MatrixEponenential-指数矩阵计算

MatrixEponenential-指数矩阵计算
MatrixEponenential-指数矩阵计算

is invertible then .

symmetric, and that if X is skew-symmetric then e X is orthogonal.

exp(X*) = (e X)*, where X* denotes the conjugate transpose of X. It follows that if X is Hermitian then e X is also Hermitian, and that if X is skew-Hermitian then e X is unitary.

Linear differential equations

One of the reasons for the importance of the matrix exponential is that it can be used to solve systems of linear ordinary differential equations. Indeed, it follows from equation (1) below that the solution of

where A is a matrix, is given by

The matrix exponential can also be used to solve the inhomogeneous equation

See the section on applications below for examples.

There is no closed-form solution for differential equations of the form

where A is not constant, but the Magnus series gives the solution as an infinite sum.

The exponential of sums

We know that the exponential function satisfies e x + y = e x e y for any numbers x and y. The same goes for commuting matrices: If the matrices X and Y commute (meaning that XY = YX), then

However, if they do not commute, then the above equality does not necessarily hold. In that case, we can use the Baker-Campbell-Hausdorff formula to compute e X + Y.

The exponential map

Note that the exponential of a matrix is always a non-singular matrix. The inverse of e X is given by e-X. This is analogous to the fact that the exponential of a complex number is always nonzero. The matrix exponential then gives us a map

from the space of all n×n matrices to the general linear group, i.e. the group of all non-singular matrices. In fact, this map is surjective which means that every non-singular matrix can be written as the exponential of some other matrix (for this, it is essential to consider the field C of complex numbers and not R). The matrix logarithm gives an inverse to this map.

For any two matrices X and Y, we have

where || · || denotes an arbitrary matrix norm. It follows that the exponential map is continuous and Lipschitz continuous on compact subsets of M n(C).

The map

defines a smooth curve in the general linear group which passes through the identity element at t = 0. In fact, this gives a one-parameter subgroup of the general linear group since

The derivative of this curve (or tangent vector) at a point t is given by

The derivative at t = 0 is just the matrix X, which is to say that X generates this one-parameter subgroup. Computing the matrix exponential

Diagonalizable case

If a matrix is diagonal:

then its exponential can be obtained by just exponentiating every entry on the main diagonal:

This also allows one to exponentiate diagonalizable matrices. If A = UDU-1 and D is diagonal, then e A =

Ue D U-1.

Nilpotent case

A matrix N is nilpotent if N q = 0 for some integer q. In this case, the matrix exponential e N can be computed directly from the series expansion, as the series terminates after a finite number of terms:

General case

An arbitrary matrix X (over an algebraically closed field) can be expressed uniquely as sum

where

A is diagonalizable

N is nilpotent

A commutes with N (i.e. AN = NA)

This means we can compute the exponential of X by reducing to the previous two cases:

Note that we need the commutativity of A and N for the last step to work.

Another (closely related) method is to work with the Jordan form of X. Suppose J is the Jordan form of X, with P the transition matrix. Then

Also, since

Therefore, we need only know how to compute the matrix exponential of a Jordan block. But each Jordan block is of the form

where N is a special nilpotent matrix. The matrix exponential of this block is given by

Calculations

Consider the matrix

which has Jordan form

and transition matrix

Now,

and

So,

The exponential calculation for a 1×1 matrix is clearly trivial, with e J1(4)=e4 so,

Clearly, to calculate the Jordan form and to evaluate the exponential this way is very tedious. Often, it will often suffice to calculate the action of the exponential matrix upon some vector in applications, and there are other methods available to achieve this.

Applications

Linear differential equations

The matrix exponential has applications to systems of linear differential equations. Recall that a differential equation of the form

y' = C y

has solution e C x. If we consider the vector

we can express a system of coupled linear differential equations as

If we make an ansatz and use an integrating factor of e-Ax and multiply throughout, we obtain

If we can calculate e Ax, then we can obtain the solution to the system.

Example (homogeneous)

Say we have the system

We have the associated matrix

In the example above, we have calculated the matrix exponential

so the general solution of the system is

that is,

Inhomogeneous case - variation of parameters

For the inhomogeneous case, we can use a method akin to variation of parameters. We seek a particular solution of the form y p(t)=exp(tA)z(t) :

For y p to be a solution:

So,

where c is determined by the initial conditions of the problem.

Example (inhomogeneous)

Say we have the system

So we then have

and

From before, we have the general solution to the homogeneous equation, Since the sum of the homogeneous and particular solutions give the general solution to the inhomogeneous problem, now we only need to find the particular solution (via variation of parameters).

We have, above:

矩阵的运算及其运算规则

矩阵基本运算及应用 牛晨晖 在数学中,矩阵是一个按照长方阵列排列的或集合。矩阵是高等代中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。在物理学中,矩阵于电路学、、光学和中都有应用;中,制作也需要用到矩阵。矩阵的运算是领域的重要问题。将为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。在电力系统方面,矩阵知识已有广泛深入的应用,本文将在介绍矩阵基本运算和运算规则的基础上,简要介绍其在电力系统新能源领域建模方面的应用情况,并展望随机矩阵理论等相关知识与人工智能电力系统的紧密结合。 1矩阵的运算及其运算规则 1.1矩阵的加法与减法 1.1.1运算规则 设矩阵,, 则 简言之,两个矩阵相加减,即它们相同位置的元素相加减! 注意:只有对于两个行数、列数分别相等的矩阵(即同型矩阵),加减法运算才有意义,即加减运算是可行的.

