在Excel中,可用MINVERSE求方阵逆矩阵(需行列式非零),用MMULT计算矩阵乘积(要求第一矩阵列数等于第二矩阵行数),二者组合可解线性方程组AX=B,并通过MMULT验证逆矩阵是否正确。

如何在 Excel 中使用 MINVERSE 和 MMULT 函数  第1张

如果您需要在 Excel 中执行矩阵的逆运算和矩阵乘法运算,则可以使用 MINVERSE 和 MMULT 函数。以下是具体操作步骤:

一、使用 MINVERSE 计算矩阵的逆矩阵

MINVERSE 函数用于返回一个数组的逆矩阵,该数组必须是方阵(行数与列数相等),且其行列式不为零。若输入区域不满足条件,函数将返回错误值。

1、选中与原始矩阵大小相同的空白区域(例如,原始矩阵为 3×3,则需选中 3 行 3 列的空白单元格)。

2、在编辑栏中输入公式:=MINVERSE(A1:C3),其中 A1:C3 是待求逆的方阵区域。

3、按 Ctrl+Shift+Enter 组合键完成数组公式的输入(Excel 旧版本必须如此;Excel 365 或 Excel 2021 可直接按 Enter,但需确保目标区域未被其他内容占用)。

二、使用 MMULT 计算两个矩阵的乘积

MMULT 函数用于计算两个数组的矩阵乘积,要求第一个数组的列数等于第二个数组的行数。结果矩阵的行数等于第一个数组的行数,列数等于第二个数组的列数。

1、选中用于输出结果的空白区域,其尺寸应为:第一矩阵行数 × 第二矩阵列数(例如,A1:B3 为 3×2 矩阵,D1:F2 为 2×3 矩阵,则结果为 3×3,需预先选中 3 行 3 列区域)。

2、在编辑栏中输入公式:=MMULT(A1:B3,D1:F2),其中 A1:B3 和 D1:F2 分别为参与乘法的两个矩阵区域。

3、按 Ctrl+Shift+Enter 组合键确认(同 MINVERSE 要求)。

三、组合使用 MINVERSE 和 MMULT 求解线性方程组 AX = B

当需要求解形如 AX = B 的矩阵方程时,可先用 MINVERSE 求得 A⁻¹,再用 MMULT 计算 A⁻¹B,从而得到解向量 X。

1、确保系数矩阵 A 为可逆方阵,并在空白区域(如 E1:G3)用 MINVERSE 得到其逆矩阵:=MINVERSE(A1:C3),按 Ctrl+Shift+Enter 输入。

2、选中与 B 向量行数相同、列数为 1 的空白列区域(如 I1:I3)。

3、输入公式:=MMULT(E1:G3,D1:D3),其中 E1:G3 是 A⁻¹ 区域,D1:D3 是常数向量 B 区域。

4、按 Ctrl+Shift+Enter 完成计算。

四、验证逆矩阵是否正确

可通过将原矩阵与其逆矩阵相乘,检查结果是否为单位矩阵(主对角线为 1,其余为 0)。若结果存在明显偏差,说明原矩阵可能接近奇异或存在数值误差。

1、选中与原矩阵等大的空白区域(如 K1:M3)。

2、输入公式:=MMULT(A1:C3,E1:G3),其中 A1:C3 是原矩阵,E1:G3 是其逆矩阵。

3、按 Ctrl+Shift+Enter 执行计算。

4、观察结果:K1、L2、M3 单元格应近似为 1,其余非对角线单元格应近似为 0(允许浮点误差,如 ±1E-16)。

五、处理常见错误值

MINVERSE 和 MMULT 均易返回 #VALUE! 或 #NUM! 错误。#VALUE! 通常因区域尺寸不匹配或含非数值内容导致;#NUM! 表示矩阵不可逆(如行列式为零)或输入非方阵。

1、检查输入区域是否全部为数字,无空单元格、文本或错误值。

2、对 MINVERSE,确认输入区域为方阵(如 4×4),并用 MDETERM 函数验证行列式:=MDETERM(A1:D4),结果非零方可求逆。

3、对 MMULT,确认第一个数组列数等于第二个数组行数,例如 5×3 矩阵只能左乘 3×n 矩阵。