Пятница, 22.06.2018, 22:00
Сайт преподавателя математики, информатики и ВТ
Иванской Светланы Алексеевны
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная | Л-23 Основы работы с векторами и матрицами. Палитры математических знаков и документы Mathсad (5) | Регистрация | Вход
Меню сайта

КОНКУРСЫ
  • Блиц-олимпиады для педагогов всех образовательных структур

  • Блиц-олимпиады для дошкольников

  • Блиц-олимпиады для учеников 1-4 классов

  • Блиц-олимпиады для учеников 5-9 классов

  • Блиц-олимпиады для учеников 10-11 классов, обучающихся профессионального образования

  • Блиц-олимпиады для студентов и педагогов

  • Международные конкурсы для педагогов

  • Международные конкурсы для обучающихся

  • Всероссийский интернет-педсовет

  • Всероссийская практико-ориентированная педагогическая онлайн-конференция

  • Форма входа

    Категории раздела
    Новости колледжа [5]
    Праздники [3]
    Профессиональное сообщество педагогов "Методисты" [3]
    Новости, происходяшие в творческой группе "НПО&СПО" профессиоанального сообщества педагогов "Методисты"
    Конкурсы [4]
    Организация, проведение, участие в конкурсах, а также публикация о результатах

    Поиск

    Электронные пособия
  • ЭУМК Компьютерное моделирование

  • Электронный учебник HTML. Справочник HTML

  • Работа с базами данных

  • Работа с MS Office

  • Основы информационной безопасности при работе на компьютере

  • Информационное обеспечение перевозочного процесса

  • Техника безопасности при работе с компьютером

  • Основы работы с Яндекс

  • Основы информационных технологий в профессиональной деятельности

  • ЭУМК Компьютерное моделирование

     

     

    Лекции: Введение | Л-1: Краткая история компьютерной графики. Основные понятия о машинной графике и основные задачи компьютерной графики. Классификация направлений и сферы применения компьютерной графики. Задачи курса | Л-2: Программное обеспечение для создания, просмотра и обработки графической информации | Л-3: Текстовый редактор. Работа с текстом (простой и фигурный, вдоль кривой, эффекты для текста) | Л-4: Презентация и анимация графических и текстовых объектов. Средства организации чертежа (система координат, единицы измерения, слои, графические примитивы) | Л-5: Основные понятия о растровом и векторном изображении. Прикладное назначение программ для графического отображения физических процессов. Виды программного обеспечения для графики математического моделирования | Л-6: Виды графических программ векторной графики: Microsoft Visio, Corеl Draw, АutoCAD | Л-7: Окна программ векторной графики. Особенности импорта и экспорта изображений и макетов | Л-8: Панель инструментов программы. Библиотека элементов векторной графики | Л-9: Системы цветов в компьютерной графике: HSB, HSL, RGB, CMYK | Л-10: Методика рисования простых фигур и векторный способ формирования графических объектов | Л-11: Линии как объект векторной графики и их свойства | Л-12: Виды графических программ растровой графики: Pаint, Adobe Photoshop. Понятие слоя, создание изображения со слоями; копирование, перемещение, наложение, удаление слоев | Л-13: Двумерные (2D) и трехмерные (3D) геометрические преобразования в компьютерной графике | Л-14: Масштабирование изображений. Панели инструментов программ Pаint, Adobe Photoshop и др. | Л-15: Растровый способ формирования графических образов | Л-16: Вставка и редактирование рисунков. Геометрическое моделирование, преобразования растровых и векторных изображений | Л-17: Выделение и трансформация областей. Работа с текстом | Л-18: Тональная и цветовая коррекция и фильтры. Маски, каналы и ретушь | Л-19: Смешивание слоев, эффекты и стили слоев | Л-20: Виды систем графического моделирования: Mathсad, MatLab. Интерфейс пользователя систем Mathсad и MatLab | Л-21: Работа со встроенными функциями, массивами, векторами и матрицами | Л-22: Элементы графической визуализации. Графическая визуализация вычислений — построение графиков функций | Л-23: Основы работы с векторами и матрицами. Палитры математических знаков и документы Mathсad |

    Дополнительные материалы:
    Практические работы
    Терминологический словарь
    Самостоятельные работы студента
    Методические рекомендации/указания
    Контрольные измерительные материалы
    Литература
     