1.1.2运算性质 满足交换律和结合律 交换律; 结合律. 1.2矩阵与数的乘法 1.2.1运算规则 数乘矩阵A,就是将数乘矩阵A中的每一个元素,记为或.特别地,称称为的负矩阵. 1.2.2运算性质 满足结合律和分配律 结合律:(λμ)A=λ(μA);(λ+μ)A =λA+μA. 分配律:λ(A+B)=λA+λB. 1.2.3典型举例 已知两个矩阵 满足矩阵方程,求未知矩阵. 解由已知条件知

? 1.3矩阵与矩阵的乘法 1.3.1运算规则 设,,则A与B的乘积是这样一个矩阵: (1) 行数与(左矩阵)A相同,列数与(右矩阵)B相同,即. (2) C的第行第列的元素由A的第行元素与B的第列元素对应相乘,再取乘积之和. 1.3.2典型例题 设矩阵 计算 解是的矩阵.设它为

剪力墙如何根据SATWE计算结果正确配筋

剪力墙如何根据SATWE计算结果 配筋 假设此楼层为构造边缘构件,剪力墙厚度为200, 剪力墙显示“0”是指边缘构件不需要配筋且不考虑构造配筋(此时按照高规表7.2.16来配),当墙柱长小于3倍的墙厚或一字型墙截面高度不大于800mm 时,按柱配筋,此时表示柱对称配筋计算的单边的钢筋面积。 水平钢筋:H0.8是指Swh范围内的水平分布筋面积(cm2),Swh范围指的就是Satwe参数中的墙水平分布筋间距,是指的双侧的,先换算成1米内的配筋值,再来配,比如你输入的间距是200 mm ,计算结果是H0.8,那就用0.8*100 (乘以100是为了把cm2转换为mm2)*1000/200=400mm2 再除以2 就是 200mm2 再查板配筋表就可以了所以配8@200面积250>200 满足要求了!(剪力墙厚度为200,直径8间距200 配筋率 =2*50.24/(200*200)=0.25%,最小配筋率为排数*钢筋面 积/墙厚度*钢筋间距)。 竖向钢筋:计算过程1000X200X0.25%=500mm2,同样是指双侧,除以2就是250mm2,Φ8@200(面积251mm2)足够。 Satwe参数中的竖向配筋率是可根据工程需要调整的,当边缘构件配筋过大时,可提高竖向配筋率。

剪力墙边缘构件中的纵向钢筋间距应该和箍筋(拉筋)的选用综合考虑 一般情况下,墙的钢筋为构造钢筋,不过在屋面层短墙在大偏心受压下有时配筋很大 墙竖向分布筋配筋率0.3%进行计算是不对的。应该填0.25%(或者0.20%)。 如果填了0.3%,实际配了0.25%,则造成边缘构件主筋配筋偏小。墙竖向分 布筋按你输入配筋率,水平配筋按你输入的钢筋间距根据计算结果选筋。 规范规定的:剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级时均不应小于0.25%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%,此处的“配筋率”为水平截面全截面的配筋率,以200mm厚剪力墙为例,每米的配筋面积为:0.25% x 200 x 1000 = 500mm2,双排筋,再除以2,每侧配筋面积为250mm2,查配筋表,φ8@200配筋面积 为251mm2,刚好满足配筋率要求。 至于边缘构件配筋,一般是看SATWE计算结果里面的第三项:“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘构件简图”一项里面的“边缘构件”,按此配筋,如果出现异常配筋,比如配筋率过大的情况,就用第十五项:“剪力墙组合配筋修改及验算”一项进行组合墙配筋计算,

MatrixEponenential-指数矩阵计算

is invertible then .

symmetric, and that if X is skew-symmetric then e X is orthogonal. exp(X*) = (e X)*, where X* denotes the conjugate transpose of X. It follows that if X is Hermitian then e X is also Hermitian, and that if X is skew-Hermitian then e X is unitary. Linear differential equations One of the reasons for the importance of the matrix exponential is that it can be used to solve systems of linear ordinary differential equations. Indeed, it follows from equation (1) below that the solution of where A is a matrix, is given by The matrix exponential can also be used to solve the inhomogeneous equation See the section on applications below for examples. There is no closed-form solution for differential equations of the form where A is not constant, but the Magnus series gives the solution as an infinite sum. The exponential of sums We know that the exponential function satisfies e x + y = e x e y for any numbers x and y. The same goes for commuting matrices: If the matrices X and Y commute (meaning that XY = YX), then However, if they do not commute, then the above equality does not necessarily hold. In that case, we can use the Baker-Campbell-Hausdorff formula to compute e X + Y. The exponential map Note that the exponential of a matrix is always a non-singular matrix. The inverse of e X is given by e-X. This is analogous to the fact that the exponential of a complex number is always nonzero. The matrix exponential then gives us a map from the space of all n×n matrices to the general linear group, i.e. the group of all non-singular matrices. In fact, this map is surjective which means that every non-singular matrix can be written as the exponential of some other matrix (for this, it is essential to consider the field C of complex numbers and not R). The matrix logarithm gives an inverse to this map. For any two matrices X and Y, we have

