ДАННЫЕ ВАРИАНТА ЗАДАНИЯ, АЛГЕБРА МАТРИЦ - ЭВМ с использованием математического пакета MathCad в среде Windows 98 для использования матричной алгебры в расчетах
Коэффициенты квадратной матрицы А и вектора b
Таблица 1 - Коэффициенты квадратной матрицы А и вектора b
№ Вар |
Коэффициенты квадратной матрицы А и вектора b системы линейных алгебраических уравнений | |||||||||||||||||||
А11 |
А12 |
А13 |
А14 |
А21 |
А22 |
А23 |
А24 |
А31 |
А32 |
А33 |
А34 |
А41 |
А42 |
А43 |
А44 |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 | |
8 |
2,4 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,6 |
12 |
0,6 |
4,0 |
-0,8 |
0,85 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
1,2 |
1,0 |
1,5 |
0,1 |
0,2 |
-0,4 |
0,6 |
АЛГЕБРА МАТРИЦ
Использование матричных функций.
Собственные значения и векторы собственных значений матрицы.
А) Определение собственных значений с помощью характеристического уравнения.
Пусть X и Y - векторы. А - квадратная матрица, оператор преобразования Х в Y. Часто бывают случаи, когда необходимо найти вектор ? и значение скаляра л такие, что А? ? = л??. Такое уравнение имеет решения в виде собственных значений л1, л2,... и соответствующих им собственных векторов x1, х2,...Значение скаляра л носит название собственных значений квадратной матрицы А. Его можно получить из характеристического уравнения матрицы А.
Характеристическое уравнение матрицы имеет вид:
Его корни: называются собственными числами матрицы А.
Их сумма равна сумме диагональных элементов матрицы А (или следу матрицы А)
Исходная матрица:
Находим корни характеристического уравнения:
Функция identity (4) создает единичную матрицу размером 4*4
?лj =16
Б) Определение вектора, элементами которого являются собственные значения матрицы с помощью функций Mathcad.
Для решения задач на собственные векторы и собственные значения в Mathcad встроено несколько функций, реализующих довольно сложные вычислительные алгоритмы:
Матрица вектор мathcad
Eigenvals(A) - вычисляет вектор, элементами которого являются собственные значения матрицы А; По умолчанию Mathcad отобразит три знака после запятой. Если необходимо увеличить точность собственных чисел матрицы, то необходимо воспользоваться командами: Формат, Формат результата главного меню и указать в окошечке Число десятых доль-Displayed Precision (3) желаемое число знаков после запятой (от 0 до 15).
А) Вычисление матрицы, содержащей нормированные собственные векторы, соответствующие собственным значениям матрицы А
Нахождение матрицы векторов собственных значений матрицы.
Eigenvecs(A) - вычисляет матрицу, содержащую нормированные собственные векторы, соответствующие собственным значениям матрицы А;
N-й столбец вычисляемой матрицы соответствует собственному вектору n-го собственного значения, вычисляемого eigenvals;
Для устранения ошибки округления увеличили точность до 8 знаков после запятой.
Б) Вычисление собственного вектора для матрицы А и заданного собственного значения л.
Данную функцию применим к действительным собственным значениям.
Проверка правильности нахождения собственных векторов и собственных значений приведена для значения л0 . Причем проверка правильности выражения Ах=лх проведена дважды - сначала на числовых значениях х и л, а потом путем перемножения соответствующих матричных компонентов.
Вычисление собственного вектора для матрицы А и л3.
Как мы видим, в этом случае собственные вектора и матрица собственных векторов матрицы А, имеют численные значения, отличающиеся знаками. Однако это не меняет общности поставленной задачи, так как речь идет о пространстве, в котором находятся собственные вектора матрицы А.
Приведение заданной матрицы к диагональному виду.
В Mathcad легко создать матрицы определенного вида с помощью одной из встроенных функций, например:
Diag(v) - создаст диагональную матрицу, на диагонали которой находятся элементы вектора v;
Рассмотрим вектор, элементами которого являются собственные значения матрицы А.
