teaching/scientificComputing
Archived
3
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Releases Wiki Activity

[exercises] matric exerciese translated

Browse Source
This commit is contained in:
Jan Grewe 2017-10-24 00:00:56 +02:00
parent b2aa5335b3
commit 99fac2be07
1 changed files with 48 additions and 63 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

111
programming/exercises/matrices.tex
View File

@ -14,7 +14,7 @@
%%%%% text size %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\usepackage[left=20mm,right=20mm,top=25mm,bottom=25mm]{geometry}
\pagestyle{headandfoot}
\header{{\bfseries\large Exercise 3}}{{\bfseries\large Matrices}}{{\bfseries\large 17. Oktober, 2017}}
\header{{\bfseries\large Exercise 3}}{{\bfseries\large Matrices}}{{\bfseries\large 23. Oktober, 2017}}
\firstpagefooter{Dr. Jan Grewe}{Phone: 29 74588}{Email:
jan.grewe@uni-tuebingen.de}
\runningfooter{}{\thepage}{}
@ -46,95 +46,91 @@ executable on its own. The file should be named according to the following patte
\begin{questions}
\question Erstelle folgende Matrix
\question Create the following matrix:
\[ A = \left( \begin{array}{ccc} 7 & 3 & 5 \\ 1 & 8 & 3 \\ 8 & 6 &
4 \end{array} \right) \]
\begin{parts}
\part Benutze die Funktion \code{size} um die Gr\"o{\ss}e vpm \code{A} anzeeigen zu lassen.
\part Use the function \code{size} to check for its size.
\begin{solution}
\code{x = [7 3 5; 1 8 3; 8 6 4];\\disp(size(x))}
\end{solution}
\part Finde heraus, wie man \code{size} aufruft um nur die L\"ange entlang einer einzelnen Dimension auszugeben. Gib einzeln die L\"angen beider Dimensionen aus.
\part Use the help to figure out how to get only the size along a certain axis. Print the sizes of each dimension.
\begin{solution}
\code{disp(size(x, 1))}\\\code{disp(size(x, 2))}
\end{solution}
\part Gib das Element in der 3. Zeile und 2. Spalte aus.
\part Retrieve the element at the position 3rd line, 2nd column.
\begin{solution}
\code{x(3,2)}
\end{solution}
\part Gib jeweils alle Elemente der 1., 2. und 3. Zeile aus.
\part Print all elements of the 1st, 2nd and 3rd line.
\begin{solution}
\code{disp(x([1 2 3],:));}
\end{solution}
\part Gib jeweils alle Elemente der 1., 2., und 3. Spalte aus.
\part Print all elements of the 1st, 2nd, and 3rd column.
\begin{solution}
\code{disp(x(:, 1))\\ disp(x(:, 2))\\ disp(x(:, 3))}
\end{solution}
\part Erh\"ohe das Element in der 2. Zeile und 3. Spalte um Eins.
\part Increment all elements of the 2nd line and the 3rd column about 1.
\begin{solution}
\code{x(2,3) = x(2,3) + 1;}
\end{solution}
\part Ziehe von allen Elementen der 1. Zeile 5 ab.
\part Subtract five from all elements of the 1st line.
\begin{solution}
\code{x(1,:) = x(1,:) - 5;}
\end{solution}
\part Multipliziere alle Elementen der 3. Spalte mit 2.
\part Multiply all elements of the 3rd column with 2.
\begin{solution}
\code{x(:,3) = x(:,3) * 2;}
\code{x(:,3) = x(:,3) .* 2;}
\end{solution}
\end{parts}
\question Erstelle eine $5 \times 5$ Matrix \code{M} die
Zufallszahlen enth\"alt (nutze die MATLAB Funktion
\verb+randn()+. Benutze die Hilfe: Was macht die Funktion?).
\question Create a $5 \times 5$ matrix \code{M} that contains random numbers (use the function
\verb+randn()+. Use the help to find out what it does).
\begin{parts}
\part Gib das Element in der 2. Zeile und 3. Spalte aus.