求矩阵的基本运算

求矩阵的基本运算 #include #include void jiafa() { int m,n; float a[20][20],b[20][20],c[20][20]; int i,j; printf("请输入矩阵行数:"); scanf("%d",&m); printf("请输入矩阵列数:"); scanf("%d",&n); printf("请输入第一个矩阵:"); for(i=0; i

矩阵的运算及其运算规则

矩阵基本运算及应用 201700060牛晨晖 在数学中,矩阵是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合。矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。在物理学中,矩阵于电路学、力学、光学和量子物理中都有应用;计算机科学中,三维动画制作也需要用到矩阵。矩阵的运算是数值分析领域的重要问题。将矩阵分解为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。在电力系统方面,矩阵知识已有广泛深入的应用,本文将在介绍矩阵基本运算和运算规则的基础上,简要介绍其在电力系统新能源领域建模方面的应用情况,并展望随机矩阵理论等相关知识与人工智能电力系统的紧密结合。 1矩阵的运算及其运算规则 1.1矩阵的加法与减法 1.1.1运算规则 设矩阵,, 则

简言之,两个矩阵相加减,即它们相同位置的元素相加减! 注意:只有对于两个行数、列数分别相等的矩阵(即同型矩阵),加减法运算才有意义,即加减运算是可行的. 1.1.2运算性质 满足交换律和结合律 交换律; 结合律. 1.2矩阵与数的乘法 1.2.1运算规则 数乘矩阵A,就是将数乘矩阵A中的每一个元素,记为或. 特别地,称称为的负矩阵. 1.2.2运算性质 满足结合律和分配律 结合律:(λμ)A=λ(μA);(λ+μ)A =λA+μA. 分配律:λ(A+B)=λA+λB.

已知两个矩阵 满足矩阵方程,求未知矩阵. 解由已知条件知 1.3矩阵与矩阵的乘法 1.3.1运算规则 设,,则A与B的乘积是这样一个矩阵: (1) 行数与(左矩阵)A相同,列数与(右矩阵)B相同,即 . (2) C的第行第列的元素由A的第行元素与B的第列元素对应相乘,再取乘积之和.

边缘构件选筋规则

精心整理边缘构件选筋规则 纵筋的选筋规则 1)按照纵筋的最大间距和最小间距计算确定边缘构件纵筋的允许根数范围; 2)按照纵筋的优选间距计算出优选纵筋根数(在根数范围内),根据该边缘构件需要的纵筋面积计算出纵筋直径规格,如果该规格在纵筋直径优选序列中且不小于最小构造直径要求则纵筋选配成功; 3)如果按优选间距未成功选配,则按纵筋直径优选序列进行选配。先对排在最前面的满足最小构 4)如果仍未配出,程序自动逐次增加两根纵筋并重选纵筋直径,直至能选配出箍筋或者纵筋根数达到构造最多根数。所以一般情况下,很少会有选配不出来箍筋的情况。 5)如果有选配失败的情况,软件将标记为N/A(NotAvailable,不可用)。 约束边缘构件非阴影区箍筋的选筋规则

约束边缘构件非阴影区只对配箍提出了要求,非阴影区的箍筋需要墙身的竖向分布筋来固定,所以其位置需要尽量与墙身的竖向分布筋协调。同时为了尽量利用墙身的水平分布筋替代非阴影区的封闭箍,还需要考虑非阴影区的箍筋间距与墙身水平分布筋的直径、间距协调问题。 所以本软件在约束边缘构件非阴影区箍筋的选筋中执行的是协调优选原则,具体来说: 1)非阴影区拉筋的水平间距(肢距)取200mm和相应墙身竖向分布筋间距的较小者,非阴影区长度200和竖向分布筋间距的较小者的整数倍且不小于计算值(参见04SG330P4); 2)如果墙身配筋强度等级和直径不小于边缘构件箍筋等级情况下,可以考虑用墙身水平分布筋替代封闭箍筋。 3 注意:(优先级低) 4 显大于2 尽量是 5 6 条件, 的钢筋, 箍钢筋条件,则完全标记为等级直径@竖向间距。如下右图中的Ф8@100表示:非阴影区长度为600mm,采用一级直径为8mm的钢筋,竖向间距同阴影区箍筋的间距为100mm,水平间距同墙竖向分布筋间距为150mm。这种情况下,是否还可以由墙身水平筋替代非阴影区封闭箍钢筋,由设计方和施工单位判断,比如右图示意情况下还可以部分利用墙身水平筋替代非阴影区封闭箍钢筋。 边缘构件箍筋计入墙水平分布筋原则 约束边缘构件和构造边缘构件均可以选择考虑墙水平分布筋。 《高规》第7.2.15明确提出约束边缘构件可以考虑墙水平分布筋的。 图集11G101-1给出了剪力墙水平分布筋计入约束边缘构件体积配箍率的做法。

