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MedCalc

Matrici

Che cosa sono le matrici?

Una matrice è una tabella rettangolare di numeri reali e/o complessi disposti in righe e colonne. Una matrice r × c ha r righe e c colonne. I numeri interi r e c sono le dimensioni della matrice. I singoli termini della matrice sono gli elementi. L'elemento situato nella riga r e nella colonna c è indicato con er,c.

In letteratura le matrici sono generalmente indicate con una lettera maiuscola in grassetto, ad es. A.

Una matrice r × 1 è detta matrice colonna, e una matrice 1 × c è una matrice riga. Una matrice 1 × 1 è detta scalare. Una matrice con una sola riga o una sola colonna è talvolta detta vettore.

Una matrice con lo stesso numero di righe e di colonne è detta matrice quadrata.

Una matrice identità o matrice unità è una matrice quadrata in cui tutti gli elementi della diagonale principale sono uguali a uno e tutti gli altri elementi sono uguali a zero. Moltiplicando una matrice data per una matrice identità, la matrice data rimane invariata.

Una matrice nulla è una matrice in cui tutti gli elementi sono uguali a zero.

Una matrice diagonale è una matrice quadrata in cui tutti gli elementi che non si trovano sulla diagonale principale sono uguali a zero.

Per distinguere le matrici che contengono numeri reali da quelle che contengono numeri complessi si usano i termini matrice reale e matrice complessa.

Nel foglio di lavoro di MedCalc una matrice è rappresentata in una singola cella come un elenco di valori tra parentesi graffe, in cui i valori della stessa riga sono separati da una virgola (o dal separatore di elenco delle tue impostazioni internazionali) e le righe sono separate da una barra verticale. Ad esempio, la rappresentazione testuale della matrice

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è {5,6|7,8}.

Per le matrici di grandi dimensioni, quando non tutti i valori possono essere visualizzati in una singola cella, i valori che non possono essere visualizzati sono rappresentati con 3 puntini. Ad esempio, la matrice identità con 12 righe e 12 colonne viene rappresentata testualmente come segue:

{1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0| 0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0| 0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0| 0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0| 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0| 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0| 0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0| 0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0| 0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0| 0,0,0,0,0,0,0,…}

Creare una matrice a partire dai dati

Per creare una matrice a partire da dati esistenti, usa l'operatore { } come segue:

Creare una matrice a partire da variabili del foglio di lavoro

{elenco di variabili} restituisce una matrice che contiene i dati di tutti i casi del foglio di lavoro per più variabili. Il numero di colonne è il numero di variabili dell'elenco e il numero di righe è il numero di casi.

Se var1, var2 e var3 sono variabili del foglio di lavoro, {var1,var2,var3} restituisce una matrice n × 3 in cui n, il numero di righe della matrice, è il numero totale di casi che non hanno dati mancanti per var1, var2 o var3.

La matrice risultante può contenere dati mancanti. Per rimuovere le colonne vuote e le righe con dati mancanti, usa la funzione CLEAN.

Creare una matrice a partire da un intervallo del foglio di lavoro

{intervallo} crea una matrice che contiene tutti i dati dell'intervallo del foglio di lavoro specificato. L'intervallo di dati può contenere dati mancanti.

{a1:b20} crea una matrice 20 × 2 che contiene i dati delle celle da A1 a B20 del foglio di lavoro.

Creare una matrice a partire da un elenco di dati

{v11, v12, … | v21, v22, …} restituisce una matrice che contiene i dati elencati nell'elenco degli argomenti. Gli elementi della stessa riga sono separati da una virgola (o dal separatore di elenco delle tue impostazioni internazionali) e le righe sono separate da una barra verticale | (per comodità puoi usare anche ! o \ come separatore di riga: MedCalc lo convertirà automaticamente in |).

La matrice può contenere dati mancanti. Le voci dell'elenco di dati possono essere numeri o riferimenti di cella.

{5,6|7,8} crea la seguente matrice 2 × 2:

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{5,6|7,8,9} crea la seguente matrice 2 × 3:

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Per indicare una riga vuota, usa due barre verticali |  | separate da uno spazio, ad es. {5,6|  |7,8,9}

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Poiché la lunghezza del testo in una cella di MedCalc è limitata a circa 250 caratteri, questo metodo non consente di creare matrici di grandi dimensioni.

