1.转置运算

对于矩阵A，函数t(A)表示矩阵A的转置，如：

> A=matrix(1:6,nrow=2);

> A;

[,1] [,2] [,3]

[1,]    1    3    5

[2,]    2    4    6

> t(A);

[,1] [,2]

[1,]    1    2

[2,]    3    4

[3,]    5    6

2.求方阵的行列式

函数det()是求矩阵行列式的值，如

> det(matrix(1:4,ncol=2));

[1] -2

3.向量的内积

对于n维向量x，可以看成nxl阶矩阵或lxn阶矩阵。若x与y是相同

维数的向量，则x%*%Y表示x与y作内积.例如，

>x=1:5; Y=2*1:5

>x%*%y

[，1]

[1，]110

函数crossprod()是内积运算函数(表示交叉乘积)，crossprod(x,y)计算向量x与y的内积，即t(x) %*% y'。crossprod(x)表示x与x的内积.

类似地，tcrossprod(x,y)表示’x%*%t(Y)’，即x与y的外积，也称为叉积。tcrossprod(x)表示x与x作外积.如：

> x=1:5; y=2*1:5;

> crossprod(x);

[,1]

[1,]   55

> crossprod(x,y);

[,1]

[1,]  110

> tcrossprod(x);

[,1] [,2] [,3] [,4] [,5]

[1,]    1    2    3    4    5

[2,]    2    4    6    8   10

[3,]    3    6    9   12   15

[4,]    4    8   12   16   20

[5,]    5   10   15   20   25

> tcrossprod(x,y);

[,1] [,2] [,3] [,4] [,5]

[1,]    2    4    6    8   10

[2,]    4    8   12   16   20

[3,]    6   12   18   24   30

[4,]    8   16   24   32   40

[5,]   10   20   30   40   50

4.向量的外积(叉积)

设x和y是n维向量，则x%o%y表示x与y作外积.例如

> x%o%y;

[,1] [,2] [,3] [,4] [,5]

[1,]    2    4    6    8   10

[2,]    4    8   12   16   20

[3,]    6   12   18   24   30

[4,]    8   16   24   32   40

[5,]   10   20   30   40   50

outer()是更为强大的外积运算函数，outer(x,y)计算向量二与y的外积，它等价于x %o%y

函数。outer()的一般调用格式为

outer(x，y，fun=”*”)

其中x, y矩阵(或向量)，fun是作外积运算函数，缺省值为乘法运算。函数outer()在绘制三维曲面时非常有用，它可生成一个x和y的网格。

5.矩阵的乘法

设A和B为两个矩阵，通常意义下的矩阵乘法是通过A%*%B来完成，crossprod(A,B)表示的是

t(A)%*%B，而tcrossprod(A,B)表示的是A%*%t(B)。最后我们通过运算知道x%*%A%*%x为二次型。

例子：

> A=array(1:9,dim=(c(3,3)))

> B=array(9:1,dim=(c(3,3)))

> A%*%B;

[,1] [,2] [,3]

[1,]   90   54   18

[2,]  114   69   24

[3,]  138   84   30

> crossprod(A,B)==t(A)%*%B;

[,1] [,2] [,3]

[1,] TRUE TRUE TRUE

[2,] TRUE TRUE TRUE

[3,] TRUE TRUE TRUE

> tcrossprod(A,B)==A%*%t(B);

[,1] [,2] [,3]

[1,] TRUE TRUE TRUE

[2,] TRUE TRUE TRUE

[3,] TRUE TRUE TRUE

6.生成对角阵和矩阵取对角运算

函数diag()依赖于它的变量，当v是一个向量时，diag(v)表示以v的元素为对角线元素的对角阵.当M是一个矩阵时，则diag(M)表示的是取M对角线上的元素的向量.如

> v=c(1,4,5);

> diag(v);

[,1] [,2] [,3]

[1,]    1    0    0

[2,]    0    4    0

[3,]    0    0    5

> M=array(1:9,dim=c(3,3));

> diag(M);

[1] 1 5 9

7.解线性方程组和求矩阵的逆矩阵

若求解线性方程组Ax=b，其命令形式为solve(A,b)，求矩阵A的逆，其命令形式为solve(A).设矩阵A=t(array(c(1:8,10),dim=c(3,3))),b

> A=t(array(c(1:8,10),dim=c(3,3)));

> b=c(1,1,1);

> x=solve(A,b);

> x;

[1] -1.000000e+00  1.000000e+00  3.806634e-16

> solve(A);

[,1]      [,2] [,3]

[1,] -0.6666667 -1.333333    1

[2,] -0.6666667  3.666667   -2

[3,]  1.0000000 -2.000000    1

8.求矩阵的特征值与特征向量

函数eigen(Sm)是求对称矩阵Sm的特征值与特征向量，其命令形式为:ev=eigen(Sm),则ev存放着对称矩阵Sm特征值和特征向量，是由列表形式给出的，其中ev$values是Sm的特征值构成的向量，ev$vectors是Sm的特征向量构成的矩阵.如

> Sm=crossprod(A,A);

> ev=eigen(Sm);

> ev;

$values

[1] 303.19533618   0.76590739   0.03875643

$vectors

[,1]         [,2]       [,3]

[1,] -0.4646675  0.833286355  0.2995295

[2,] -0.5537546 -0.009499485 -0.8326258

[3,] -0.6909703 -0.552759994  0.4658502