MATLAB矩阵运算基础练习题

第2章 MATLAB 矩阵运算基础 2.1 在MA TLAB 中如何建立矩阵?? ?? ??194375,并将其赋予变量a ? 2.2 请产生一个100*5的矩阵,矩阵的每一行都是[1 2 3 4 5] 2.3产生一个1x10的随机矩阵,大小位于(-5 5) 2.2 有几种建立矩阵的方法?各有什么优点? 可以用四种方法建立矩阵: ①直接输入法,如a=[2 5 7 3],优点是输入方法方便简捷; ②通过M 文件建立矩阵,该方法适用于建立尺寸较大的矩阵,并且易于修改; ③由函数建立,如y=sin(x),可以由MATLAB 的内部函数建立一些特殊矩阵; ④通过数据文件建立,该方法可以调用由其他软件产生数据。 2.3 在进行算术运算时,数组运算和矩阵运算各有什么要求? 进行数组运算的两个数组必须有相同的尺寸。进行矩阵运算的两个矩阵必须满足矩阵运算规则,如矩阵a 与b 相乘(a*b )时必须满足a 的列数等于b 的行数。 2.4 数组运算和矩阵运算的运算符有什么区别? 在加、减运算时数组运算与矩阵运算的运算符相同,乘、除和乘方运算时,在矩阵运算的运算符前加一个点即为数组运算,如a*b 为矩阵乘,a.*b 为数组乘。 2.5 计算矩阵??????????897473535与???? ??????638976242之和,差,积,左除和右除。 2.6 求?? ?? ??+-+-+-+-++=i 44i 93i 49i 67i 23i 57i 41i 72i 53i 84x 的共轭转置。 2.7 计算???? ??=572396a 与??????=864142b 的数组乘积。 2.8 “左除”与“右除”有什么区别? 在通常情况下,左除x=a\b 是a*x=b 的解,右除x=b/a 是x*a=b 的解,一般情况下,a\b ≠b/a 。 2.9 对于B AX =,如果??????????=753467294A ,???? ??????=282637B ,求解X 。 2.10 已知:???? ??????=987654321a ,分别计算a 的数组平方和矩阵平方,并观察其结果。 2.11 ??????-=463521a ,?? ????-=263478b ,观察a 与b 之间的六种关系运算的结果。

矩阵相关运算

1.2.10矩阵的迹 函数trace 格式b=trace (A) %返回矩阵A的迹,即A的对角线元素之和。 1.2.11矩阵和向量的范数 命令向量的范数 函数norm 格式n = norm(X) %X为向量,求欧几里德范数,即。 n = norm(X,inf) %求-范数,即。 n = norm(X,1) %求1-范数,即。 n = norm(X,-inf) %求向量X的元素的绝对值的最小值,即。 n = norm(X, p) %求p-范数,即,所以norm(X,2) = norm(X)。 命令矩阵的范数 函数norm 格式n = norm(A) %A为矩阵,求欧几里德范数,等于A的最大奇异值。 n = norm(A,1) %求A的列范数,等于A的列向量的1-范数的最大值。 n = norm(A,2) %求A的欧几里德范数,和norm(A)相同。 n = norm(A,inf) %求行范数,等于A的行向量的1-范数的最大值 即:max(sum(abs(A')))。 n = norm(A, 'fro' ) %求矩阵A的Frobenius范数, 即sqrt(sum(diag(A'*A))),不能用矩阵p-范数的定义来求。 命令范数的估计值 函数normest 格式nrm = normest(A) %矩阵A的2-范数(欧几里德范数)的估计值,相对误差小于 106。 nrm = normest(A,tol) %tol为指定相对误差 [nrm,count] = normest(…) %count给出计算估计值的迭代次数 1.2.12条件数 命令矩阵的条件数 函数cond 格式c = cond(X) %求X的2-范数的条件数,即X的最大奇异值和最小奇异值的商。 c = cond(X,p) %求p-范数的条件数,p的值可以是1、2、inf或者’fro’。 说明线性方程组AX=b的条件数是一个大于或者等于1的实数,用来衡量关于数据中的扰动,也就是A/或b对解X的灵敏度。一个差条件的方程组的条件数很大。条件数的定义为: 命令1-范数的条件数估计 函数condest 格式c = condest (A) %方阵A的1-范数的条件数的下界估值。 [c,v] = condest (A) %v为向量,满足,即norm(A*v,1) =norm(A,1)*norm(v,1)/c。 [c,v] = condest (A,t) %求上面的c和v,同时显示出关于计算的步骤信息。如果t=1,则计算的 每步都显示出来;如果t=-1,则给出商c/rcond(A)。 命令矩阵可逆的条件数估值 函数rcond 格式c = rcond(A) %对于差条件矩阵A来说,给出一个接近于0的数;对于好条件矩阵A, 则给出一个接近于1的数。 命令特征值的条件数 函数condeig

