כיצד להשתמש ב- MatLab לפתרון משוואות מטריצות ולבצע ניתוח סטטיסטי

2024 מְחַבֵּר: Gilbert Ryder | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 17:31

מערך הוראות זה מסביר כיצד לפתור משוואת מטריצות ולבצע ניתוח סטטיסטי על מטריצה ב- MATLAB.

• משוואות המטריצה יהיו בצורה Ax = B.
• הניתוח הסטטיסטי ימצא את המספר הכולל של נקודות הנתונים, כמו גם את המינימום, המקסימום והטווח. בנוסף, הוא יכלול את הסכום, הממוצע וסטיית התקן. ניתן להשתמש בחלק זה בפני עצמו (ללא חלק 1).
• לבעלי ניסיון בתכנות MATLAB, ההדפסה המודגשת מציעה סקירה כללית של כל שלב.
• עבור משתמשים חדשים ופחות בטוחים ב- MATLAB, הטקסט הלא מודגש יציע תיאור מפורט יותר של כל שלב.
• הטקסט נטוי בכל שלב מציע דוגמה לשלב; מוצע כי מי שאינו בקיא בתכנות ישתמש בדוגמאות אלה כדי להשוות למה שהקלידו.

צעדים

שלב 1. הורד את MATLAB

אם עדיין לא הורדת את MATLAB, בקר בכתובת: https://www.mathworks.com/store/link/products/student/SV?s_tid=ac_buy_sv_but1_2&requestedDomain=www.mathworks.com להורדת MATLAB. צור חשבון סטודנט אם לא עשית זאת כבר.

חלק 1 מתוך 2: פתרון משוואת המטריקס

שלב 1. תקן את המטריצות שלך כך שיהיו שמיש בצורה הסטנדרטית של משוואת מטריצות, Ax = B

• עבור מערך הוראות זה, משוואת המטריצה [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] x = [9; 23; 11] ישמשו להמחשת תהליך פתרון המשוואה.
• המטריצה [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] היא מטריצת המקדם.
• מטריצת B היא [9; 23; 11].
• המשתנה x הוא מטריצת הפתרונות למשוואה.

שלב 2. צור את מטריצת A

• פתח את MATLAB.
• לחץ על חלון הפקודה (החלון הגדול במרכז המסך) כדי להתכונן להקלדת טקסט.
• הקלד את שם המשתנה, במקרה זה 'A', וסימן השווים (=).
• הכנס סוגר שמאלי ([) והקלד את מטריצת A הנתונה, החל משמאל למעלה ועובד ימינה ומפריד כל מספר בפסיק או ברווח. לאחר הגעת סוף השורה, סמן זאת על ידי הכללת פסיק. לאחר מכן הקלד את המספר הראשון של השורה הבאה והמשך באותו אופן כמו לעיל. כלול את המטריצה כולה בצורה זו ולאחר מכן סיים את המטריצה בסוגר ימין (]),
• הקש enter כדי לאחסן את המשתנה בסביבת העבודה MATLAB.
• עבור המטריצה לדוגמא שניתנה בשלב 1, המשתמש היה מקליד A = [1 2 -2; 2 3 1; 3 2 -4] ולחץ enter.

• 

שלב 3. צור את מטריצת B

• הקלד את מטריצת B באותו פורמט כפי שהוסבר למעלה, או עקוב אחר ההוראות המקוצרות להלן.
• הקלד את שם המשתנה ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד סוגר שמאלי, ערכי המטריצה וסוגר ימני. לאחר מכן הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד B = [9; 23; 11] ולאחר מכן הקש enter.

• 

שלב 4. בדוק אם המטריצות תואמות לפתרון משוואות מטריצות

עשו זאת על ידי אחסון הגודל של כל מטריצה כמשתנה ובדיקה האם יש מספר זה של עמודות ב- A כמו שורות ב '.

