高斯分解法的步骤

91次

问题描述:

高斯分解法的步骤急求答案,帮忙回答下

最佳答案

推荐答案

高斯消去法,又称高斯消元法,实际上就是我们俗称的加减消元法。

数学上,高斯消去法或称高斯-约当消去法,由高斯和约当得名(很多人将高斯消去作为完整的高斯-约当消去的前半部分),它是线性代数中的一个算法,用于决定线性方程组的解,决定矩阵的秩,以及决定可逆方矩阵的逆。当用于一个矩阵时,高斯消去产生“行消去梯形形式”。一个二元一次方程组,设法对每个等式进行变形,使两个等式中的同一个未知数的系数相等,这两个等式相减,得到一个新的等式,在这个新的等式中,系数相等的未知数就被除去了(系数为0)。 同样的也适合多元多次方程组。高斯消元是求解线性方程组的重要方法,在OI中有广泛的应用。本文就来讨论这个方法。 什么是线性方程组?含m个方程和n个未知量的方程组定义为 a(11)x(1)+a(12)x(2)+...+a(1n)x(n)=b(1) a(21)x(1)+a(22)x(2)+...+a(2n)x(n)=b(2) ... a(m1)x(1)+a(m2)x(2)+...+a(mn)x(n)=b(m) 这个方程组称为m*n线性方程组,其中a(ij)和b(i)为实数,括号中为下标。 这个方程组有多种表示方法。例如,我们知道m*n矩阵(用大写字母表示)是一个m行n列的数阵,n维向量(用加粗的小写字母表示)是n个数的数组,也就是一个n*1矩阵(列向量。我们不考虑行向量)。另外,大家也都知道矩阵乘法。因此一个m*n线性方程组可以表示为 Ax=b,其中A是由系数aij组成的m*n矩阵即系数矩阵,x是n维的未知数向量,b是m维的结果向量。如果把向量b写到A的右边得到m*(n+1)的矩阵,得到的新矩阵称为这个方程组的增广矩阵。每一个方程组均对应于一个增广矩阵。

其他答案

高斯分解法(Gauss Decomposition Method)是一种用于解线性方程组的数值方法,其主要步骤如下:

1. 初始化:给定一个线性方程组Ax=b,其中A是方阵。

2. 计算系数矩阵A的LU分解:

- LU分解是将一个矩阵分解为一个下三角矩阵L和一个上三角矩阵U的乘积,满足A = LU。

- 使用高斯消元法或其他类似的算法求解L和U。

3. 用LU分解求解线性方程组:

- 对于给定的b向量,使用前向替换(forward substitution)求解y = L^-1b。

- 使用后向替换(backward substitution)求解x = U^-1y。

4. 计算结果:得到的x向量就是线性方程组的解。

其他答案

高斯分解法的具体步骤如下:

(1)将系数矩阵A以及常数向量B组成增广矩阵[AB]。

(2)利用初等行变换将增广矩阵[AB]化为行阶梯矩阵[UC],其中U为简化阶梯形矩阵,C为增广矩阵的最右一列。

(3)从最后一行开始向上,采用回带法求得$n-1$个未知数的值,直至求得所有未知数的值。

从最后一行开始,求解最后一个未知数$x_n$:

$x_n = \\frac{b_n}{a_{nn}}$

对于$i=n-1,n-2,...,1$,求解$x_i$:

$x_i = \\frac{1}{a_{ii}}[b_i-\\sum_{j=i+1}^na_{ij}x_j]$

至此,线性方程组的解就求得了。

为你推荐