的matlab 程式;

4.掌握matlab解線性方程組的原理,學會使用。

實驗原理: 1. 對於方程組ax = b,由克拉默法則解得;

2. 對於方程組ax = b,得x=a\b,用矩陣除法解得;

3. 利用矩陣的初等變換, 對增廣矩陣[a, b]進行行初等變換解得。

實驗方案: 1. 在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>> a1=[5;1;0;0;0;0;0;0];

a2=[6;5;1;0;0;0;0;0];

a3=[0;6;5;1;0;0;0;0];

a4=[0;0;6;5;1;0;0;0];

a5=[0;0;0;6;5;1;0;0];

a6=[0;0;0;0;6;5;1;0];

a7=[0;0;0;0;0;6;5;1];

a8=[0;0;0;0;0;0;6;5];

b=[2;1;1;0;9;1;1;0];

a=[a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8];

d=det(a);x=;

for i=1:8

a=[a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8];

a(:,i)=b;x=[x,det(a)/d];

i=i+1;

endformat rat ,x

2. 在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>> a=[5,6,0,0,0,0,0,0;

1,5,6,0,0,0,0,0;

0,1,5,6,0,0,0,0;

0,0,1,5,6,0,0,0;

0,0,0,1,5,6,0,0;

0,0,0,0,1,5,6,0;

0,0,0,0,0,1,5,6;

0,0,0,0,0,0,1,5];

b=[2;1;1;0;9;1;1;0];format rat,x=a\b

3. 在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>>a=[5,6,0,0,0,0,0,0;

1,5,6,0,0,0,0,0;

0,1,5,6,0,0,0,0;

0,0,1,5,6,0,0,0;

0,0,0,1,5,6,0,0;

0,0,0,0,1,5,6,0;

0,0,0,0,0,1,5,6;

0,0,0,0,0,0,1,5];

b=[2;1;1;0;9;1;1;0];b=[a,b];

format rat,c=rref(b);

x=c(:,9)

實驗結果: 1. x =

columns 1 through 6

7515/166 -5048/135 3163/133 -2335/174

7111/985 -1411/619 1405/1628 -281/1628

columns 7 through 8

123/301 424/1505

2. x =

7515/166

-5048/135

3163/133

-2335/174

7111/985

-2300/1009

1405/1628

-281/1628

3. x =

2671/59

-5048/135

1855/78

-2335/174

823/114

-155/68

63/73

-29/168

對實驗結果的分析:

上述3種方案所得的結果不一致, 這是因為方案一和方案二都是直接求得,而方案三則是先將b化為行最簡矩陣後求得,中間的過程不同,導致答案也不同。

實驗內容: 用matlab研究下面的3個平面

1: x + y + z = 1

2: x + y = 2

3: 2x + t2z = t

當t取何值時交於一點?

當t取何值時交於一直線?

當t取何值時沒有公共的交點?

並在每一種情形下, 用matlab在同乙個座標系內繪製出這3個平面的圖形(其中, 沒有公共的交點的情況, 只要給t取乙個適當的值即可)。

實驗目的: 1.掌握練習編寫簡單的matlab程式;

2.掌握用matlab軟體繪製簡單圖形的方法。

實驗原理: 聯立這3個平面的方程, 得到方程組,令b = [a, b], 則原問題轉化為線性方程組ax = b求解,當t取何值時有唯一解; 有無窮解;無解。根據非齊次線性方程組的解的理論求得。

實驗方案: 1. 當t=0時, 在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>> y=-20:1:20;z=y;

[y,z]=meshgrid(y,z);

x1=-y-z+1*ones(size(y));

x2=y-2*ones(size(y));

x3=zeros(size(y));

surf(x1,y,z),hold on, mesh(x2,y,z),mesh(x3,y,z)

2. 當t= -1時,在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>>y=-20:1:20;z=y;

[y,z]=meshgrid(y,z);

x1=-y-z+1*ones(size(y));

x2=y-2*ones(size(y));

x3=-z/2-1/2*ones(size(y));

surf(x1,y,z),hold on, mesh(x2,y,z),mesh(x3,y,z)

3. 當t=1時, 在matlab命令視窗中輸入如下命令:

>>y=-20:1:20;z=y;

[y,z]=meshgrid(y,z);

x1=-y-z+1*ones(size(y));

x2=y-2*ones(size(y));

x3=1/2*ones(size(y))-z/2;

surf(x1,y,z),hold on, mesh(x2,y,z),mesh(x3,y,z)

實驗結果:1.執行後得

2. 執行後得

3. 執行後得

對實驗結果的分析:

1. 當取t=0時, 三平面方程分別為: 1:

x + y + z = 1 ; 2: x + y = 2; 3: x = 0.

在同一座標系中繪出這三個平面,觀察圖形發現此時它們顯然交於一點.

2. 當取t=-1時, 三平面方程分別為: 1:

x + y + z = 1 ; 2: x + y = 2; 3: 2x+z = -1.

在同一座標系中繪出這三個平面,觀察圖形發現此時它們顯然交於一條直線.

3. 當取t=1時, 三平面方程分別為: 1:

x + y + z = 1 ; 2: x + y = 2; 3: 2x+z = 1.

在同一座標系中繪出這三個平面,觀察圖形發現此時它們無交點.

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