第三講 高斯消元法

2022-07-01 04:39:10 字數 1434 閱讀 5539

gauss消元法的步驟:

(1) 若方程組的第乙個主元位置為\(0\)則交換方程以得到第乙個主元 ;

(2) 用第乙個方程的倍數消去第乙個主元下方所有係數;

(3) 確定第二個主元,繼續以上消元過程;

(4) 最後得到含乙個未知量的方程,回代得方程組的解.。

\(n\)個方程有\(n\)個主元\(\leftrightarrow\)方程組有唯一解。

消元中止\(\rightarrow\)方程組無解或有無窮多解(即出現\(0 = c \neq 0\)或\(0 = 0\)).

解:

現在有矩陣\(a\)

\[\begin

1 & 2 & 1 \\

3 & 8 & 1 \\

0 & 4 & 1

\end

\]需要將其變換為階梯形矩陣\(u\)。

首先,第二行減去第一行的三倍。

\[\begin

1 & 0 & 0 \\

-3 & 1 & 0 \\

0 & 0 & 1

\end

\begin

1 & 2 & 1 \\

3 & 8 & 1 \\

0 & 4 & 1

\end

=\begin

1 & 2 & 1 \\

0 & 2 & -2 \\

0 & 4 & 1

\end

\]記左側矩陣為\(e_\)

然後,第三行減去第二行的兩倍。

\[\begin

1 & 0 & 0 \\

0 & 1 & 0 \\

0 & -2 & 1

\end

\begin

1 & 2 & 1 \\

0 & 2 & -2 \\

0 & 4 & 1

\end

=\begin

1 & 2 & 1 \\

0 & 2 & -2 \\

0 & 0 & 5

\end

\]記左側矩陣為\(e_\)

因此,整個變換過程為\(e_(e_a) = (e_e_)a = u\)

置換矩陣(交換第一行和第二行):

\[\begin

0 & 1 \\

1 & 0

\end

\begin

a & b \\

c & d

\end

=\begin

c & d \\

a & b

\end

\]注:若對列進行變換,則將變換矩陣放在右邊。「左行右列」

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