矩阵计算习题及答案

1、选择题 1)下列变量中 A 是合法的。 A. Char_1,i,j *y, C. X\y, a1234 D. end, 1bcd 2)下列 C 是合法的常量。 A. 3e10 B. 1e500 C. D. 10-2 3)x=uint8,则x所占的字节是 D 个。 A. 1 B. 2 C. 4 D. 8 4)已知x=0:10,则x有 B 个元素。 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 5)产生对角线元素全为1其余为0的2×3矩阵的命令是 C 。 A. Ones(2,3) B. Ones(3,2) C. Eye(2,3) D. Eye(3,2) 6)a= 123 456 789 ?? ? ? ? ?? ,则a(:,end)是指 C 。 A.所有元素 B. 第一行元素 C. 第三列元素 D. 第三行元素 7) a= 123 456 789 ?? ? ? ? ?? ,则运行a(:,1)=[] 命令后 C 。 变成行向量 B. a数组成2行2列 C. a数组成3行2列 D. a数组没有元素 8)a= 123 456 789 ?? ? ? ? ?? ,则运行命令 mean(a)是 B 。 A. 计算a的平均值 B. 计算a每列的平均值 C. 计算a每行的平均值数组增加一列平均值 9)已知x是一个向量,计算 ln(x)的命令是 B 。 A. ln(x) B. log(x) C. Ln(x) D. lg10(x) 10)当a=时,使用取整函数得到3,则该函数名是 C 。 B. round C. ceil D. floor 11)已知a=0:4,b=1:5,下面的运算表达式出错的是 D 。 A. a+b B. a./b C. a'*b D. a*b 12)已知a=4,b=‘4’,下面说法错误的是 C 。 A. 变量a比变量b占用的空间大 B. 变量a、b可以进行加减乘除运算 C. 变量a、b数据类型相同 D. 变量b可以用eval计算 13)已知s=‘显示“hello”’,则s 元素的个数是 A 。 A. 12 B. 9 C. 7 D. 18 14)运行字符串函数strncmp('s1','s2',2),则结果为 B 。 A. 1 B. 0 C. true D. fales 15)命令day(now)是指 C 。 A. 按日期字符串格式提取当前时间 B. 提取当前时间 C. 提取当前时间的日期 D. 按日期字符串格式提取当前日期

实验三 用MATLAB计算矩阵指数函数

实验三 用MATLAB 计算矩阵指数函数 1、实验设备 MATLAB 软件 2、实验目的 ① 学习线性定常系统齐次状态方程的解理论、掌握矩阵指数函数的计算方法; ② 通过编程、上机调试,计算矩阵指数函数。 3、实验原理说明 矩阵指数函数的计算问题有两类: ① 数值计算,即给定矩阵A 和具体的时间t 的值,计算矩阵指数e At 的值; ② 符号计算,即在给定矩阵A 下,计算矩阵指数函数e At 的封闭的(解析的)矩阵函数表达式。 数值计算问题可由基本的Matlab 函数完成,符号计算问题则需要用到Matlab 的符号工具箱。 4、实验步骤 ① 根据所给系统矩阵A ,依据线性定常系统齐次状态方程的解理论,采用MATLAB 编程。 ② 在MATLAB 界面下调试程序,并检查是否运行正确。在Matlab 中有3个计算矩阵指数e At 的函数,分别是expmdemo1(),expmdemo2()和expmdemo3()。 习题1:试在Matlab 中计算矩阵A 在t=0.3时的矩阵指数e At 的值。 (1) 将其输入到MATLAB 工作空间; (2) 计算出在t=0.3时矩阵指数函数。 Matlab 程序如下: A=[0 1; -2 -3]; t=0.3; eAt=expm(A*t) 0123A ??=??--??

习题2:试在Matlab 中计算矩阵A 的矩阵指数e At 。 (1) 将其输入到MATLAB 工作空间; (2) 计算出在时刻t 时矩阵指数函数。 Matlab 程序如下: syms t ; A=[0 1;-2 -3]; eAt=expm(A*t) 0123A ?? =??--??

剪力墙边缘构件的配筋计算刘孝国

1.工程实例: 第一类:短肢墙的边缘构件 (一):构件信息 图一 横向墙的信息如下: 混凝土墙短肢墙加强区,截面参数(m)B*H=0.300*0.700 抗震构造措施的抗震等级NF=3AS=873.(图一取为9) 竖向墙肢的信息如下: 混凝土墙短肢墙加强区,截面参数(m)B*H=0.300*1.850 墙分布筋间距(mm)SW=200.0 抗震构造措施的抗震等级NF=3计算配筋为0 (二):边缘构件信息:

上部 中部 下部 图二 (三):配筋计算结果及过程 图二中,竖向墙肢上部(标注上部的地方)边缘构件配筋信息及计算过程: 第28号:约束边缘构件 抗震等级:3 楼层属性:加强层 竖向墙肢总长度1850,底部加强区三级短肢剪力墙的最小配筋率1%(高规规定),墙宽300,所以整个墙肢的配筋为: 1850*300*1%=5550(cm2) 图二中间部分按照分布筋配筋(分布筋配筋率为0.25%): (1850-400-400)*300*0.25%=787.5 剩下的部分两边边缘构件按面积分配,两边面积相同 所以上部边缘构件配筋面积为: (5550-787.5)/2=2381.25(cm2)(包括竖向分布筋和阴影区纵筋?) 图中横向墙肢的配筋:从构件信息中知道AS=873 横向墙肢总长700,计算的时候,aa取40 (350-40)*300*0.25%=232.5 计算配筋+分布筋=873+232.5=1105.5 两边分布筋相等,下面也是232.5 图二下部第15号:约束边缘构件 楼层属性:加强层 由2个边缘构件合并而成

(1)纵筋原始数据: 阴影区面积(cm2):2700.0:(300*300+300*600=270000) 构造配筋率(%): 1.00 构造配筋(mm2):2700.00 计算配筋(mm2):3487.15 3487.15=下部配筋面积+分布筋面积+横向墙右侧配筋=2381+873+232.5 (2)纵筋当前结果: 采用最大构造配筋率的计算结果:3900.00 构造钢筋取值:采用求和后,再调整的算法(3900.00) 有效阴影区面积(cm2):3900.0 构造配筋(mm2):3900.00 计算配筋(mm2):4593.07(=3487.15+1105) 主筋配筋率(%): 1.18 第二类:转角加洞口的边缘构件 异形柱框剪的工程,6层,按照规范此工程是3级框架,2级剪力墙,底部一层加强区,构造配筋率0.008Ac和6Φ14中较大值,为其他部位的构造配筋为0.006Ac和6Φ12,那PKPM 里的构造边缘构件的配筋率0.94怎么来的?

