2008 Metody obliczeniowe 13 D 2008 11 28 20 56 53

background image

Rozwiązywanie układów równań liniowych

Metody ścisłe:

ƒ

metoda eliminacji częściowej (Gaussa)

ƒ

metoda eliminacji zupełnej (Jordana)

ƒ

metody macierzowe (wzory Cramera, macierz odwrotna)

ƒ

komendy w Maple’u: solve i LinearSolve

background image

Sformułowanie zagadnienia

b

x

A

=

=

=

=

n

n

nn

n

n

n

n

b

b

b

x

x

x

a

a

a

a

a

a

a

a

a

2

1

2

1

2

1

2

22

21

1

12

11

b

x

A

n

n

nn

n

n

n

n

n

n

n

n

b

x

a

x

a

x

a

b

x

a

x

a

x

a

b

x

a

x

a

x

a

b

x

a

x

a

x

a

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

2

2

1

1

3

3

2

32

1

31

2

2

2

22

1

21

1

1

2

12

1

11

0

)

det(

:

A

Z

background image

Idea metody eliminacji Gaussa

b

x

A

=

c

x

T

=

=

nn

n

n

t

t

t

t

t

t

0

0

0

2

22

1

12

11

T

- macierz trójkątna górna

=

n

n

nn

n

n

c

c

c

x

x

x

t

t

t

t

t

t

2

1

2

1

2

22

1

12

11

0

0

0

=

n

x

x

x

2

1

x

n

n

nn

n

n

n

n

c

x

t

c

x

t

x

t

c

x

t

x

t

x

t

=

=

+

+

=

+

+

+

2

2

2

22

1

1

2

12

1

11

background image

Metoda eliminacji Gaussa – eliminacja pierwsza

(0)

1

(0)

11

,

( ) (1),

2..

=

i

a

i

i

n

a

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

1

12

2

13

3

1

1

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

21

1

22

2

23

3

2

2

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

31

1

32

2

33

3

3

3

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

1

1

2

2

3

3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=


n

n

n

n

n

n

n

n

n

nn

n

n

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

a x

b

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

1

12

2

13

3

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

2

23 3

2

2

(1)

(1)

(1)

(1)

32

2

33

3

3

3

(1)

(1)

(1)

(1)

2 2

3 3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=


n

n

n n

n

n

n

n

nn

n

n

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

b

(0)

(1)

(0)

(0)

1

1

(0)

11

(0)

(1)

(0)

(0)

1

1

(0)

11

=

=



i

ij

ij

j

i

i

i

a

a

a

a

a

a

b

b

b

a

2,3..

1,2..

=
=

i

n

j

n

background image

Metoda eliminacji Gaussa – eliminacja druga

(1)

2

(1)

22

,

( ) (2),

3..

=

i

a

i

i

n

a

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

1

12

2

13

3

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

2

23 3

2

2

(2)

(2)

(2)

33

3

3

3

(2)

(2)

(2)

3

3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

=

+

+

=


n

n

n n

n

n

n

nn

n

n

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

a x

a x

b

n

a x

a x

b

(1)

(2)

(1)

(1)

2

2

(1)

22

(1)

(2)

(1)

(1)

2

2

(1)

22

=

=



i

ij

ij

j

i

i

i

a

a

a

a

a

a

b

b

b

a

3,4..

2,3..

=
=

i

n

j

n

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

1

12

2

13

3

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

2

23 3

2

2

(1)

(1)

(1)

(1)

32

2

33

3

3

3

(1)

(1)

(1)

(1)

2 2

3 3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=


n

n

n n

n

n

n

n

nn

n

n

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

b

background image

Metoda eliminacji Gaussa – finał

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

12

13

1, 1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

23

2, 1

2

(2)

(2)

(2)

33

3, 1

3

(

2)

(

2)

1, 1

1,

(

1)

0
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

= 

T

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

nn

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

(0)

1

(1)

2

(2)

3

(

2)

1

(

1)

= 

c

n

n

n

n

b

b

b

b

b

c

x

T

=

k – numer eliminacji
i – numer wiersza
j – numer kolumny

(

1)

,

( )

(

1)

(

1)

,

(

1)

,

(

1)

,

( )

(

1)

(

1)

(

1)

,

=

=

k

i k

k

k

k

i j

i j

k j

k

k k

k

i k

k

k

k

i

i

k

k

k k

a

a

a

a

a

a

b

b

b

a

1,2,...,

1

1...

...

=

= +

=

k

n

i k

n

j k n

background image

Wyznaczanie współrzędnych wektora niewiadomych x

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

1

11

12

13

1,

1

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

(1)

2

22

23

2,

1

2

2

(2)

(2)

(2)

(

3

33

3, 1

3

3

(

2)

(

2)

1

1, 1

1,

(

1)

0
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

nn

x

a

a

a

a

a

b

x

a

a

a

a

b

x

a

a

a

b

x

a

a

x

a

2)

(

2)

1

(

1)

n

n

n

n

b

b

( 1)

( 1)

( 1)

( 1)

( 1)

, 1

1

, 1

1

...

