Imagesforyou.ru

IMG FOR YOU — ИНТЕРЬЕРНАЯ ФОТОСТУДИЯ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Матрица в Excel

Матрица в Excel

Матрица — это массив элементов. Это сформировалось в основном прямоугольной формы. Это было организовано в строках и столбцах. Он используется для отображения размещения двух элементов вдоль двух осей. Вы можете использовать матрицу, чтобы проиллюстрировать девять возможных комбинаций трех элементов. Большинство функций MS Excel, которые вы используете для выполнения матричных операций, являются функциями массива, которые предоставляют несколько значений одновременно. Чтобы создать матрицу в MS Excel, просто введите данные матрицы, как показано на скриншоте ниже. Вышеприведенная матрица представляет собой матрицу (3X3), а ее элементы представляют собой числа от 1 до 9.

Называя Матрицу

Теперь важно дать уникальное имя каждой матрице, которую вы делаете.

Таким образом, мы можем легко выполнить дальнейшие вычисления, указав только имя этой матрицы.

Чтобы дать имя матрице, выберите все элементы матрицы, как показано на рис. 2 и дать ему имя, показанное на рис. 3. Для этого примера мы дали этой матрице имя «АА».

Методы расчета матрицы в Excel

Есть два метода для расчета матриц

  • Метод грубой силы (эталонный метод ячейки)
  • Встроенный метод массива

А) Метод грубой силы

Добавление Матриц:

  • Например, мы сделали две матрицы здесь с именами A и B. Для этого с помощью этого метода сделайте сумму как 1- го элемента соответственно, затем выберите столбец и перетащите массив вниз до третьей строки, а затем выберите эти 3 столбца и перетащите его влево до третьего столбца.

  • Теперь вы можете увидеть сложение этих ячеек в новой матрице.

Вычитание в матрицах:

  • Чтобы вычесть матрицу из матрицы, посмотрите на изображение ниже для справки и следуйте инструкциям. Как вы можете видеть в строке формул, вам нужно вычесть A8 из A3, для этого формула стала = A3-A8, в результате вы получите -9, потому что 1-10 = -9. Согласно изображению вы можете увидеть черную точку, вам нужно перетащить 2 шага вправо.

  • Как видно из изображения № 2, вы можете сделать вычитание всех элементов.

Б) Встроенный метод массива

Дополнение в матрицах:

  • Например, мы сделали две матрицы здесь, названные A & B. Для добавления этих обеих матриц мы должны выделить пространство 3X3 в электронной таблице, так как обе матрицы A и B, которые мы добавляем, имеют элементы 3X3.

  • Теперь вам нужно выбрать пространство 3X3 в электронной таблице, просто введите простую формулу сложения = A + B, а затем нажмите Shift + Ctrl + Enter, и вы получите добавление матриц (обратите внимание, что фигурные скобки будут окружать формулу).

Вычитание в матрицах:

  • Аналогично сложению, нам просто нужно изменить формулу для этого вычисления вместо = A + B, мы введем = AB для этого вычисления.

  • После выбора пространства 3X3 в электронной таблице просто введите простую формулу сложения = AB, а затем нажмите Shift + Ctrl + Enter, и вы получите вычитание матриц.

Умножение в матрицах:

  • Теперь этот хитрый, вы не думаете, что это будет то же самое, что сложение и вычитание. Как и во всех примерах здесь, нам также нужны две матрицы для умножения, поэтому давайте создадим две разные матрицы и дадим имена как Matrix G и Matrix J. Обе эти матрицы состоят из элементов 3X3.
Читайте так же:
Гугл переводчик с азербайджанского на русский

  • Теперь для Умножения Матриц нет регулярного вычисления, как это было для сложения и вычитания, для умножения Матриц вам нужно следовать процедуре. Поскольку мы дали Имена нашим Матрицам, теперь для Умножения Матриц нам нужно выбрать пространство 3X3 и применить формулу = MMULT (G, J). После применения вышеуказанной формулы просто нажмите Ctrl + Shift + Enter.