\part Print the element at the position 2nd line and 3rd column.
\begin{solution}
\code{M = randn(5, 5);}
\code{disp(M(2,3))}
\end{solution}
\part Gib jeweils alle Elemente der 1., 3. und letzten Zeile aus.
\part Print all elements of the 1st, 3rd and last line.
\begin{solution}
\code{disp(M(1,:)) \\ disp(M(3,:))\\ disp(M(size(M,1), :))}
\end{solution}
\part Gib jeweils alle Elemente der 2. und 4. Spalte aus.
\part Print the elements of the 2nd and 4th column.
\begin{solution}
\code{disp(M(:,2))\\ disp(M(:,4))}
\end{solution}
\part Greife mit einem einzigen Kommando auf die Elemente jeder
zweiten Spalte zu und speichere die Daten in einer neuen Variable.
\part Select with a single command all elements of every 2nd column and store them in a new variable.
\begin{solution}
\code{y = M(:, [2:2:size(M,2)])}
\end{solution}
\part Berechne jeweils den Mittelwert der 1., 3. und 5. Zeile
(Funktion \code{mean}, siehe Hilfe).
\part Calculate the averages of lines 1, 3, and 5 (use the function mean, see help).
\begin{solution}
\code{mean(M([1 3 5],:), 2)}
\end{solution}
\part Berechne die Summe aller Werte der 2. und 4. Spalte
(Funktion \code{sum}, siehe Hilfe).
\part Calculate the sum of all elements in the 2nd and 4th column
(function \code{sum}, see help).
\begin{solution}
\code{sum(M(:, [2 4]), 1)}
\end{solution}
\part Berechne die Summe aller Elemente der Matrize.
\part Calculate the total sum of all elements in \code{M}
\begin{solution}
\code{sum(M(:))}
\end{solution}
\part Ersetze die Elemente der 2. Zeile mit denen der 4.
\part Exchange all elements of the 2nd with those of the 4th line.
\begin{solution}
\code{M(2,:) = M(4,:)}
\end{solution}
\part F\"uhre folgendes Kommando aus: \code{M(1:2,1) = [1, 2,
3]}. Was k\"onnte die Absicht dieses Codes gewesen sein? Was
bedeutet die Fehlermeldung?
\part Execute the following command: \code{M(1:2,1) = [1, 2,
3]}. What could have been intended by the command and what does the error message tell?
\begin{solution}
\code{M(1:2,1) = [1, 2,3];\\ Subscripted assignment dimension
mismatch.} \\ Der einzuf\"ugende Vektor hat 3 Elemente, die
@ -143,30 +139,26 @@ executable on its own. The file should be named according to the following patte
\end{solution}
\end{parts}
\question Matrizen k\"onnen neben der ``normalen''
\textit{subscript} Indizierung auch \textit{linear} indiziert werden
(siehe Hilfe \"uber Indexing oder Funktionen \verb+sub2ind+ oder
\verb+ind2sub+).
\question Indexing in matrices can use the
\textit{subscript} indices or the \textit{linear} indices (you may want to check the help for the \verb+sub2ind+ and \verb+ind2sub+).
\begin{parts}
\part Erstelle eine 2-D Matrix mit Zufallszahlen mit der Dimensionalit\"at
\part Create a 2-D matric filled with random numbers and the dimensionality
\verb+[10,10]+.
\begin{solution}
\code{x = randn(10, 10)}
\end{solution}
\part Wie viele Werte enth\"alt sie?
\part How many elements are stored in it?
\begin{solution}
\code{disp(numel(x))}
\end{solution}
\part Benutze das lineare Indizieren um 50 zuf\"allige Werte
auszuw\"ahlen.
\part Employ linar indexing to select 50 random values.
\begin{solution}
\code{x(randi(100, 50, 1)])}
\end{solution}
\part Wo liegt der Vorteil gegen\"uber der \textit{subscript}
Indizierung?