大数据数学基础(R语言描述) 第3章 线性代数基础 教案

第3章线性代数基础 教案 课程名称:大数据数学基础(R语言描述) 课程类别:必修 适用专业:大数据技术类相关专业 总学时:80学时(其中理论58学时,实验22学时) 总学分:5.0学分 本章学时:12学时 一、材料清单 (1)《大数据数学基础(R语言描述)》教材。 (2)配套PPT。 (3)引导性提问。 (4)探究性问题。 (5)拓展性问题。 二、教学目标与基本要求 1.教学目标 通过矩阵的定义,了解矩阵的运算;通过引入二阶行列式和三阶行列式,了解克拉默法则,行列式的6个性质和按行(列)展开;掌握逆矩阵和矩阵的秩,以及矩阵的特征分解、矩阵的对角化和矩阵的奇异值分解等应用和计算。 2.基本要求 (1)掌握矩阵的运算。

(2)掌握运用行列式的性质进行计算的方法。 (3)掌握特征分解、奇异值分解的应用。 三、问题 1.引导性提问 引导性提问需要教师根据教材内容和学生实际水平,提出问题,启发引导学生去解决问题,提问,从而达到理解、掌握知识,发展各种能力和提高思想觉悟的目的。 (1)线性代数的知识主要有哪些? (2)线性代数与大数据有哪些联系? 2.探究性问题 探究性问题需要教师深入钻研教材的基础上精心设计,提问的角度或者在引导性提问的基础上,从重点、难点问题切入,进行插入式提问。或者是对引导式提问中尚未涉及但在课文中又是重要的问题加以设问。 (1)行列式与矩阵有什么联系? (2)向量与矩阵有什么联系? 3.拓展性问题 拓展性问题需要教师深刻理解教材的意义,学生的学习动态后,根据学生学习层次,提出切实可行的关乎实际的可操作问题。亦可以提供拓展资料供学生研习探讨,完成拓展性问题。 (1)除本章的知识点外,特征分解在大数据方面的具体应用有哪些? (2)除本章的知识点外,奇异值分解在大数据方面的具体应用有哪些? 四、主要知识点、重点与难点

剪力墙如何根据SATWE计算结果配筋

剪力墙如何根据SATWE计算结果配筋 | 假设此楼层为构造边缘构件,剪力墙厚度为200, 剪力墙显示“0”是指边缘构件不需要配筋且不考虑构造配筋(此时按照高规表7.2.16来配),当墙柱长小于3倍的墙厚或一字型墙截面高度不大于800mm时,按柱配筋,此时表示柱对称配筋计算的单边的钢筋面积。 水平钢筋:H0.8是指Swh范围内的水平分布筋面积(cm2),Swh范围指的就是Satwe 参数中的墙水平分布筋间距,是指的双侧的,先换算成1米内的配筋值,再来配,比如你输入的间距是200 mm ,计算结果是H0.8,那就用0.8*100(乘以100是为了把cm2转换为mm2)*1000/200=400mm2 再除以2 就是200mm2 再查板配筋表就可以了所以配8@200面积250>200 满足要求了!(剪力墙厚度为200,直径8间距200 配筋率 =2*50.24/(200*200)=0.25%,最小配筋率为排数*钢筋面积/墙厚度*钢筋间距)。 竖向钢筋:计算过程1000X200X0.25%=500mm2,同样是指双侧,除以2就是250mm2,Φ8@200(面积251mm2)足够。 Satwe参数中的竖向配筋率是可根据工程需要调整的,当边缘构件配筋过大时,可提高竖向配筋率。 剪力墙边缘构件中的纵向钢筋间距应该和箍筋(拉筋)的选用综合考虑 一般情况下,墙的钢筋为构造钢筋,不过在屋面层短墙在大偏心受压下有时配筋很大墙竖向分布筋配筋率0.3%进行计算是不对的。应该填0.25%(或者0.20%)。如果填了0.3%,实际配了0.25%,则造成边缘构件主筋配筋偏小。墙竖向分布筋按你输入配筋率,水平配筋按你输入的钢筋间距根据计算结果选筋。 规范规定的:剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级时均不应小于0.25%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%,此处的“配筋率”为水平截面全截面的配筋率,以200mm厚剪力墙为例,每米的配筋面积为:0.25% x 200 x 1000 = 500mm2,双排筋,再除以2,每侧配筋面积为250mm2,查配筋表,φ8@200配筋面积为251mm2,刚好满足配筋率要求。 至于边缘构件配筋,一般是看SATWE计算结果里面的第三项:“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘构件简图”一项里面的“边缘构件”,按此配筋,如果出现异常配筋,比如配筋率过大的情况,就用第十五项:“剪力墙组合配筋修改及验算”一项进行组合墙配筋计算,

