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02-矩阵消元

时间:2019-10-18 20:12:28      阅读:49      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

本博客是学习MIT-线性代数笔记,Gilbert Strang大神讲的通俗易懂,感兴趣的可以观看视频

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一、消元

 现在我们有一个方程组,如何求解呢?消元法是个不错的方法:

$\begin{array}{c}{x+2 y+z=2} \\ {3 x+8 y+z=12} \\ {4 y+z=2}\end{array}$

 我们用矩阵形式来表示上面的方程组:

$A=\left|\begin{array}{lll}{1} & {2} & {1} \\ {3} & {8} & {1} \\ {0} & {4} & {1}\end{array}\right|$

$b=\left|\begin{array}{c}{2} \\ {12} \\ {2}\end{array}\right|$

$x=\left|\begin{array}{l}{x} \\ {y} \\ {z}\end{array}\right|$

 要求解方程组,也就是我们需要获取一个向量$x$,使得:

$Ax=b$

 

 如何进行消元呢? 消元的目的就是把矩阵$A$变成上三角矩阵$U$

$A=\left|\begin{array}{lll}{1} & {2} & {1} \\ {3} & {8} & {1} \\ {0} & {4} & {1}\end{array}\right|$ ===》(第二行减去第一行乘以3)$\left|\begin{array}{lll}{1} & {2} & {1} \\ {0} & {2} & {-2} \\ {0} & {4} & {1}\end{array}\right|$ ===》(第三行减去第二行乘以2)$U=\left|\begin{array}{ccc}{1} & {2} & {1} \\ {0} & {2} & {-2} \\ {0} & {0} & {5}\end{array}\right|$

注意:这里的1,2,5是主元,消元的过程中主元不能是0

 对向量$b$执行相同的操作:

$b=\left|\begin{array}{c}{2} \\ {12} \\ {2}\end{array}\right|$ ===》(第二行减去第一行乘以3)$\left|\begin{array}{c}{2} \\ {6} \\ {2}\end{array}\right|$ ===》(第三行减去第二行乘以2)$c=\left|\begin{array}{c}{2} \\ {6} \\ {-10}\end{array}\right|$

经过消元,其实我们获得下面的方程组

$\begin{aligned} x+2 y+z &=2 \\ 2 y-2 z &=6 \\ 5 z &=-10 \end{aligned}$

 然后回代:

$5z=-10$,所以$z=-2$,从而求得$x=\left|\begin{array}{c}{2} \\ {1} \\ {-2}\end{array}\right|$

02-矩阵消元

原文:https://www.cnblogs.com/always-fight/p/11063058.html

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