\part Is there an advantage to use the linear indexing?
\begin{solution}
Die Matrize ist 2-dimensional. Wenn mit dem subscript index
zugegriffen werden soll, dann muss auf die Dimensionen
@ -175,66 +167,59 @@ executable on its own. The file should be named according to the following patte
eindeutige (ohne doppelte) Auswahl sein soll, dann muss bei
2-D viel komplexer kontrollieren.
\end{solution}
\part Berechne die Summe aller Werte mit einem Funktionsaufruf..
\part Calculate the total sum of all elements with a single command.
\begin{solution}
\code{sum(x(:))} oder \code{sum(sum(x))}
\code{sum(x(:))} or \code{sum(sum(x))}
\end{solution}
\end{parts}
\question Erstelle folgende Variablen \verb+x = [1 5 9]+ and
\verb+y = [7 1 5]+ und \verb+M = [3 1 6; 5 2 7]+. Welche der
folgenden Operationen funktionieren? Wenn nicht, warum funktionieren
sie nicht? Teste Deine Vorhersagen.
\question Create the three variables \verb+x = [1 5 9]+ and
\verb+y = [7 1 5]+ and \verb+M = [3 1 6; 5 2 7]+. Which of the following commands will pass? Which command will not? If not, why? Test your predictions.
\begin{parts}
\part \code{x + y}
\begin{solution}
Funktioniert!
works!
\end{solution}
\part \code{x * M}
\begin{solution}
Matrixmultiplikation Funktioniert nicht! Inner dimensions must agree!
Matrixmultiplication will not work! Inner dimensions must agree!
\end{solution}
\part \code{x + y'}
\begin{solution}
Funktioniert nicht! Die Dimensionalit\"aten passen nicht.
Fail! Dimensionalities do not match.
\end{solution}
\part \code{M - [x y]}
\begin{solution}
Funktioniert nicht! \code{[x y] ist ein Zeilenvektor der L\"ange
6, M ist eine Martix.}
Fail! \code{[x y] is a line vector of length 6, M is a martix.}
\end{solution}
\part \code{[x; y]}
\begin{solution}
Funktioniert! Gr\"o{\ss}e: 2 3
Works! Size: 2 3
\end{solution}
\part \code{M - [x; y]}
\begin{solution}
Funktioniert!
Works!
\end{solution}
\end{parts}
\question Erstelle eine 3-D Matrix aus drei 2-D Matrizen. Benutze
die \verb+cat()+ Funktion f\"ur diesen Zweck (schaue in der Hilfe
nach, wie sie benutzt wird).
\question Create a 3-D matrix from two 2-D matrices. Use the function cat (check the help to learn its usage).
\begin{parts}
\part Gib alle Elemente des ersten ``Blattes'' aus (Index 1 der 3. Dimension).
\part Select all elements of the first ``page'' (index 1, 3. dimension).
\begin{solution}
\code{x = randn(5,5); \\y = randn(5, 5);\\ z = cat(3, x, y);\\disp(z(:,:,1))}
\end{solution}
\end{parts}
\question Erzeuge eine $5 \times 5 \times 5$ Matrix die mit
ganzzahligen, gleichverteilten Zufallszahlen zwischen 0 und 100
gef\"ullt ist.
\question Create a $5 \times 5 \times 5$ matrix of random numbers that have been drawn from a uniform distribution. Values should be in the range 0 and 100.
\begin{parts}
\part Berechne den Mittelwert aller Bl\"atter dieser Matrix
(benutze \verb+mean()+, siehe Hilfe).
\part Calculate the average of each ``page'' (function \verb+mean()+, see help).
\begin{solution}
\code{x = round(rand(5,5,5) .* 100);\\ Disp(mean(mean(x(:,:,1))))\\ disp(mean(mean(x(:,:,2)))) \\ disp(mean(mean(x(:,:,3))))}
\end{solution}