  • Вы увидите, что выбранная область 3X3 показывает Умножение Матрицы G и Матрицы J.

Транспонировать Матрицу:

  • Чтобы научиться транспонировать Матрицу, мы возьмем Матрицу 2X3 элементов. Например, давайте возьмем Матрицу 2X3 и назовем ее «ИИ». Транспонирование Матрицы I приведет к 3X2. Так что выберите пространство 3X2 в вашей электронной таблице. Теперь запишите формулу транспонирования = TRANSPOSE (I) вместо I, мы также можем использовать диапазон матрицы A3 C4. Теперь нажмите Ctrl + Shift + Enter, чтобы найти транспонирование Матрицы I. Математическое представление для транспонирования Матрицы I — это Матрица I

  • Матрица I состоит из 3X2 элементов.

Обратная матрица в Excel

Теперь, чтобы найти обратную матрицу, выполните следующую процедуру:

  • Математическое представление для обратной матрицы E обозначено E -1
  • Сделайте Матрицу E 3X3, например, Инверсией этой матрицы будет Матрица E, и это также приведет к 3X3. Теперь запишите формулу транспонирования = MINVERSE (E) вместо E, мы также можем использовать диапазон матрицы, который равен A10 C12.

  • Теперь нажмите Ctrl + Shift + Enter, вы найдете обратную матрицу E, мы можем назвать ее Matrix E -1

Определитель квадратной матрицы в Excel

  • Это очень полезно, когда речь идет об использовании Excel для матричных уравнений. Это был очень длительный метод поиска определителя матрицы в целом, но в Excel вы можете получить его, просто введя для него формулу.

  • Формула для поиска определителя квадратной матрицы в Excel: = MDETERM (Array). Пространство Array должно быть заполнено либо именем массива, либо диапазоном массива, который определитель мы хотим найти. Как вы все знаете, определитель матрицы не является результатом в матрице, ему просто нужна ячейка для ответа, поэтому нам не нужно выбирать пространство матрицы перед применением формулы. Теперь предположим, что для этого мы создаем Матрицу F и, чтобы найти определитель Матрицы F, формула будет = MDETERM (F).

  • На изображениях видно, что для нашей заданной матрицы Матрица F равен -1, поэтому в математическом представлении вы можете написать матрицу F = -1.

Рекомендуемые статьи

Это руководство по матрице в Excel. Здесь мы обсуждаем метод расчета, обратный и определитель матрицы, а также примеры и загружаемый шаблон Excel. Вы также можете посмотреть на эти полезные функции в Excel —

Что такое матрица?

матрицапредставляет собой прямоугольный массив чисел или других математических объектов, для которых определены такие операции, как сложение и умножение. [1]

Как специалист по данным, вы все время используете матрицы, но, вероятно, вы этого еще не знаете (пока). Любой набор данных, который вы использовали в прошлом, можно рассматривать как матрицу — прямоугольный массив чисел —строки и столбцыбыть более конкретным.

Вам может быть интересно, как матрица отличается от вектора с точки зрения ученых данных. Проще говоря, вектор являетсяодин столбец(атрибут) в вашем наборе данных, в то время как матрицаколлекция всех столбцов,

Матрицы обычно обозначаются заглавной буквой, например, так:

Читайте так же:
Можно ли ставить ddr3l вместо ddr3

Как и с векторами, нетрудно понять ключевые концепции.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

Обратная матрица

В линейной алгебре есть обратные матрицы. По свойствам они напоминают обратные числа: если обычную матрицу умножить на обратную к ней, получится единичная матрица.

Что такое обратная матрица

Единичная матрица работает как единица с числами: если умножить любое число на единицу, получится исходное число; если умножить любую матрицу на единичную матрицу — получится исходная матрица:

Что такое обратная матрица

Единичная матрица состоит из единиц и нулей: на диагонали находятся единицы; остальные элементы — нули. Единичные матрицы не используются при расчёте обратных матриц, но без них не получится решать матричные уравнения.

