Matlab求解线性方程组、非线性方程组

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1、页眉内容求解线性方程组solve，linsolve例：A=[5042;1-121;4120;1111];%矩阵的行之间用分号隔开，元素之间用逗号或空格B=[3;1;1;0]X=zeros(4,1);%建立一个4元列向量X=linsolve(A,B)diff(fun,var,n):对表达式fun中的变量var求n阶导数。例如：F=sym('u(x,y)v(x,y)');%sym()用来定义一个符号表达式diff(F);%matlab区分大小写pretty(ans)%pretty()：用习惯书写方式显示变量；ans是答案表达式非线性方程求解f

2、solve(fun,x0,options)其中fun为待解方程或方程组的文件名；x0位求解方程的初始向量或矩阵；option为设置命令参数建立文件fun.m：functiony=fun(x)y=[x(1)-0.5sin(x(1))-0.3cos(x(2)),...x(2)-0.5cos(x(1))+0.3sin(x(2))];>>clear;x0=[0.1,0.1];fsolve(@fun,x0,optimset('fsolve'))注：...为续行符m文件必须以function为文件头，调用符为@；文件名必须与定义的函数名相同；fsol

3、ve()主要求解复杂非线性方程和方程组，求解过程是一个逼近过程。页眉内容Matlab求解线性方程组AX=B或XA=B在MATLAB中，求解线性方程组时，主要采用前面章节介绍的除法运算符“和/”“”。如：X=AB表示求矩阵方程AX=B的解；X=B/A表示矩阵方程XA=B的解。对方程组X=AB,要求A和B用相同的行数，X和B有相同的列数，它的行数等于矩阵A的列数，方程X=B/A同理。如果矩阵A不是方阵，其维数是mKn,则有：m=n恰定方程，求解精确解；m>n超定方程，寻求最小二乘解；m

4、不同的情况，MATLAB将采用不同的算法来求解。一．恰定方程组恰定方程组由n个未知数的n个方程构成，方程有唯一的一组解，其一般形式可用矩阵，向量写成如下形式：Ax=b其中A是方阵，b是一个列向量；在线性代数教科书中，最常用的方程组解法有：（1）利用cramer公式来求解法；（2）利用矩阵求逆解法，即x=A-1b；（3）利用gaussian消去法；（4）利用lu法求解。一般来说，对维数不高，条件数不大的矩阵，上面四种解法所得的结果差别不大。页眉内容前三种解法的真正意义是在其理论上，而不是实际的数值计算。MATLAB中，出于对算法稳定性的考虑

5、，行列式及逆的计算大都在lu分解的基础上进行。在MATLAB中，求解这类方程组的命令十分简单，直接采用表达式：x=Ab。在MATLAB的指令解释器在确认变量A非奇异后，就对它进行lu分解，并最终给出解x;若矩阵A的条件数很大，MATLAB会提醒用户注意所得解的可靠性。页眉内容如果矩阵A是奇异的，则Ax=b的解不存在，或者存在但不唯一；如果矩阵A接近奇异时，MATLAB将给出警告信息；如果发现A是奇异的，则计算结果为inf，并且给出警告信息；如果矩阵A是病态矩阵，也会给出警告信息。注意：在求解方程时，尽量不要用inv(A)b命令，而应采用

6、Ab的解法。因为后者的计算速度比前者快、精度高，尤其当矩阵A的维数比较大时。另外，除法命令的适用行较强，对于非方阵A，也能给出最小二乘解。二．超定方程组对于方程组Ax=b,A为nxm矩阵，如果A列满秩，且n>m。则方程组没有精确解，此时称方程组为超定方程组。线性超定方程组经常遇到的问题是数据的曲线拟合。对于超定方程，在MATLAB中，利用左除命令(x=Ab)来寻求它的最小二乘解；还可以用广义逆来求，即x=pinv(A),所得的解不一定满足Ax=b，x只是最小二乘意义上的解。左除的方法是建立在奇异值分解基础之上，由此获得的解最可靠；广义

7、逆法是建立在对原超定方程直接进行householder变换的基础上，其算法可靠性稍逊与奇异值求解，但速度较快；【例7】求解超定方程组A=[2-13;31-5;4-11;13-13]A=2-1331-54-1113-13b=[303-6]'；rank(A)1.0000页眉内容ans=3x1=Abx1=1.0000页眉内容2.00001.0000x2=pinv(A)bx2=1.00002.00001.0000Ax1-bans=1.0e-014-0.0888-0.0888-0.13320可见x1并不是方程Ax=b的精确解，用x2=pinv(A

8、)b所得的解与x1相同。三．欠定方程组欠定方程组未知量个数多于方程个数，但理论上有无穷个解。MATLAB将寻求一个基本解，其中最多只能有m个非零元素。特解由列主元qr分解求得。【例8】解欠定方