• בקר בכתובת https://math.sfsu.edu/smith/Documents/AppendixC.pdf כדי לבדוק מדוע יש לבדוק מטריצות על תאימות לפני השימוש באלגברה מטריצה.
• צור משתנה גודל למטריצה A. הקלד שם משתנה חדש ואחריו סימן שוויון, ולאחר מכן 'גודל', והמשתנה עבור מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• עבור המטריצה לדוגמה, המשתמש היה מקליד גודל = גודל (A) ולחץ enter.
• צור משתנה גודל עבור מטריצה B באותו אופן כמו לעיל.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד גודל = גודל (B) ולחץ enter.
• השווה את שורות A לעמודות B על ידי הקלדת שם משתנה חדש ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד סוגר שמאלי, שם משתנה גודל A ו- '(2)', שני סימנים שווים, שם משתנה גודל B שלך, '(1)' וסגור את הסוגריים. הקש enter.
• עבור המטריצה לדוגמה, המשתמש היה מקליד comp = (גודל (2) == גודל (1)) ולחץ enter.
• אם המטריצות תואמות, הפלט יהיה 1 וניתן להשתמש במטריצות למשוואות מטריצות.
• אם המטריצות אינן תואמות, הפלט יהיה 0 ולא ניתן להשתמש במטריצות למשוואות מטריצות.

• 

שלב 5. פתור עבור x

• הקלד 'x =', שם משתנה A מטריצה, נטוי לאחור () ושם משתנה B מטריצה. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד x = A / B ולחץ enter.
• הפתרון יישמר במשתנה x.

• 

חלק 2 מתוך 2: ביצוע ניתוח סטטיסטי

שלב 1. צור את מטריצת A כמטריצת שורה אחת

• הקלד שם משתנה חדש עבור A, ואחריו סימן שוויון. הקלד סוגר שמאלי ([) וכל מספר במטריצה המופרד ברווח או בפסיק. סגור באמצעות סוגר ימני (]) ולחץ על enter.
• עבור המטריצה לדוגמא שניתנה בשלב 1 של חלק 1, המשתמש היה מקליד חץ = [1 2 -2 2 3 1 3 2 -4] ולחץ enter.

• 

שלב 2. חשב את מספר נקודות הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'numel'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'numel' ושם מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד Ntotal = numel (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 3. חישוב המינימום של הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'min'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'min' ושם מטריצת A שלך המצורפת בסוגריים. לאחר מכן הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד אמין = דקה (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 4. חשב את מקסימום הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'מקסימום'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'max' ושם מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד Amax = מקסימום (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 5. חשב את טווח הנתונים על ידי הפחתת הערך המרבי מהערך המינימלי

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד את שם המשתנה המרבי, סימן המינוס (-) ושם המשתנה המינימלי. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד range = Amax - אמין ולחץ enter.

• 

שלב 6. חשב את סכום הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'סכום'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'סכום' ושם מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד Asum = סכום (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 7. חשב את הממוצע (או הממוצע) של הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'ממוצע'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'mean' ושם מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד Amean = ממוצע (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 8. חשב את סטיית התקן (השורש הריבועי של השונות) של הנתונים באמצעות הפונקציה המובנית 'std'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'std' ושם מטריצת A המצורפת בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד Astd = std (חץ) ולחץ enter.

• 

שלב 9. צור טבלה להצגת הניתוח הסטטיסטי באמצעות הפונקציה המובנית 'טבלה'

• הקלד שם משתנה חדש, ואחריו סימן שוויון. לאחר מכן הקלד 'טבלה' וצירף כל אחד מהמשתנים שנוצרו עבור שלבים שניים עד שמונה, מופרדים בפסיקים, המצורפים בסוגריים. הקש enter.
• לדוגמה, המשתמש היה מקליד נתונים סטטיסטיים = טבלה (Ntotal, Amin, Amax, range, Asum, Amean, Astd) ולחץ enter.

• 

טיפים

• אם אתה טועה בכל עת, תוכל להחליף משתנה על ידי הקלדה חוזרת בצורה הנכונה ולחיצה על enter. הוא יחליף את המשתנה הקודם המאוחסן בשם זה.
• אם ברצונך להפעיל מחדש לחלוטין, הקלד 'clc' והקש enter. זה יאפס הכל כאילו אתה רק פותח את MATLAB.
• אם אינך רוצה להציג את התוצאה של הפקודות שהקלדת בחלון הפקודה, סיים את הפקודה שלך עם נקודה -פסיק.
• כדי לקבל חלון פקודה נקי יותר, תוכל למנוע מ- MATLAB להציג שוב את המשתנים שלך לאחר לחיצה על enter על ידי סיום שורה עם נקודה -פסיק. המשתנים עדיין יישמרו בסביבת העבודה, הם פשוט לא יוצגו על המסך.
• למידע נוסף על תוכנת MATLAB, בקר בכתובת: https://www.mathworks.com/products/matlab.html למידע נוסף על התוכנית.