Для квадратной матрицы А часто бывает необходимо найти, если это возможно, такую квадратную матрицу, чтобы выполнялось условие:Р-1 ?А?Р = L
Здесь L представляет собой квадратную матрицу diag (л1, л2....... лn) , где л1, л2...... лn являются собственными значениями матрицы А.
Найденная выше матрица Р содержит нормированные собственные векторы, соответствующие собственным значениям матрицы А; n-й столбец вычисляемой матрицы соответствует собственному вектору n-го собственного значения.
Матрица векторов собственных значений матрицы А приводит ее к треугольному виду:
Похожие статьи
-
В результате выполнения практической работы №1 были изучены возможности математического пакета MathCad в среде Windows с целью дальнейшего использования...
-
Собственные числа и собственные векторы матрицы Предположим, что среди бесконечного множества одномерных пространств R1 найдутся такие, которые будут...
-
Понятие матрицы Матрицей А размером mn или просто (mn)-матрицей называют прямоугольную таблицу, содержащую m строк и n столбцов, элементами которой...
-
Диагонализация матриц. - Матричный формализм в теории систем
Для матрицы A, имеющей n различных характеристических чисел, преобразование вида M-1AM приводит к диагональной матрице D, где M называется модальной...
-
Метод конечных элементов является численным методом для нахождения приближенных решений физических задач. В основе этого метода лежит разделение...
-
Задачей данной части алгоритма является коррекция матрицы для каждого изображения из набора. Задача формулируется как задача наименьших квадратов для...
-
Основные возможности табличного процессора MS Excel
Задание 1. Необходимо Создать Лист Для Расчета Значения Выражения При Заданных Значениях A И B 1.1. Оформляем таблицу, принимаем за a и b некоторые...
-
Задание на курсовую работу - Вычисление интегралов в Mathcad
1. Задание 1. 1.1. Постройте и отформатируйте график функции f(x) на заданном отрезке. 1.2 Найти (графически) точки, в которых достигаются наибольшее и...
-
После обмена данными с АЦП происходит преобразование считанных данных в одно целое число, характеризующее уровень сигнала на входе АЦП. Т. к. АЦП имеет...
-
Для решения трехмерной задачи упругости с помощью метода конечных элементов были заданы следующие основные параметры: [1]. Количество секций. [2]....
-
Интегрирование, Оператор интегрирования - Вычисление интегралов в Mathcad
Интегрирование в MathCAD реализовано в виде вычислительного оператора. Допускается вычислять интегралы от скалярных функций в пределах интегрирования,...
-
Функции, возвращающие специальные характеристики матриц - Массивы, векторы и матрицы
Следующие функции возвращают специальные характеристики матриц: Cols(M) Возвращает число столбцов матрицы M Rows(M) Возвращает число строк матрицы M...
-
Ввод элементов векторов и матриц - Массивы, векторы и матрицы
Векторы и матрицы можно задавать путем ввода их элементов - индексированных переменных. Для указания подстрочных индексов после имени переменной вводится...
-
Понятие о массивах В ранжированных переменных невозможно использование их отдельных значений. При необходимости иметь доступ к каждому значению...
-
На выбор типа кода повлиял тот факт, что коды Рида - Маллера являются одним из наиболее старых и хорошо изученных семейств кодов. Хотя минимальное...
-
В этом разделе описаны запросы, выполняемых всеми компонентами, а также типы данных, используемые при описании запросов. Стандарт типов данных При...
-
Среди бурно развивающихся систем компьютерной математики СКМ, в первую очередь ориентированных на численные расчеты, особо выделяется матричная...
-
Создает выборку из генеральной совокупности, рассматривая входной диапазон как генеральную совокупность. Если совокупность слишком велика для обработки...