Пример квадратной единичной матрицы размером 5×5Пример квадратной единичной матрицы размером 5×5. Единичная матрица может быть любого размера — состоять из любого количества строк и столбцов

Способы нахождения обратной матрицы

Если матрица обратима, то для нахождения обратной матрицы можно воспользоваться одним из следующих способов:

Точные (прямые) методы

Метод Гаусса

alt=»cdot dots cdot Lambda _cdot A=Lambda A=ERightarrow Lambda =A^<-1>>» width=»» height=»» />. alt=»=1&dots &0&-a_<1m>/a_&0&dots &0\&&&dots &&&\0&dots &1&-a_/a_&0&dots &0\0&dots &0&1/a_&0&dots &0\0&dots &0&-a_/a_&1&dots &0\&&&dots &&&\0&dots &0&-a_/a_&0&dots &1end>>» width=»» height=»» />.

Вторая матрица после применения всех операций станет равна alt=»» width=»» height=»» />, то есть будет искомой. Сложность алгоритма — alt=»)>» width=»» height=»» />.

С помощью союзной матрицы

<displaystyle A^<-1 data-lazy-src=

Ниже представлен псевдокод на языке C++ алгоритма обращения матрицы с помощью LUP-разложения.

В случае использования вектора перестановок (см.

В случае использования LU-разложения не требуется перестановки столбцов матрицы D но решение может разойтись даже если матрица A невырождена.

Сложность алгоритма — O(n 3 ).

Итерационные методы

Методы Шульца

<displaystyle <begin<cases data-lazy-src=

>» width=»» height=»» /> будет малой (возможно, даже окажется <displaystyle <mathcal <k data-lazy-src=

Для получения транспонированной матрицы выделим соответствующий по количеству строк и столбцов диапазон ячеек и используем следующую формулу (формула массива CTRL+SHIFT+Enter):

  • A2:A4 – диапазон ячеек со значениями исходной матрицы.

В результате получим:

ТРАНСП.

Рассчитаем детерминант для каждой матрицы отдельно:

  • A2:C4 и E2:G4 – диапазоны ячеек со значениями исходной и транспонированной матриц соответственно.

Результат примера.

Во избежание промежуточных вычислений можно было использовать формулу массива CTRL+SHIFT+Enter:

МОПРЕД.

В результате вычислений формул Excel детерминант – доказан!

Нахождение значения

Нахождение значения

Для того чтобы понять, как находить детерминант матрицы, следует понять способы решения простых матриц 2х2 и 3х3. Умея находить их параметр, несложно будет определить детерминант и массив более высокого порядка. В математике матрицу принято записывать в круглых скобках, а определитель в прямых. Обозначают детерминант в формулах как det.

Если дана матрица второго порядка, то есть 2х2, то её определитель ищут по формуле: det = ab – dc, где: а и d – элементы первой строки, b и c – члены второй строки. То есть определитель находят как разность произведений диагональных элементов между собой. Например, пусть задана матрица:

Её параметр будет равняться: det = 13 * 11 – 9 * 1 = 143 – 9 = 134.

Пусть дана некая матрица три на три:

Необходимо найти её определитель. Для массива 3х3 детерминант можно найти двумя способами:

  • правилом Саррюса (треугольника);
  • универсальным методом.

Схематично первый способ можно представить следующим образом:

Нахождение детерминанта по правилу треугольника

Для нахождения детерминанта по правилу треугольника нужно перемножить элементы массива, соединённые красными линиями, а затем их сложить. То же самое необходимо сделать с элементами, через которые проходит синяя линия. Затем из первого полученного значения вычесть второе. Вычитаемое и уменьшаемое состоит из трёх слагаемых. Определяются они двумя треугольниками и сумой элементов, стоящих на главной диагонали (сплошная линия).

Определитель будет равным: det = (1* (-1) * 5) + (5 * 2 * 1) + (2 * (-1) * (-2)) – (-2 * (-1) * (-1)) – (2 * 5 * 5) – (1 * 2 * (-1)) = — 5 + 10 + 4 – 2 – 20 + 2 = -11.

