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反向Gauss消元及方阵的UL分解

2016-09-22孔美婷傅守忠

肇庆学院学报 2016年2期

孔美婷,傅守忠

(肇庆学院 数学与统计学院,广东 肇庆 526061)

反向Gauss消元及方阵的UL分解

孔美婷,傅守忠

(肇庆学院 数学与统计学院,广东 肇庆526061)

讨论了求解线性方程组的反向Gauss消元法.首先将方程组变成等价的下三角方程组,再通过代入求解出方程组的解;此外,讨论了与此对应的UL分解及其计算方法.

线性方程组;反向Gauss消元;矩阵;UL分解

0 引言

在日常生活和科学研究中,有许多问题需要通过求解线性方程组予以解决.在计算方法中,求解线性方程组常用的直接方法是Gauss消元法.该方法通过消元(即对增广矩阵进行初等行变换)将方程组化成等价的上三角方程组,再通过回代进行求解.由于矩阵的初等行变换相当于左乘初等矩阵,因此可将Gauss消元法的消元过程看作将系数矩阵做了LU分解(即一个下三角矩阵L乘以一个上三角矩阵U)后,再左乘下三角矩阵的逆矩阵而得[1-3].

在手工模拟Gauss消元法计算时,常会遇到上三角部分数字绝对值较大,而下三角部分数字绝对值较小的情形.此时大数字要参与多次运算,计算很不方便.本文模仿Gauss消元法给出一种反向消元法,即将方程组消元为一个下三角方程组再代入求解.它也相当于将系数矩阵分解为一个上三角矩阵U乘以一个下三角矩阵L.

1 反向Gauss消元法

设有线性方程组Ax=b,其中

若设ann≠0,依次将增广矩阵第n行的-ain/ann倍加到第i行(i=n-1,…,1),则方程组的增广矩阵变为

然后,自上而下代入即可求得方程组的解

2 方阵的UL分解

根据线性代……

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