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R – Matrices

septiembre 29, 2021

Las matrices son los objetos R en los que los elementos están dispuestos en un diseño rectangular bidimensional. Contienen elementos de los mismos tipos atómicos. Aunque podemos crear una matriz que contenga solo caracteres o solo valores lógicos, no son de mucha utilidad. Usamos matrices que contienen elementos numéricos para ser usados ​​en cálculos matemáticos.

Se crea una matriz utilizando el matriz() función.

Sintaxis

La sintaxis básica para crear una matriz en R es:

matrix(data, nrow, ncol, byrow, dimnames)

A continuación se muestra la descripción de los parámetros utilizados:

  • datos es el vector de entrada que se convierte en los elementos de datos de la matriz.

  • nrow es el número de filas que se crearán.

  • ncol es el número de columnas que se crearán.

  • byrow es una pista lógica. Si es TRUE, los elementos del vector de entrada se organizan por filas.

  • dimname son los nombres asignados a las filas y columnas.

Ejemplo

Cree una matriz tomando un vector de números como entrada.

# Elements are arranged sequentially by row.
M <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE)
print(M)

# Elements are arranged sequentially by column.
N <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = FALSE)
print(N)

# Define the column and row names.
rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
colnames = c("col1", "col2", "col3")

P <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE, dimnames = list(rownames, colnames))
print(P)

Cuando ejecutamos el código anterior, produce el siguiente resultado:

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    4    5
[2,]    6    7    8
[3,]    9   10   11
[4,]   12   13   14
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    7   11
[2,]    4    8   12
[3,]    5    9   13
[4,]    6   10   14
     col1 col2 col3
row1    3    4    5
row2    6    7    8
row3    9   10   11
row4   12   13   14

Acceder a elementos de una matriz

Se puede acceder a los elementos de una matriz utilizando el índice de fila y columna del elemento. Consideramos la matriz P anterior para encontrar los elementos específicos a continuación.

# Define the column and row names.
rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
colnames = c("col1", "col2", "col3")

# Create the matrix.
P <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE, dimnames = list(rownames, colnames))

# Access the element at 3rd column and 1st row.
print(P[1,3])

# Access the element at 2nd column and 4th row.
print(P[4,2])

# Access only the  2nd row.
print(P[2,])

# Access only the 3rd column.
print(P[,3])

Cuando ejecutamos el código anterior, produce el siguiente resultado:

[1] 5
[1] 13
col1 col2 col3 
   6    7    8 
row1 row2 row3 row4 
   5    8   11   14 

Cálculos matriciales

Se realizan varias operaciones matemáticas en las matrices utilizando los operadores R. El resultado de la operación también es una matriz.

Las dimensiones (número de filas y columnas) deben ser las mismas para las matrices involucradas en la operación.

Suma y resta de matrices

# Create two 2x3 matrices.
matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow = 2)
print(matrix1)

matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow = 2)
print(matrix2)

# Add the matrices.
result <- matrix1 + matrix2
cat("Result of addition","n")
print(result)

# Subtract the matrices
result <- matrix1 - matrix2
cat("Result of subtraction","n")
print(result)

Cuando ejecutamos el código anterior, produce el siguiente resultado:

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3   -1    2
[2,]    9    4    6
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5    0    3
[2,]    2    9    4
Result of addition 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    8   -1    5
[2,]   11   13   10
Result of subtraction 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]   -2   -1   -1
[2,]    7   -5    2

Multiplicación y división de matrices

# Create two 2x3 matrices.
matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow = 2)
print(matrix1)

matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow = 2)
print(matrix2)

# Multiply the matrices.
result <- matrix1 * matrix2
cat("Result of multiplication","n")
print(result)

# Divide the matrices
result <- matrix1 / matrix2
cat("Result of division","n")
print(result)

Cuando ejecutamos el código anterior, produce el siguiente resultado:

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3   -1    2
[2,]    9    4    6
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5    0    3
[2,]    2    9    4
Result of multiplication 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]   15    0    6
[2,]   18   36   24
Result of division 
     [,1]      [,2]      [,3]
[1,]  0.6      -Inf 0.6666667
[2,]  4.5 0.4444444 1.5000000
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