-
База данных SQLite - Разработка мобильного приложения расчета и учета оплаты коммунальных услуг
Платформа Android предоставляет функции управления базой данных, которые позволяют сохранять сложные коллекции данных. Android также поставляется с...
-
Степени матриц Произведение матриц AAA...A, где A - квадратная матрица порядка n, можно записать в виде Ak, где k означает число сомножителей, входящих в...
-
, Алгоритм обратного хода: Шаг 1. Вычислим Шаг 2. Вычислим: , Рис. 1. Основной алгоритм решения СЛУ методом исключения Гаусса. Для контроля правильности...
-
SAP HANA - это гибкий многоцелевой и независимый от источника данных программный комплекс на базе технологии "in-memory", который объединяет компоненты...
-
Теоретические аспекты поставленной задачи В этой части проекта будут объяснены этапы применения МКЭ для плоской фермы. В первой главе было рассмотрено...
-
Действия над матрицами - Матричный формализм в теории систем
Суммой двух матриц A и B одной и той же размерности mn называется матрица C размерности mn, элементы которой находятся из условия cij=aij+bij....
-
Метод конечных элементов (МКЭ) жесткости возник в аэрокосмической отрасли. Исследователи рассматривали различные подходы к анализу сложных частей...
-
ЭВМ обслуживает три терминала по круговому циклическому алгоритму, предоставляя каждому терминалу 30 с. Если в течение этого времени задание...
-
Для того, чтобы строить диаграммы в соответствии с рисунком 2.7, необходимо реализовать алгоритм соединения двух объектов линией. Для отображения линии...
-
Рисунок 12.1 - График зависимости угловых скоростей звеньев от времени Рисунок 12.2 - График зависимости моментов в упругих звеньях от времени Из рисунка...
-
Вывод шаблонов матриц и векторов - Массивы, векторы и матрицы
Команда Matrices... (Матрицы) меню Insert (Вставка) обеспечивает задание векторов или матриц. Как известно, матрица является именованным объектом в виде...
-
Для того, чтобы интерпретировать XML представление в язык JAPE, был использован язык преобразования XSLT [18]. Данный язык и будет служить транслятором,...
-
Оператор векторизации - Массивы, векторы и матрицы
Большинство приведенных операторов достаточно известны из математического аппарата матричных вычислений. Под понятием векторизации подразумевается...
-
Исследование математических моделей - Информационные модели
На языке алгебры формальные модели записываются с помощью уравнений, точное решение которых основывается на поиске равносильных преобразований...
-
Использование парадигмы ООП. Разрабатываемая АИС является системой с открытым исходным кодом и значит должна являться масштабируемой сторонними...
-
В рамках выпускной квалификационной работы была разработана автоматизированная информационная система, предназначенная как для автоматического, так и для...
-
В связи с увеличением числа сотрудников, работающих в компании, а также с расширением рабочего проекта, возникла проблема, связанная с версионностью...
-
Описание бизнес-процессов бюджетирования в группе компаний нефтегазового сектора Одна из исследовательских задач данной работы состоит в том, чтобы...
-
Предлагаемая библиотека хранит все данные в отдельных таблицах, таким образом он не обязан использовать ту же СУБД, что и основное приложение. В качестве...
-
Компонент TPanel является несущей конструкцией для размещения на ней других элементов управления, являясь в этом случае родителем для размещенных на ней...
-
Реализация, Composer - Программа расчета агрегатов по накапливающимся данным для построения отчетов
Для эффективного тестирования и демонстрации библиотеки было решено разработать PHP-приложение, состоящее из: 1. Менеджера зависимостей composer; 2....
-
Методология Все тесты будут необходимо провести на разных размерах базы данных, чтобы увидеть, как классические JOINы скалируются в сравнении с...
ДАННЫЕ ВАРИАНТА ЗАДАНИЯ, АЛГЕБРА МАТРИЦ - ЭВМ с использованием математического пакета MathCad в среде Windows 98 для использования матричной алгебры в расчетах