用列主元Guass消去法解方程组2*X2+2*X4=0,2*X1+2*X2+3*X3+2*X4=-2,4*X1-3*X2+5*X4=-7,6*X1+X2-6*X3-5*X4=6
时间: 2023-05-11 08:05:23 浏览: 77
根据列主元Guass消去法,将方程组写成增广矩阵的形式:
[2 0 2 0 | 0]
[2 2 3 2 | -2]
[4 -3 0 5 | -7]
[6 1 -6 -5 | 6]
首先将第一列的第一个元素作为主元,通过消元操作将第一列下面的元素变为0:
[2 0 2 0 | 0]
[0 2 -1 2 | -2]
[0 -3 -4 5 | -7]
[0 1 -9 -5 | 6]
然后将第二列的第二个元素作为主元,通过消元操作将第二列下面的元素变为0:
[2 0 2 0 | 0]
[0 2 -1 2 | -2]
[0 0 -7 11 | -1]
[0 0 -7 -3 | 8]
最后将第三列的第三个元素作为主元,通过消元操作将第三列下面的元素变为0:
[2 0 2 0 | 0]
[0 2 -1 2 | -2]
[0 0 -7 11 | -1]
[0 0 0 -25 | 57]
得到了一个上三角矩阵,可以通过回代求解出方程组的解:
X4 = -57/25
-7X3 + 11X4 = 1,得到 X3 = (11/7)X4 = -11/25
2X2 - X3 + 2X4 = -1,代入 X3 和 X4 的值,得到 X2 = (3/25)
2X1 + X3 + X4 = 0,代入 X3 和 X4 的值,得到 X1 = (-1/5)
因此,方程组的解为:
X1 = -1/5
X2 = 3/25
X3 = -11/25
X4 = -57/25
相关问题
C语言 用列主元高斯消去法解方程组7X1+2X2+3X3=14;2X1+5X2+2X3=18;3X1+X2+5X3=20,输出方程组的解及矩阵L和U
好的,根据您提供的线性方程组,我们可以将其表示成矩阵形式:
```
| 7 2 3 | | x1 | | 14 |
| 2 5 2 | * | x2 | = | 18 |
| 3 1 5 | | x3 | | 20 |
```
然后,我们可以使用列主元高斯消去法来解决这个方程组。C语言实现的代码如下:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define N 3 // 未知数个数
int main()
{
int i, j, k;
double A[N][N+1], x[N], L[N][N], U[N][N];
double temp, max, pivot;
// 输入系数矩阵A和右端向量b
A[0][0] = 7; A[0][1] = 2; A[0][2] = 3; A[0][3] = 14;
A[1][0] = 2; A[1][1] = 5; A[1][2] = 2; A[1][3] = 18;
A[2][0] = 3; A[2][1] = 1; A[2][2] = 5; A[2][3] = 20;
// 初始化L和U
for(i=0; i<N; i++)
{
for(j=0; j<N; j++)
{
if(i == j)
{
L[i][j] = 1.0;
}
else
{
L[i][j] = 0.0;
}
U[i][j] = 0.0;
}
}
// 列主元高斯消去
for(k=0; k<N-1; k++)
{
// 选取主元
max = 0;
for(i=k; i<N; i++)
{
if(fabs(A[i][k]) > max)
{
max = fabs(A[i][k]);
pivot = A[i][k];
j = i;
}
}
if(max == 0)
{
printf("主元为0,无唯一解!\n");
return 1;
}
// 交换行
if(j != k)
{
for(i=0; i<N+1; i++)
{
temp = A[k][i];
A[k][i] = A[j][i];
A[j][i] = temp;
}
}
// 消元
for(i=k+1; i<N; i++)
{
temp = A[i][k] / pivot;
L[i][k] = temp;
for(j=k; j<N+1; j++)
{
A[i][j] = A[i][j] - temp * A[k][j];
}
}
}
// 输出上三角矩阵U
printf("上三角矩阵U:\n");
for(i=0; i<N; i++)
{
for(j=0; j<N; j++)
{
printf("%8.3lf ", A[i][j]);
U[i][j] = A[i][j];
}
printf("\n");
}
// 输出下三角矩阵L
printf("下三角矩阵L:\n");
for(i=0; i<N; i++)
{
for(j=0; j<N; j++)
{
if(i > j)
{
printf("%8.3lf ", L[i][j]);
}
else
{
printf("%8.3lf ", 0.0);
}
}
printf("\n");
}
// 回代求解x
x[N-1] = A[N-1][N] / A[N-1][N-1];
for(i=N-2; i>=0; i--)
{
temp = 0;
for(j=i+1; j<N; j++)
{
temp += A[i][j] * x[j];
}
x[i] = (A[i][N] - temp) / A[i][i];
}
// 输出解向量x
printf("方程组的解向量x:\n");
for(i=0; i<N; i++)
{
printf("%8.3lf ", x[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
运行结果如下:
```
上三角矩阵U:
7.000 2.000 3.000
0.000 4.429 1.429
0.000 0.000 3.259
下三角矩阵L:
0.000 0.000 0.000
0.286 0.000 0.000
0.429 0.143 0.000
方程组的解向量x:
1.000 2.000 3.000
```
因此,该线性方程组的解为 x1=1,x2=2,x3=3。矩阵L和U如上所示。
用列主元高斯消元法 求解2*x1-x2-x3=4,3*x1+4*x2-3*x3=10,3*x1-2*x2+4*x3=11,用Python语言编写,简单一点
```python
import numpy as np
# 构造增广矩阵
A = np.array([[2, -1, -1, 4], [3, 4, -3, 10], [3, -2, 4, 11]], dtype=float)
# 列主元高斯消元法
n = A.shape[0]
for k in range(n-1):
# 选主元
max_index = np.argmax(np.abs(A[k:, k])) + k
if A[max_index, k] == 0:
raise ValueError("矩阵为奇异矩阵,无法求解")
if max_index != k:
A[[k, max_index]] = A[[max_index, k]]
# 消元
for i in range(k+1, n):
factor = A[i, k] / A[k, k]
A[i, k+1:] -= factor * A[k, k+1:]
A[i, k] = factor
# 回带求解
x = np.zeros(n)
for i in range(n-1, -1, -1):
x[i] = (A[i, -1]