高斯消去法的應用

2022-12-28 11:27:03 字數 1071 閱讀 3235

1. 問題背景

在很多任務程問題的時候,可能有很多的變數,建立了線性方程組。對於線性方程組的求解,人工計算很廢時間,也很廢力氣。但是我們可以採用高斯消去法很好的來完成這種運算。

2. 數學模型

設n個未知數的線性方程組為:

3. 演算法及流程

高斯消去法的流程:

通過初等行變化的係數矩陣變位上三角矩陣。如下式:

然後通過回代法求解

高斯消去法的基本思想就是:用矩陣的初等行變換將係數矩陣a化為具有簡單形式的矩陣(如上三角矩陣,單位矩陣等)而三角形方程組是很容易回代求解的。

matlab的程式為:

a=input('請輸入線性方程組的係數矩陣a=');

b=input('請輸入線性方程組右邊的值b=');

a=[a b];

x=;n=length(a)-1;

for k=1:n

fori=k+1:n

c=a(i,k)/a(k,k);

for j=k:n+1

a(i,j)=a(i,j)-c*a(k,j);

endend

endfori=n:-1:1

s=0;

ifi==n

x(i)=(a(n,n+1)-s)/a(n,n);

else

for j=n:-1:i

s=s+a(i,j)*x(j);

endx(i)=(a(i,n+1)-s)/a(i,i);

endendax

4. 計算結果及分析

請輸入線性方程組的係數矩陣a=[2 2 3;4 7 7;-2 4 5]

請輸入線性方程組右邊的值b=[6; 2; -14]

a = 2 2 3 6

0 3 1 -10

0 0 6 12

x = 4 -4 2

通過輸入線性方程組的係數矩陣和右邊的數值一列。通過程式的運算,其中包括了消元和回代兩個過程,最終得計算結果。編寫的程式是合理的,採用此種方法可以計算線性方程組,但是變數非常多線性方程組,輸入資料難,而且計算次數太多,效率不是很高。

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