![MATLAB 2020数学计算从入门到精通](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/840/43806840/b_43806840.jpg)
1.3.2 特殊矩阵
在工程计算以及理论分析中,经常会遇到一些特殊的矩阵,比如全0矩阵、单位矩阵、随机矩阵等。对于这些矩阵,在MATLAB中都有相应的命令可以直接生成。
1.全0矩阵
在MATLAB中,全零矩阵使用zeros命令表示,该命令的调用格式见表1-17。
表1-17 zeros调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/25_02.jpg?sign=1739282654-Ew9tbKACcBhczMR8kv3tUOuF1dlv7DhT-0-e1bdd3966a51676b9f427913ab6f1c46)
例1-25: 全0矩阵生成示例。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/25_03.jpg?sign=1739282654-hZmVF05RfqX0vu30T1CL3kT1xryjdohD-0-d5bffa0ca018d95444d3d55d9f7974e4)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/25_04.jpg?sign=1739282654-zg2bHbtKQkpPsHbuyRgQWraj25vTxhie-0-f1b737d6cd11da5e3c4fc5cf3edb36c4)
2.全1矩阵
在MATLAB中,全1矩阵使用ones命令表示,该命令的调用格式见表1-18。
表1-18 ones调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/25_05.jpg?sign=1739282654-k1OXZXlITROOvJ3LW5E6JoQGwzc28yQ9-0-7fa1a4771a76f521ba27d8bd135151d2)
例1-26: 全1矩阵生成示例。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_01.jpg?sign=1739282654-PZjPB955dTZjUXQubXZ3ivzFc6t9UW6W-0-a625e6baeddefdab00cb6e2674b5b384)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_02.jpg?sign=1739282654-TVzX9widmIEc1fEmKTqJ84Rs88quC4Ux-0-d639ae8d9c7f1cb52ffe3ea8ce42213b)
3.单位矩阵
若λ1=λ2=…=λn=1,即
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_03.jpg?sign=1739282654-4JzPv5eSSlrpEgt7s5BXnlJinfCr8ehR-0-65a629d6a11920b89f7be9119d71e425)
将该矩阵称为单位矩阵。
如果A为m×n矩阵,那么EmA=AEn=A在MATLAB中,单位矩阵使用eye命令表示,该命令的调用格式见表1-19。
表1-19 eye调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_04.jpg?sign=1739282654-xYwlNK5Ntt71qMlWbWQM0mz4Ovrl0Wex-0-953f7b21203064c750d9fe9e26b0d3a7)
4.魔方矩阵
在MATLAB中,magic函数用来生成零矩阵,该命令的调用格式见表1-20。
表1-20 magic调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_05.jpg?sign=1739282654-A1QZBsBFEpOwP3wkQTImFade6LZrKHrS-0-d9dd8edf2ee9edcfd21c5cc4ba54e0e5)
例1-27: 魔方矩阵示例
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_06.jpg?sign=1739282654-L4hOBHdpT2zc5KMQXhp7bBIbNm7BHVKh-0-a82297300cb9316e01bd0035921092a9)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_01.jpg?sign=1739282654-7tnPabQSVrnfzNolaHGbTeHR4wIUdhEu-0-dd70820a82f16cb6cd81eddb2aa2e824)
5.希尔伯特矩阵
在MATLAB中,hilb函数用来生成希尔伯特(Hilbert)矩阵,逆希尔伯特矩阵的函数为inhilb,其调用方法见表1-21。
表1-21 hilb调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_02.jpg?sign=1739282654-9CurjD9g6UX0VZB8Rxjp8YB3NqJCeZCZ-0-56f2e4018489b0ce9a60221f7eb2233a)
在MATLAB中,invhilb函数用来生成逆希尔伯特矩阵,其调用方法见表1-22。
表1-22 invhilb调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_03.jpg?sign=1739282654-toROIlLpNSb80zPpRHn40gfQntSzMb7i-0-4970052ef822b12e2a47b6c147025ba7)
例1-28: 创建希尔伯特矩阵。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_04.jpg?sign=1739282654-HJ9WC9nXAhB0Pl3dmkXGZCyg8ubqzuQh-0-4dd7247816bc4c9aded08f74985b34f2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_05.jpg?sign=1739282654-yrL74YrEfrpeOjhjNJrPvNu0DlkeYeD3-0-b620d5a9966eee41233cbcc3a654adaa)
6.测试矩阵
在MATLAB中,利用gallery生成测试矩阵,它的使用格式见表1-23。
表1-23gallery命令的使用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_06.jpg?sign=1739282654-KTgsMWccMQopYceV7HPP8P2eXHTLkCwJ-0-ffb771e35236e28a3566dee6af9d374c)
表1-24 matrixname的名称
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/28_01.jpg?sign=1739282654-vwFisRwIOoioLuvDx7J1gxqBV9lt9IxI-0-629ee743bc93f33dfc3bc6044c3f50de)
(续)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/29_01.jpg?sign=1739282654-cVpcLOYQftZEiZ6V4dvWYpyVXTcHxEij-0-82ae784ffe482ec5ffd4b2d1a74787cd)
例1-29: 生成对称矩阵。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/29_02.jpg?sign=1739282654-KqniQBcn3gYNIjX8rQqfwG6KX3urvkoo-0-4e168586e2a470b38a4bd99971fa292c)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/29_03.jpg?sign=1739282654-9om6H3qfbNDe28vr8rpjxesB1dRWHSv1-0-d91731ca078ca5d2981d93455d44fbb2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_01.jpg?sign=1739282654-P97HJviol44w7yzL39laNrhxlhCYfn18-0-1d3794897ff5e9b4bc95152f02a3038b)
例1-30: 生成豪斯霍尔德矩阵。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_02.jpg?sign=1739282654-EL2JHAzBNNKA7h9r61vXiOXeRUqedWxz-0-6a540ab47d5d7e0dd6e3d8ca88452371)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_03.jpg?sign=1739282654-AFnAYmkx7N0Ns3PZafBmzcJDnRciqZLh-0-64e57b9bd0717f948b665696279c46a0)
7.随机矩阵
rand函数、randi函数和randn函数使用随机数生成器生成随机矩阵,具体的调用格式见表1-25。
表1-25 函数调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_04.jpg?sign=1739282654-w3WU3aFb8bBEHafNfLVFJvcdAGMMObd2-0-beab65ea07cd6c06054c300edc466fee)
在MATLAB中rng函数控制随机数生成,具体的调用格式见表1-26。
例1-31: 检索和还原生成器设置。
解: 在MATLAB命令窗口中输入以下命令。
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_05.jpg?sign=1739282654-yoZElyXevyrMVLM6hHbgPOrU2MwtdHOa-0-4af85989edf70ab521036ea6084d550b)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_06.jpg?sign=1739282654-Ff5pvW1FlVOgcyf9rsOx9FzsjGz1rjW6-0-c997eafb1af5c1f28c7f86fd85d7ba5f)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/31_01.jpg?sign=1739282654-gUnNoHIPPibJ7h8FQiDGdpgZP2rLv350-0-3c75e3e6f2b8deead05d4e96d4c90148)
表1-26 rng函数调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/31_02.jpg?sign=1739282654-gAUgFbfe7GWMrgsbqYvVPfo3v9AWr275-0-1efd5cec002b1dab5d3762d38b794a78)