第4章 线性方程组直接解法
一、考核知识点:
简单消元法,主元消元法(列主元消元法),紧凑格式法,矩阵的三角分解。
二、考核要求:
1.了解简单消元法、主元消元法、紧凑格式的基本思想和使用条件
2.掌握矩阵的三角分解(Doolittle分解,Crout分解,LDU分解)
3.熟练掌握用列主元消元法和紧凑格式求解线性方程组的方法。
三、重、难点分析
例1 用列主元消元法的方程组
注意:每次消元时主元的选取是各列中系数最大的。
解 第1列主元为3,交换第1、2方程位置后消元得,
第2列主,元为交换第2、3方程位置后消元得
回代解得
例2.将矩阵A进行三角分解(Doolittle分解,Crout分解,LDU分解)
其中
说明:一般进行矩阵的三角分解采用紧凑格式。即应用矩阵乘法和矩阵相等原则进行矩阵的三角分解(或代入公式求得相应元素)。在分解时注意矩阵乘法、矩阵求逆等代数运算。
解:
则矩阵的Doolittle分解为
因为对角阵,则
所以矩阵的LDU分解为
矩阵的Crout分解为
例3 用紧凑格式求解方程组
注意:消元过程是解方程组,和回代过程是解方程组。
解:(1)将矩阵进行三角分解,由上例得:
矩阵的三角分解为
(2)解方程组
(3)解方程组
所以