    Лекция 23: Основы работы с векторами и матрицами. Палитры математических знаков и документы Mathсad
    Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
     
     

    Содержание

    Норма квадратной матрицы

    В линейной алгебре используются различные матричные нормы (norm), которые ставят в соответствие матрице некоторую скалярную числовую характеристику. Норма матрицы отражает порядок величины матричных элементов. В разных специфических задачах линейной алгебры применяются различные виды норм. Mathcad имеет четыре встроенные функции для расчета разных норм квадратных матриц:

    • norm1 (A) — норма в пространстве L1;
    • norm2 (A) — норма в пространстве L2;
    • norme(A) — евклидова норма (euclidean norm);
    • normi (A) — max-норма, или норма (infinity norm);
    • А — квадратная матрица.

    Примеры расчета различных норм двух матриц А и в с различающимися на два порядка элементам! приведены в листинге 23.29. В последней строке этого листинга пояснен) определение евклидовой нормы, которое похоже на определение длины вектора. В большинстве задач неважно, какую норму использовать. Как видно, в обычных случаях разные нормы дают примерно одинаковые значения, хорошо отражая порядок величины матричных элементов. Определение остальных норм заинтересованный метатель отыщет в справочниках по линейной алгебре или в справочной системе Mathcad (раздел Mathcad Resources).

    Листинг 23.29. Нормы матриц

    Число обусловленности квадратной матрицы

    Еще одной важной характеристикой матрицы является ее число обусловленности (condition питэег). Число обусловленности является мерой чувствительности системы линейных уравнений Ах=b, определяемой матрицей А, к погрешностям задания вектора b правых частей уравнений. Чем больше число обусловленности, тем сильнее это воздействие и тем более неустойчив процесс нахождения решения. Число обусловленности связано с нормой матрицы и вычисляется по-разному для каждой из норм: 

    • cond1(A) — число обусловленности в норме L1;
    • cond2 (A) — число обусловленности в норме L2;
    • conde(A) — число обусловленности в евклидовой норме;
    • condi (A) — число обусловленности в норме;
    • А — квадратная матрица.

    Расчет чисел обусловленности для двух матриц А и В показан в листинге 23.30. Обратите взимание, что первая из матриц является хорошо обусловленной, а вторая - плохо обусловленной (две ее строки определяют очень близкие системы уравнений, с точностью до множителя з). Вторая строка листинга дает формальное определение числа обусловленности как произведения норм исходной и обратной матриц. В других нормах определение точно такое же. Как нетрудно понять, матрицы А и в из предыдущего листинга 23.29 обладают одинаковыми числами обусловленности, т, к. В=100А, и, следовательно, обе матрицы определяют одну и ту же систему уравнений.

    Листинг 23.30. Число обусловленности матриц

    Ранг матрицы

    Рангом (rank) матрицы называют наибольшее натуральное число k, для которого существует не равный нулю определитель k-ro порядка подматрицы, составленной из любого пересечения k столбцов и k строк матрицы. Для вычисления ранга в Mathcad предназначена функция rank:

    • rank (А) — ранг матрицы;
    • А — матрица.

    Листинг 23.31. Ранг матрицы

    Системы линейных алгебраических уравнений

    Центральным вопросом вычислительной линейной алгебры является решение систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), т. е. систем уравнений вида

    аi1X1+аi2х2+. . .+ainхn=bi         (1)

    В матричной форме СЛАУ записывается в эквивалентном виде:

    Ах = b,                                         (2)

    где А — матрица коэффициентов СЛАУ размерности NXN, х — вектор неизвестных, b— вектор правых частей уравнений.

    К системам линейных уравнений сводится множество, если не сказать большинство, задач вычислительной математики. СЛАУ имеет единственное решение, если матрица А является невырожденной, или, по-другому, несингулярной, т. е. ее определитель не равен нулю. С вычислительной точки зрения, решение СЛАУ не представляет трудностей, если матрица А не очень велика. С большой матрицей проблем также не возникнет, если она не очень плохо обусловлена. В Mathcad СЛАУ можно решить как в более наглядной форме (1), так и в более удобной для записи форме (2).

    Для первого способа следует использовать вычислительный блок Given/Find, а для второго — встроенную функцию: 

    • isoive. isoive isoive ( А, b) — решение системы линейных уравнений;
    • А — матрица коэффициентов системы;
    • b — вектор правых частей.

