数值分析-第二章-线性方程组求解(直接求解一)

 

1.Cramer法则:

                          

 其中D是系数矩阵A对应的行列式,D1是用1,2代替第一列的数值,D2是用1,2代替第二列的数值。

特点:计算逻辑简单,计算量大。只能计算系数矩阵A是方阵的函数,并且A的行列式不能为0.

2.Gauss消元法(初等行变换)

特点:系数行列式值不变,顺序主子式的值不变。因此,使用该方法的条件是:系数矩阵A的 各阶顺序主子式不为零。

缺点:当aii=0,就不能求解;在消元过程中,时,舍入误差扩散,导致误差过大

 3.Gauss主元素法

 列主消元法:【每一次消元,都把aii最大的行作为基础】

特点:能够降低计算误差,不改变矩阵的列位置

4.全主消元法:

 列主消元法实在红色框内寻找最大值,并且调整行的位置。

全主消元法则是在绿色框内寻找最大值,这将伴随解位置的变化【如,原本x3的系数在第三列,调整之后,就在第二列了,最后的解位置也需要随之调整】。

特点:相比于列主消元法,从未消部分中,寻找最大值,列位置变化(解的位置变化)

5.Gauss-Jordan消元法【方阵求逆】

特点:能够直接得出解,省去带入过程,计算量与消元法计算量相当。

6.矩阵的LU分解:

补充:初等矩阵左乘矩阵A,相当于矩阵A的行变换,如下式所示。

变换后行列式的值不变,顺序主子式的值不变。

 第一次:行变换

第k次:行变换

 

 如何确定初等矩阵的元素值:

L的第一列元素确定公式:

LU消元法:实则是消元法的乘法形式,也是进行初等航变换,化解成上三角或下三角矩阵

  •  Doolittle分解:L为单位下三角矩阵(对角元素为1)

 

 计算过程:

  • Crount分解:U为单位上三角矩阵

计算过程:

  

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