Operazioni matematiche di base

Inversione del segno
−AUn segno meno posto davanti a una matrice inverte il segno di ciascun elemento.
Moltiplicazione o divisione di una matrice per un numero reale
A * rogni elemento della matrice A viene moltiplicato per il numero reale r
A / rogni elemento della matrice A viene diviso per il numero reale r
Addizione o sottrazione di un numero reale a una matrice
A + ril numero reale r viene sommato a ogni elemento della matrice A
A − ril numero reale r viene sottratto da ogni elemento della matrice A
Addizione o sottrazione di matrici
A + BGli elementi corrispondenti delle due matrici vengono sommati. Le matrici devono avere le stesse dimensioni (*)
A − BGli elementi corrispondenti delle due matrici vengono sottratti. Le matrici devono avere le stesse dimensioni (*)
Moltiplicazione elemento per elemento
A &* BGli elementi corrispondenti delle due matrici vengono moltiplicati. Le matrici devono avere le stesse dimensioni (*)
Divisione elemento per elemento
A &/ BTutti gli elementi della matrice A vengono divisi per gli elementi corrispondenti della matrice B. Le matrici devono avere le stesse dimensioni (*)
Moltiplicazione di matrici
A * B Se A è una matrice n × m e B è una matrice m × p, A*B è una matrice n × p in cui l'elemento della riga i e della colonna j è uguale a
$$ (\mathbf{A}\mathbf{B})_{ij} = \sum_{k=1}^m A_{ik}B_{kj} $$
La moltiplicazione di matrici richiede che il numero di colonne della prima matrice sia uguale al numero di righe della seconda matrice
Divisione di matrici
A / BLa matrice A viene moltiplicata per l'inversa della matrice B

(*) se una delle matrici è una matrice m × n e l'altra è un vettore colonna m × 1, gli elementi del vettore colonna vengono sommati (rispettivamente sottratti, moltiplicati, divisi) agli elementi corrispondenti di ciascuna colonna della matrice m × n. Se una delle matrici è una matrice m × n e l'altra è un vettore riga 1 × n, gli elementi del vettore riga vengono sommati (rispettivamente sottratti, moltiplicati, divisi) agli elementi corrispondenti di ciascuna riga della matrice m × n.

Accedere a singoli elementi, righe o colonne

Puoi accedere a singoli elementi, righe o colonne con la funzione INDEX.

Ad esempio, se la cella A1 contiene la matrice {4,5,6|7,8,9}, allora

INDEX(A1,2,2) restituisce 8

INDEX(A1,0,2) restituisce la matrice colonna {5|8}, la 2a colonna della matrice in A1

INDEX(A1,2,0) restituisce la matrice riga {7,8,9}, la 2a riga della matrice in A1

In alternativa, puoi usare la sintassi seguente: A1[r,c]

A1[2,2] restituisce 8 (nel foglio di lavoro devi far precedere questa formula dal segno =, perché la formula inizia con un indirizzo di cella).

Funzioni matriciali

MedCalc offre un gran numero di funzioni per creare matrici, rimuovere e aggiungere colonne e righe, determinare le proprietà delle matrici, eseguire operazioni e trasformazioni matriciali e risolvere equazioni lineari.

Vedi Funzioni matriciali.

Funzioni matematiche sulle matrici

Le seguenti funzioni accettano come argomento una matrice o un intervallo di dati e, in tal caso, restituiscono una matrice come risultato.

Quando una funzione matematica viene applicata a una matrice, la funzione viene applicata a tutti i suoi singoli elementi.

Funzioni matematiche:

Abs, Log, Ln, Exp, Pow10, Sqrt, Square, Int, Rand, Sign, Odd, Abs, Trunc, Ceil, Floor,

Logit, Alogit,

Erf, Erfc

Fact, Gamma, GammaLN

Funzioni trigonometriche:

Sin, Cos, Tan, Asin, Acos, Atan, SinH, CosH, TanH, AsinH, AcosH, AtanH, Radians, Degrees

Sinintegral, Cosintegral,

Per le funzioni che richiedono 2 argomenti (come Power, Mod, Round, RandNorm, Atan2), quando entrambi gli argomenti sono matrici, queste devono avere lo stesso numero di righe e di colonne.

Power, Mod, RandNorm, Round, Atan2,

Beta,

BesselJ, BesselI, BesselY, BesselK

Funzioni statistiche sulle matrici

Quando una delle seguenti funzioni statistiche del foglio di lavoro viene applicata a una matrice, restituisce un vettore riga che contiene la statistica dei dati di ciascuna colonna corrispondente della matrice.

Le seguenti funzioni possono essere utilizzate su matrici reali:

AVEDEV, AVERAGE, COEFVAR, COUNT, COUNTNEG, COUNTPOS, GEOMEAN, HARMEAN, MAX, MEDIAN, MIN, PERCENTILE, PERCRANK, SEM, STDEV, SUM, SUMNEG, SUMPOS, SUMSQ, TESTNORM, TrimMean, TrimMeanSEM, TrimMeanLOW, TrimMeanHIGH, VAR

Le seguenti funzioni possono essere utilizzate su matrici che contengono numeri complessi:

AVERAGE, COUNT, SUM

Funzioni dei test statistici sulle matrici

Le funzioni dei test statistici richiedono che i gradi di libertà siano numeri interi; i valori del test possono essere matrici.

ChiDist, ChiInv, FDist, FInv, NormsDist, NormsInv, TDist, TInv

Vedi anche