矩阵的基本运算

矩阵的基本运算 (摘自:华东师范大学数学系;https://www.360docs.net/doc/028039394.html,/)§3.1 加和减 §3.2矩阵乘法 §3.2.1 矩阵的普通乘法 §3.2.2 矩阵的Kronecker乘法 §3.3 矩阵除法 §3.4矩阵乘方 §3.5 矩阵的超越函数 §3.6数组运算 §3.6.1数组的加和减 §3.6.2数组的乘和除 §3.6.3 数组乘方 §3.7 矩阵函数 §3.7.1三角分解 §3.7.2正交变换 §3.7.3奇异值分解 §3.7.4 特征值分解 §3.7.5秩 §3.1 加和减

如矩阵A和B的维数相同,则A+B与A-B表示矩阵A与B的和与差.如果矩阵A和B的维数不匹配,Matlab会给出相应的错误提示信息.如: A= B= 1 2 3 1 4 7 4 5 6 2 5 8 7 8 0 3 6 0 C =A+B返回: C = 2 6 10 6 10 14 10 14 0 如果运算对象是个标量(即1×1矩阵),可和其它矩阵进行加减运算.例如: x= -1 y=x-1= -2 0 -1 2 1 §3.2矩阵乘法 Matlab中的矩阵乘法有通常意义上的矩阵乘法,也有Kronecker乘法,以下分别介绍. §3.2.1 矩阵的普通乘法 矩阵乘法用“ * ”符号表示,当A矩阵列数与B矩阵的行数相等时,二者可以进行乘法运算,否则是错误的.计算方法和线性代数中所介绍的完全相同. 如:A=[1 2 ; 3 4]; B=[5 6 ; 7 8]; C=A*B, 结果为 C=×==

即Matlab返回: C = 19 22 43 50 如果A或B是标量,则A*B返回标量A(或B)乘上矩阵B(或A)的每一个元素所得的矩阵. §3.2.2 矩阵的Kronecker乘法 对n×m阶矩阵A和p×q阶矩阵B,A和B的Kronecher乘法运算可定义为: 由上面的式子可以看出,Kronecker乘积A B表示矩阵A的所有元素与 B之间的乘积组合而成的较大的矩阵,B A则完全类似.A B和B A均为np ×mq矩阵,但一般情况下A B B A.和普通矩阵的乘法不同,Kronecker乘 法并不要求两个被乘矩阵满足任何维数匹配方面的要求.Kronecker乘法的Matlab命令为C=kron(A,B),例如给定两个矩阵A和B: A= B= 则由以下命令可以求出A和B的Kronecker乘积C: A=[1 2; 3 4]; B=[1 3 2; 2 4 6]; C=kron(A,B) C = 1 3 2 2 6 4 2 4 6 4 8 12 3 9 6 4 12 8

PKPM v3.1.6版本 结构 第八层2#号《 边缘构件手工结果校核 》

设计人员问题,为什么构造边缘构件的配筋率与手工验算不符? 刘孝国答复 第八层边缘构件信息校核如下:(为什么手算与电算不符) 底下这个边缘构件两墙肢信息输入如下: SATWE结果输入图形文件如下:

水平墙肢计算内力及配筋设计过程:

竖向墙肢计算内力及配筋设计过程:

查看边缘构件结果如下:

具体详细的核算过程: 由于属于四级构造边缘构件,按照高规7.2.16的要求构造配筋率应该为0.004Ac和4Φ12的大值(如果是底部加强部位墙体,应该为0.005Ac和4Φ12的大值).由于该墙肢不属于底部加强部位,应该取值0.004Ac和4Φ12的大值,但是由于在计算的时候勾选了按照“7.2.16-4的构造边缘构件的较高要求执行”,因此,两个墙肢的约束边缘构件结果应该为0.004Ac和4Φ12的大值。

两个边缘构件有重叠部分,应该考虑重叠部分的作用,考虑细部的计算结果调整如下: 由于水平向墙体实际为200*750,按照两个边缘构件长度为200*400,两个边缘构件组成的墙体长度为800,则按照全截面构造配筋为:800.(直径根数与配筋率取大,按照配筋率面积为:0.005*2*200*400=800cm2,按照直径根数控制的面积为:452,取值大800); 竖向墙体为200*1700,边缘构件的面积为:200*400,其配筋面积为直径根数数与配筋率取大,则竖向那个墙体的其中一个边缘构件的配筋为:452cm2(直径根数与配筋率取大,按照配筋率面积为:0.005**200*400=400,按照直径根数的控制面积为:452,取值大452).

大数据CPDA考试模拟样题—数据分析算法与模型

考试模拟样题—数据分析算法与模型 一.计算题 (共4题,100.0分) 1.下面是7个地区2000年的人均国内生产总值(GDP)和人均消费水平的统计数据: 一元线性回归.xlsx 一元线性回归预测.xlsx 要求:(1)绘制散点图,并计算相关系数,说明二者之间的关系; (2)人均GDP作自变量,人均消费水平作因变量,利用最小二乘法求出估计的回归方程,并解释回归系数的实际意义; (3)计算判定系数,并解释其意义; (4)检验回归方程线性关系的显著性(a=0.05); (5)如果某地区的人均GDP为5000元,预测其人均消费水平; (6)求人均GDP为5000元时,人均消费水平95%的置信区间和预测区间。(所有结果均保留三位小数) 正确答案: (1)以人均GDP为x,人均消费水平为y绘制散点图,如下:

用相关系数矩阵分析可求得相关系数为0.9981。从图和相关系数都可以看出人均消费水平和人均国内生产总值(GDP)有比较强的正相关关系。 (2)以人均GDP作自变量,人均消费水平作因变量,做线性回归分析,得到回归方程如下: y = 0.3087x + 734.6928 回归系数0.3087表示人均GDP每增加一个单位,人均消费水平大致增加0.3087个单位,人均GDP对人均消费水平的影响是正向的,人均GDP越高人均消费水平也越高。 (3)判定系数R方为0.9963,说明模型拟合效果很好。 (4)T检验和F检验的P值都小于0.05,线性关系显著。 (5)做预测分析可得,如果某地区的人均GDP为5000元,则其人均消费水平为2278.1066元。 (6)人均GDP为5000元时,由预测分析的结果可知,人均消费水平95%的置信区间为[1990.7491,2565.4640],预测区间为 [1580.4632,2975.7500]。 2.根据以下给出的数据进行分析,本次给出鸢尾花数据,其中包含萼片长、萼片宽、花瓣长、花瓣宽、以及花的类型数据,请根据以下问题进行回答。(本

矩阵指数函数的性质与计算

矩阵指数函数的性质与计算PROPERTIES AND CALCULATION OF MATRIX EXPONENTIAL FUNCTION 指导教师: 申请学位级别:学士 论文提交日期:2014年6月 8日

摘要 矩阵函数是矩阵理论的重要组成部分,而矩阵函数中的一个最重要的函数就是矩阵指数函数,它广泛地应用于自控理论和微分方程。本文深入浅出地介绍了矩阵指数函数,并进一步探讨如何借助矩阵指数函数分析相关问题。文章以齐次线性微分方程组求解基解矩阵为出发点引出矩阵指数函数的概念,证明求解矩阵指数函数就是求解齐次线性微分方程组的基解矩阵,然后得到矩阵指数函数的一些基本性质。本文的重点是讨论矩阵指数函数的五种计算方法。其中,前三种方法广泛适用于各种矩阵,虽然计算过程复杂程度不同,但都需要计算矩阵特征值,如遇高阶矩阵或复特征值,则特征值的计算会变得异常麻烦。后两种方法较特殊,虽然缺乏普适性,只能计算特殊矩阵的指数函数,但却避过了特征值计算,简化了运算过程。最后,本文具体阐述矩阵指数函数在微分方程求解中的应用。 关键词:矩阵指数函数;Jordon 标准形;微分方程组

ABSTRACT Matrix function is an important part of the matrix theory. And among the matrix function, there is a special and important function that is matrix exponential function. It has been widely used in automatic control theory and differential equations. This paper introduces profound theories on matrix exponential function in simple language, furthermore, it explores how to use matrix exponential function analysis related issues. Through the basic solution matrix of homogeneous linear differential equations, this paper draws out the concept of matrix exponential function. In this part, the author proves that solving matrix exponential function is to solve the basic solution matrix of the homogeneous linear differential equations. Then, some basic properties of matrix exponential function can be derived. The focus of this paper is on the discussion of five kinds of calculation on matrix exponential function. The first three methods can be applied to general cases. Although each method is different, in complexity, all of them need to compute the matrix eigenvalues. The calculation on high-order matrix or complex eigenvalues will be in trouble frequently. The latter two methods is more special for they can only calculate special matrix exponential function. These methods simplify the operation process instead of calculating eigenvalues, but their shortcomings are obvious. At the final part of this paper, the article expounds the application of

约束边缘构件

1::关于约束边缘沿构件的长度lc是设计图籍的规定详见03G101-1 P49页(附图1),具体数值和抗震等级有关。具体的含义其实就是在这个LC长度范围内钢筋配筋的增加 2:bw表示剪力墙的厚度,bf表示二相交剪力墙的另一边墙的厚度,hc和bc分别为约束边缘端柱的截面高度和宽度尺寸。 这些符号详见附图2 举报

6.4.1抗震墙的厚度,一、二级不应小于160MM且不应小于层高的1/20,三、四级不应小于140MM且不应小于层高的1/25。底部加强部位的墙厚,一、二级不宜小于200MM且不宜小于层高的1/16;无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。 6.4.2抗震墙厚度大于140MM时,竖向和横向分布钢筋应双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600MM,直径不应小于6MM;在底部加强部位,边缘构件以外的拉筋间距应适当加密。 6.4.3 抗震墙竖向、横向分布钢筋的配筋,应符合下列要求: 1 一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%;四级抗震墙小应小于0.20%;钢筋最大间距不应大于300MM,最小直径不应小于8MM。 2 部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位,纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0. 3%,钢筋间距不应大于200MM。 6.4.4抗震墙竖向、横向分布钢筋的钢筋直径不宜大于墙厚的1/10。 6.4.5一级和二级抗震墙,底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比,一级(9度)时不宜超过0.4,一级(8度)时不宜超过0.5,二级不宜超过0.6。 6.4.6抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列要求: 1抗震墙结构,一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按本章第6.4.7条设置约束边缘构件,但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于表6.4.6的规定值时可按本章第6.4.8条设置构造边缘构件。 2部分框支抗震墙结构,一、二级落地抗震墙底部加强部位及相邻的上一层的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱,洞口两侧应设置约束边缘构件;不落地抗震墙应在底部加强部位及相邻的上一层的墙肢两端设置约束边缘构件。 3一、二级抗震墙的其他部位和三、四级抗震墙,均应按本章6.4.8条设置构造边缘构件。

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