MATLAB-向量运算

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创建向量

在MATLAB中,可以使用以下方法创建向量:
  • 手动输入:使用方括号括起来的一系列值,中间用逗号分隔。例如,以下代码将创建一个长度为 3 的向量:
  • 冒号运算符:使用冒号运算符可以创建一个等差数列向量。例如,以下代码将创建一个从 1 到 10 的整数向量:
  • linspace() 函数:该函数可以创建一个指定长度的等间隔向量。例如,以下代码将创建一个长度为 5 的从 0 到 1 的向量:
可以使用logspace() 函数来创建一个对数等间隔向量。该函数接受三个参数:起始值、结束值和向量中的元素数量。例如,以下代码将创建一个长度为 4 的对数等间隔向量:
这将创建一个从 10^0 = 1 到 10^3 = 1000 的向量,其中包含 4 个元素。

抽取向量中的元素

可以使用括号运算符和索引来抽取向量中的元素。例如,以下代码将创建一个长度为 5 的向量,然后抽取第三个元素:
在这个例子中,x 将被设置为 6,因为6是向量 v 的第三个元素。
可以使用冒号运算符来抽取向量中的多个元素。例如,以下代码将创建一个长度为 5 的向量,然后抽取前三个元素:
在这个例子中,x 将被设置为 [2, 4, 6],因为这是向量 v 的前三个元素。

向量四则

在MATLAB中,向量四则运算可以使用以下操作符:
  • 加法:使用 + 操作符。例如,以下代码将创建两个向量,然后将它们相加:
在这个例子中,v3 将被设置为 [5,7,9],因为它是向量 v1 和 v2 的逐元素和。
  • 减法:使用 - 操作符。例如,以下代码将创建两个向量,然后将它们相减:
在这个例子中,v3 将被设置为 [-3,-3,-3],因为它是向量 v1 和 v2 的逐元素差。
  • 乘法:使用 * 操作符。可以将两个向量相乘,也可以将向量与标量相乘。例如,以下代码将创建两个向量,然后将它们相乘:
在这个例子中,v3 将被设置为 [4,10,18],因为它是向量 v1 和 v2 的逐元素积。
可以将向量与标量相乘,例如:
在这个例子中,v2 将被设置为 [2,4,6],因为它是向量 v1 的每个元素与标量 x 的乘积。
  • 除法:使用 / 操作符。可以将两个向量相除,也可以将向量与标量相除。例如,以下代码将创建两个向量,然后将它们相除:
在这个例子中,v3 将被设置为 [0.25,0.4,0.5],因为它是向量 v1 和 v2 的逐元素商。
可以将向量与标量相除,例如:
在这个例子中,v2 将被设置为 [1,2,3],因为它是向量 v1 的每个元素与标量 x 的商。

向量的点积运算

向量的点积运算是指两个向量逐元素相乘,然后将乘积相加的运算。在MATLAB中,可以使用 dot() 函数来进行点积运算。例如,以下代码将创建两个向量,然后计算它们的点积:
在这个例子中,dp 将被设置为 32,因为它是向量 v1 和 v2 的点积:1*4 + 2*5 + 3*6 = 32。

向量的叉积运算

向量的叉积运算是指两个三维向量的运算,结果是另一个三维向量,其方向垂直于原始向量,大小等于两个向量张成的平行四边形的面积。在MATLAB中,可以使用 cross() 函数来进行向量的叉积运算。例如,以下代码将创建两个三维向量,然后计算它们的叉积:
在这个例子中,cp 将被设置为 [0,0,1],因为它是向量 v1 和 v2 的叉积:v1 × v2 = [00 - 10, 10 - 00, 01 - 01] = [0,0,1]。

向量的混合积运算

向量的混合积运算是指三个向量的运算,结果是一个标量,其大小等于由这三个向量张成的平行六面体的体积。在MATLAB中,可以使用 dot() 和 cross() 函数来进行向量的混合积运算。例如,以下代码将创建三个三维向量,然后计算它们的混合积:
在这个例子中,mp 将被设置为 1,因为它是向量 v1、v2 和 v3 的混合积:v1 · (v2 × v3) = v1 · [0,0,1] = 1。

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