Второй способ проще. В его основе лежит метод разложения дискриминанта по первой строке или столбцу. То есть определитель можно найти по следующей формуле: det = a * n1 + b * n2 + c * n3, где: n1 — матрица 2х2, образованная с верхней левой части массива; n2 – матрица, полученная из второго и третьего члена первого столбца и третьего; n3 – массив, образованный из второго и третьего элемента первого столбца и третьего; a, b, c – элементы первой строчки.

Приведение к ступенчатому виду

При элементарных операциях над матрицами ступенчатый вид является менее «востребованным», чем треугольный. Чаще всего он используется для нахождения ранга матрицы (т. е. количества ее ненулевых строк) или для определения линейно зависимых и независимых строк. Однако ступенчатый вид матрицы является более универсальным, так как подходит не только для квадратного типа, но и для всех остальных.

Читайте так же:
Можно ли подключить веб камеру к телевизору

Чтобы привести матрицу к ступенчатому виду, сначала нужно найти ее детерминант. Для этого подойдут вышеназванные методы. Цель нахождения детерминанта такова: выяснить, можно ли преобразовать ее в ступенчатый вид матрицы. Если детерминант больше или меньше нуля, то можно спокойно приступать к заданию. Если же он равен нулю, выполнить приведение матрицы к ступенчатому виду не получится. В таком случае нужно проверить, нет ли ошибок в записи или в преобразованиях матрицы. Если подобных неточностей нет, задание решить невозможно.

Рассмотрим, как привести матрицу к ступенчатому виду на примерах нескольких заданий.

Задание 1. Найти ранг данной матричной таблицы.

Ранг матрицы: задание 1

Перед нами квадратная матрица третьего порядка (3×3). Мы знаем, что для нахождения ранга необходимо привести ее к ступенчатому виду. Поэтому сначала нам необходимо найти детерминант матрицы. Воспользуемся методом треугольника: detA = (1 x 5 x 0) + (2 x 1 x 2) + (6 x 3 x 4) — (1 x 1 x 4) — (2 x 3 x 0) — (6 x 5 x 2) = 12.

Детерминант = 12. Он больше нуля, значит, матрицу можно привести к ступенчатому виду. Приступим к ее преобразованиям.

Начнем его с элемента левого столбца третьей строки — числа 2. Умножаем верхнюю строку на два и вычитаем ее из третьей. Благодаря этой операции как нужный нам элемент, так и число 4 — элемент второго столбца третьей строки — обратились в нуль.

Далее обращаем в нуль элемент второй строки первого столбца — число 3. Для этого умножаем верхнюю строку на три и вычитаем ее из второй.

Мы видим, что в результате приведения образовалась треугольная матрица. В нашем случае продолжить преобразование нельзя, так как остальные компоненты не удастся обратить в нуль.

Значит, делаем вывод, что количество строк, содержащих числовые значения, в данной матрице (или ее ранг) — 3. Ответ к заданию: 3.

Задание 2. Определить количество линейно независимых строк данной матрицы.

Ранг матрицы: задание 2

Нам требуется найти такие строки, которые нельзя какими-либо преобразованиями обратить в нуль. Фактически нам нужно найти количество ненулевых строк, или ранг представленной матрицы. Для этого выполним ее упрощение.

Мы видим матрицу, не принадлежащую к квадратному типу. Она имеет размеры 3×4. Начнем приведение также с элемента левого нижнего угла — числа (-1).

Прибавляем первую строку к третьей. Далее вычитаем из нее вторую, чтобы обратить число 5 в нуль.

Дальнейшие ее преобразования невозможны. Значит, делаем вывод, что количество линейно независимых строк в ней и ответ к заданию — 3.

Теперь приведение матрицы к ступенчатому виду не является для вас невыполнимым заданием.

На примерах данных заданий мы разобрали приведение матрицы к треугольному виду и ступенчатому виду. Чтобы обратить в нуль нужные значения матричных таблиц, в отдельных случаях требуется проявить фантазию и правильно преобразовать их столбцы или строки. Успехов вам в математике и в работе с матрицами!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector