【線性代數】 矩陣消元


符號說明:  A      矩陣 

       U      行階梯形矩陣

          R      行最簡形矩陣

消元(elimination)

示例:

 

 對應矩陣:

 

 首先消除第二行主元[1]:

 

 

  第三行主元[1]已被消除,無需消元
  接下來,消除第三行主元[2]
  

 

引入向量b(增廣矩陣)進行消元,步驟與上面一致:

 

   最終消元結果為:

 

 

 注:主元必須不為零,但如果0占據了主元位置,則需要交換行使主元不為0,前提需要主元所在下行位置不能為0。如果主元為0,且無法與下行交換使之不為0,則矩陣不可逆,即消元失效。

回代(back substitution)

將以上消元的結果代入方程組:

 

 得到

消元矩陣

根據:

 

 

 

 得:

 

 

 

 

矩陣運算: E32(E21A)=U

 

 

置換矩陣(permutation matrix)

行交換:

左乘交換了相應行的單位矩陣

列交換:

右乘交換了相應列的單位矩陣

 


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