Автор: У. Н. Венэбльз
Издательство: Издательские решения
Жанр: Компьютеры: прочее
isbn: 9785449661531
isbn:
Пример: детерминанты с одноразрядными матрицами 2*2
В качестве искусственного, но милого примера, рассмотрим детерминанты матриц [a; b; c; d], где каждый вход – неотрицательное целое число в диапазоне 0; 1;..; 9, которые являются цифрой.
Задача состоит в том, чтобы найти детерминанты ad-bc всех возможных матриц этой формы и представлять частоту, с которой каждое значение имеет место в рисунке высокой плотности. Это количество находится в распределении вероятностей детерминанта, если каждая цифра выбрана независимо и гарантировано случайно.
Аккуратный способ сделать это состоит в двукратном использовании функции outer ():
> d <– outer (0:9, 0:9)
> fr <– table (outer (d, d, "-»))
> plot (fr, xlab=«Determinant», ylab=«Frequency»)
Заметьте, что здесь plot () использует гистограмму как метод рисунка, потому что он «видит», что fr имеет класс «таблица». «Очевидный» способ решить эту задачу с циклом for обсуждается в Главе 9 [Циклы и условное выполнение], что является как неэффективным, так и непрактичным.
Также, возможно, удивительно, что приблизительно 1 из 20 матриц сингулярная.
5.6. Обобщенное транспонирование массива
Можно использовать функцию aperm (a, perm) для перестановки массива a. Параметром perm должна быть перестановка целых чисел {1, …., к}, где k является номером нижних индексов в a. Результат функции – массив того же самого размера как a, но со старой размерностью, вычисленной perm [j], становящейся новой j-й размерностью. Самый простой способ понимания этой операции – это обобщение транспонирования для матриц. Действительно, если A – матрица, (то есть, вдвойне преобразованный в нижний индекс массив) тогда B вычисляется путем:
> B <-aperm (A, c (2,1))
и представляет собой транспонирование. Для этого особого случая доступна более простая функция t (), таким образом, возможно, использовать B <-t (A).
5.7. Матричные инструменты
Как отмечено выше, матрица – это массив с двумя нижними индексами. Однако это такой важный особый случай, что нуждается в отдельном обсуждении. R содержит много операторов и функций, которые доступны только для матриц. Например, t (X) – функция транспонирующая матрицу, как отмечено выше. Функции nrow (A) и ncol (A) дают число строк и столбцов в матрице соответственно.
5.7.1. Умножение матриц
Оператор %*% используется для умножения матриц. Матрицы n-на-1 или 1-на-n могут, конечно, использоваться в качестве n-вектора, если это соответствует контексту. Наоборот, векторы, которые встречаются в выражениях умножения матриц, если возможно автоматически расширяются или на вектор строки или на вектор столбца, который является мультипликативно соответствующим (хотя это не всегда однозначно возможно, как увидим позже).
Если, например, A и B – квадратные матрицы одинакового размера, то
> СКАЧАТЬ