![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=1739693555-VKH361xdsixPkQGSttx7rXV9V6cfKNjw-0-dd71d40324c674e558e579e8ebf83c49)
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=1739693555-MIi00OVgLER2ShzdZFgH1bxdKDTtXFy0-0-6b3f8121d3830ff09ef1e482d7ffda73)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/25_04.jpg?sign=1739693555-erR441vuS7qXJ2sIbUZWYnLzlYiZ0onl-0-54184838ebcaecab918bbdc4aac1727e)
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=1739693555-yV4rbbHiATauvvpOHFEdhs1Kx1rVhEbO-0-78604c5d5ae9433300ca650472679ec7)
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=1739693555-ugmHTCW2PR7Em7y8L8zOVqIF8GT1LV1D-0-029abbff6543a6b0579263a6cb4cdb6e)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_02.jpg?sign=1739693555-Jiomc9x8QsxTScjIgbUQnDycYhE3if3j-0-fe579ac796fc88c3ee6e70c17583f76d)
3.单位矩阵
若λ1=λ2=…=λn=1,即
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/26_03.jpg?sign=1739693555-MNhTJe9WkIute4KMlgZyGlEHisxf51g4-0-89debd67fb4e20ce7d2d6c71dc07333f)
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=1739693555-vDcyczdYTnREJBtCpdIDzFOdqRqPdYtM-0-3765b6ad7fa8fe6c577a38bbd4923518)
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=1739693555-wPzNW38qCdv3rsPolRvuMqzSfc75EBq3-0-a28be9739a54dc6c8e3fc561f68b930c)
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=1739693555-AFJQ7BBfKeD5ySpMnAHd5EXfPUmXmNZl-0-2d4c46081ffd0310940df0ba97cc58d2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_01.jpg?sign=1739693555-mxEsgI1WO7wDOvnWqDNx4SsXAyldVdaQ-0-83fb61f6cd4462dcc2584b4d14d6411c)
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=1739693555-ffREAyhPn33U0o9WAq7udvQaQh0lEkix-0-3d31c562cbf7ff03c8f7ef3ef16d2539)
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=1739693555-Mmj5sA2wArq2KhrqC7pR3GWQCMvJ34dN-0-0b414cada445bb906fb0c2c7dac986d2)
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=1739693555-1YL9Cy7Wdzi4lLG0TIRIMcZd2io4XvQ3-0-74d0f7ce3a8d03e7016aaf173fb5168f)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/27_05.jpg?sign=1739693555-e17sOmG1vGoWNzvKCHobwOQd3FC9F3IN-0-57cdd862f0c6eab7525992219124b8d1)
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=1739693555-ggYKs5FX7rZGI8SDcNWV2pUUzevDA1xm-0-18a230feefd6cb74a84d2d38afdb72f4)
表1-24 matrixname的名称
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/28_01.jpg?sign=1739693555-bPZh8C2x1EyOnlqY3YPE3isJgOxnRlDU-0-17ff3d8aa03e132024f4a37d417d6746)
(续)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/29_01.jpg?sign=1739693555-N9QnxdnlQPVJ183XR5W4bHNPZSTwFu4m-0-8fdcdd51d7eab8fe9963ec0b7fbf1321)
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=1739693555-W5740KhtvdQlCBTWtD3nIAYQ8ddvFW1U-0-962dad0ac017f5daa5aebe9f998fa983)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/29_03.jpg?sign=1739693555-sIqy0K85HLnK5aqzDD3JJbFSoX0DFsLy-0-df483db399f28c7dc999ddac1230a64d)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_01.jpg?sign=1739693555-Jm4EnH5loYQacJKrZ8ZlXSH3Ayo6ZvzM-0-38d0bf9ad5ae69017589c23db255cda5)
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=1739693555-Uv34EejJzX9sWiPRvRS76fwkaWJ8oOaG-0-366a986a88321c3dab7f394f895f45af)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_03.jpg?sign=1739693555-hzAFNxLh2mSF7QEwqPOFN6S2VrSIVEIQ-0-aaa2b0c781d388f03ef0770347e28671)
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=1739693555-uy8XxnBrRs8rI2QdBB4afhOyRcsNnmRJ-0-af2c9baa52a2ca3ec0946bd3e9df548c)
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=1739693555-LX1PWn6YW4lCVrSUTA5VwrZBL1Z470IJ-0-307ec06adfa98bbf83cf499855bd1274)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/30_06.jpg?sign=1739693555-sKXUBONZmpNPx4mUYeMaev7mboxYfrLZ-0-b916fae6a18247fad00ccfd83b70df1d)
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/31_01.jpg?sign=1739693555-9ifJKCQ5YJ0QrYn52kyP3M3PjMESHsAc-0-87dddefe73d1338a3a8d8d405d696083)
表1-26 rng函数调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/403E7C/23083822209829806/epubprivate/OEBPS/Images/31_02.jpg?sign=1739693555-cLxNXj6pDHCuVGVyzMNC8Sozwl2gf4sX-0-84780500bba8a57062b6076492bba201)