+

+

+

+ +

+

=

i

i

i

i

i

ii

i

i i

i

i n

n

in

n

i

a

x

a

x

a

x

a

x

b

( 1)

( 1)

( 1)

1

= +

+

=

n

i

i

i

ii

i

ij

j

i

j i

a

x

a

x

b

( 1)

( 1)

( 1)

1

1

,

,

1, ...1

= +

=

=

n

i

i

i

i

ij

j

i

j i

ii

x

b

a

x

i n n

a

background image

Przykład liczbowy

=

70

83

19

20

3

4

2

40

3

3

4

20

3

2

1

x

x

x

=

812

49977

20

1717

3

2

1

812

16659

20

31

5

203

19

0

0

0

3

4

20

x

x

x

=

3

2

1

x

background image

Idea metody eliminacji zupełnej (Jordana)

b

x

A

=

c

x

I

=

=

1

0

0

0

1

0

0

0

1

I

- macierz jednostkowa

=

n

n

c

c

c

x

x

x

2

1

2

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

c

x

=

=

n

n

c

c

c

x

x

x

2

1

2

1

background image

Metoda eliminacji Jordana – eliminacja pierwsza

(0)

1

( ) (1),

2..

=

i

a

i

i

n

(0)

11

a

÷

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

11

1

12

2

13

3

1

1

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

21

1

22

2

23

3

2

2

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

31

1

32

2

33

3

3

3

(0)

(0)

(0)

(0)

(0)

1

1

2

2

3

3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=


n

n

n

n

n

n

n

n

n

nn

n

n

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

a x

b

(1)

(1)

(1)

(1)

1

12

2

13

3

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

2

23 3

2

2

(1)

(1)

(1)

(1)

32

2

33

3

3

3

(1)

(1)

(1)

(1)

2 2

3 3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=


n

n

n n

n

n

n

n

nn

n

n

x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

b

background image

Metoda eliminacji Jordana – eliminacja druga

(1)

2

( ) (2),

1,3..

=

i

a

i

i

n

(1)

22

a

÷

(1)

(1)

(1)

(1)

1

12

2

13

3

1

1

(1)

(1)

(1)

(1)

22

2

23 3

2

2

(1)

(1)

(1)

(1)

32

2

33

3

3

3

(1)

(1)

(1)

(1)

2 2

3 3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=


n

n

n n

n

n

n

n

nn

n

n

x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

b

(2)

(2)

(2)

1

13

3

1

1

(2)

(2)

(2)

2

23

3

2

2

(2)

(2)

(2)

33

3

3

3

(2)

(2)

(2)

3

3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

=

+

+

=


n

n

n

n

n

n

n

nn

n

n

x

a x

a x

b

x

a x

a x

b

a x

a x

b

n

a x

a x

b

background image

(2)

(2)

(2)

1

13

3

1

1

(2)

(2)

(2)

2

23

3

2

2

(2)

(2)

(2)

33

3

3

3

(2)

(2)

(2)

3

3

(1)

(2)

(3)

( )

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

=

+

+

=


n

n

n

n

n

n

n

nn

n

n

x

a x

a x

b

x

a x

a x

b

a x

a x

b

n

a x

a x

b

(2)

3

( ) (3),

1,2,4..

=

i

a

i

i

n

(2)

33

a

÷

(3)

(3)

(3)

(3)

1

14

4

15

5

1

1

(3)

(3)

(3)

3)

2

24

4

25

5

2

2

(3)

(3)

(3)

(3)

3

34

4

35

5

3

3

(3)

(3)

(3)

(3)

44

4

45

5

4

4

(3)

(3)

(3)

(3)

4

4

5

5

(1)

(2)

(3)

(4)

( )

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=




n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

nn

n

n

x

a x

a x

a x

b

x

a x

a x

a x

b

x

a x

a x

a x

b

a x

a x

a x

b

n

a x

a x

a x

b

Metoda eliminacji Jordana – eliminacja trzecia

background image

Metoda eliminacji Jordana – finał

( )

1

1

( )

2

2

( )

3

3

( )

(1)

(2)

(3)

( )

=
=
=

=

n

n

n

n

n

n

x

b

x

b

x

b

n

x

b

background image

=

70

83

19

20

3

4

2

40

3

3

4

20

3

2

1

x

x

x

=

3

2

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

3

2

1

x

x

x

=

3

2

1

x

Przykład liczbowy

background image

Wzory Cramera (metoda wyznaczników)

b

x

A

=

n

j

W

W

x

j

j

..

1

,

=

=

n

j

a

a

b

a

a

a

a

b

a

a

W

W

n

j

n

j

n

n

j

j

j

..

1

,

,

1

1

,

1

1

,

1

1

1

1

,

1

1

1

,

1

11

=

=

=

+

+

A

− wzory Cramera

b

A

x

1

=

A

-1

− macierz odwrotna

Metoda macierz odwrotnej

background image

Komendy w Maple’u: solve i LinearSolve

> solve({r||(1..n)},{seq(x[i],i=1..n)});

> with(LinearAlgebra):

> LinearSolve(A,b);


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2008 Metody obliczeniowe 12 D 2008 11 28 20 53 30
2008 Metody obliczeniowe 10 D 2008 11 28 20 51 40
Św Augustyn Wyznania (tłum i wstęp Z Kubiak) Księga X 1 23, XI 1 20, 28 31, XII 1 13, XIII 1 11, 2
2008 Metody obliczeniowe 06 D 2008 10 22 20 13 23
2008 Metody obliczeniowe 08 D 2008 11 11 21 31 58
2008 Metody obliczeniowe 09 D 2008 11 11 21 32 51
2008 Metody obliczeniowe 07 D 2008 10 29 19 28 1
2008 Metody obliczeniowe 02 D 2008 10 1 21 28 5
2008 Metody obliczeniowe 08 D 2008 11 11 21 31 58
2008 01 22 20 11 mapa fizyczna europy A4
fluoromethcathinone a new substance of abuse forensic sci intl 185 10 20 2009 j forsciint 2008 11 01

więcej podobnych podstron