20×20 的Hilbert矩阵

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[color=rgba(6, 8, 31, 0.88)]计算一个 [color=rgba(6, 8, 31, 0.88)]20×2020×20[color=rgba(6, 8, 31, 0.88)] 的[color=rgba(6, 8, 31, 0.88)]Hilbert矩阵[color=rgba(6, 8, 31, 0.88)]的行列式
8 }1 |8 h5 `1 |4 O上述代码用于计算一个 \(20 \times 20\) 的**Hilbert矩阵**的行列式，并测量这一计算所需的时间。让我们逐步分析这段代码：

' Z0 J9 K9 G; m, L) y# d* q# B! T### 代码分解
1. **tic**：
6 o' I4 z. j1 z, |0 j; p* ]   - `tic` 是 MATLAB 中的一个函数，用于开始计时。它会记录当前时间，以便随后使用 `toc` 计算经过的时间。
6 H- c& e$ i, \7 L6 T- l7 Q3 e
. B4 I# \! x9 G2. **A = sym(hilb(20));**：
   - `hilb(20)` 创建一个 \(20 \times 20\) 的 Hilbert 矩阵。Hilbert 矩阵是一种特殊的正定矩阵，其元素是由 \(1/(i + j - 1)\) 构成的，其中 \(i\) 和 \(j\) 是行和列的索引。举例来说，Hilbert 矩阵的形式如下：
     \[
$ k8 y% i( o0 D& w9 Q     H_{ij} = \frac{1}{i + j - 1}
     \]
0 G' v: k8 B/ g- h( t, }   - `sym(...)` 是 MATLAB 中的一个函数，将输入转换为符号矩阵。这意味着矩阵的元素以符号形式表达，而不是数值形式。这对于数学计算、符号计算或需要提高计算精度的应用非常有用。
2 Z" J* L1 e7 m$ m! d   - 最终的 `A` 将是一个 \(20 \times 20\) 的符号 Hilbert 矩阵。

# g" \- {" T4 O2 n0 u# [3. **det(A)**：
5 H9 ^/ p/ U. N   - `det(A)` 计算矩阵 \(A\) 的行列式。行列式是一个标量值，可以提供有关矩阵性质的信息，例如其可逆性（如果行列式为零，矩阵不可逆）和几何意义（如体积缩放因子）。
   - 在此情况下，即便矩阵具有符号形式 `sym`，`det` 仍然可以计算其行列式。
4 `3 \' K5 I7 ]0 g: B: r
4. **toc**：
   - `toc` 记录自 `tic` 开始以来的时间，并输出计算所耗费的时间。这让用户了解执行 `det(A)` 操作所需的总时间。
7 O" }% d4 d9 l1 ?2 I
" B0 \$ B; _6 p  _3 |: b& u### 总体功能
# T: G# G" ~( `! z9 N1 [/ y8 _! u, }此代码片段的整体目的是计算一个 \(20 \times 20\) 的 **符号 Hilbert 矩阵**的行列式，并测量和输出此计算的耗时。这在数值分析、线性代数以及相关领域中是一个很常见的操作，因其涉及到高维矩阵的特性与计算效率。


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