    Применение функции isoive показано в листинге 23.32. При этом матрица А может быть определена любым из способов, необязательно явно, как во всех примерах этого раздела. Встроенную функцию isoive допускается применять и при символьном решении СЛАУ (листинг 23.33). Соответствующая матрице А и вектору b система уравнений выписана явно в листинге 23.34.

    Листинг 9.32. Решение СЛАУ

    Листинг 9.33. Символьное решение СЛАУ (продолжение листинга 23.32)

    В некоторых случаях, для большей наглядности представления СЛАУ, его можно решить точно так же, как систему нелинейных уравнений. Пример численного решения СЛАУ из предыдущих листингов показан в листинге 23.34. Не забывайте, что при численном решении всем неизвестным требуется присвоить начальные значения (это сделано в первой строке листинга 23.34). Они могут быть произвольными, т. к. решение СЛАУ с невырожденной матрицей единственно. При решении СЛАУ с помощью функции Find Mathcad автоматически выбирает линейный численный алгоритм, в чем можно убедиться, вызывая на имени Find контекстное меню.

    Листинг 23.34. Решение СЛАУ с помощью вычислительного блока

    Лекции: Введение | Л-1: Краткая история компьютерной графики. Основные понятия о машинной графике и основные задачи компьютерной графики. Классификация направлений и сферы применения компьютерной графики. Задачи курса | Л-2: Программное обеспечение для создания, просмотра и обработки графической информации | Л-3: Текстовый редактор. Работа с текстом (простой и фигурный, вдоль кривой, эффекты для текста) | Л-4: Презентация и анимация графических и текстовых объектов. Средства организации чертежа (система координат, единицы измерения, слои, графические примитивы) | Л-5: Основные понятия о растровом и векторном изображении. Прикладное назначение программ для графического отображения физических процессов. Виды программного обеспечения для графики математического моделирования | Л-6: Виды графических программ векторной графики: Microsoft Visio, Corеl Draw, АutoCAD | Л-7: Окна программ векторной графики. Особенности импорта и экспорта изображений и макетов | Л-8: Панель инструментов программы. Библиотека элементов векторной графики | Л-9: Системы цветов в компьютерной графике: HSB, HSL, RGB, CMYK | Л-10: Методика рисования простых фигур и векторный способ формирования графических объектов | Л-11: Линии как объект векторной графики и их свойства | Л-12: Виды графических программ растровой графики: Pаint, Adobe Photoshop. Понятие слоя, создание изображения со слоями; копирование, перемещение, наложение, удаление слоев | Л-13: Двумерные (2D) и трехмерные (3D) геометрические преобразования в компьютерной графике | Л-14: Масштабирование изображений. Панели инструментов программ Pаint, Adobe Photoshop и др. | Л-15: Растровый способ формирования графических образов | Л-16: Вставка и редактирование рисунков. Геометрическое моделирование, преобразования растровых и векторных изображений | Л-17: Выделение и трансформация областей. Работа с текстом | Л-18: Тональная и цветовая коррекция и фильтры. Маски, каналы и ретушь | Л-19: Смешивание слоев, эффекты и стили слоев | Л-20: Виды систем графического моделирования: Mathсad, MatLab. Интерфейс пользователя систем Mathсad и MatLab | Л-21: Работа со встроенными функциями, массивами, векторами и матрицами | Л-22: Элементы графической визуализации. Графическая визуализация вычислений — построение графиков функций | Л-23: Основы работы с векторами и матрицами. Палитры математических знаков и документы Mathсad |
     
    Лекция 21: Работа со встроенными функциями, массивами, векторами и матрицами
    Лекция 22: Элементы графической визуализации. Графическая визуализация вычислений — построение графиков функций
    Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
    Лекция 23: Основы работы с векторами и матрицами. Палитры математических знаков и документы Mathсad
    Календарь
    «  Июнь 2018  »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930

    Архив записей

    Наш опрос
    Оцените наш сайт
    Всего ответов: 546

    Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Профессиональное сообщество педагогов "Методисты"
  • Летописи.ру
  • Сайт Иванской Дианы Алексеевны
  • Общественная образовательная платформа
  • Интересные факты мира

  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Конкурс сайтов

    Рейтинг образовательных сайтов mega-talant.com

    Ставропольский край, г. Минеральные Воды Copyright © 2011-2018 Хостинг от uCoz