使用追赶法求解下列线性方程组的解 0.5 0.25 0 0 0.35 0.8 0.4 0 0 0.25 1 0.5 0 0 1 -2 * x1 x2 x3 x4 = 10.2 -6.16 5.6 2.9 写出计算过程以及答案
时间: 2024-12-22 16:25:25 浏览: 5
追赶法,又称为高斯消元法(Gaussian Elimination),是一种常用的线性代数求解线性方程组的方法。对于给定的线性系统:
```
0.5x1 + 0.25x2 = 10.2 (1)
0.35x1 + 0.8x2 + 0.4x3 = -6.16 (2)
0x1 + 0.25x2 + x3 + 0.5x4 = 5.6 (3)
0x1 + 0x2 + x3 - 2x4 = 2.9 (4)
```
我们首先将矩阵表示出来,并通过一系列的行变换将其转化为阶梯形或简化行阶梯形形式。然后利用回代法求解未知数。
**步骤1**: 将系数矩阵和常数向量组合成增广矩阵:
```
[ 0.5 0.25 | 10.2 ]
[ 0.35 0.8 | -6.16]
[ 0 0.25 | 5.6 ]
[ 0 0 | 2.9 ]
```
**步骤2**: 初始阶段,我们可以看到第一列已经消除了非零元素,所以不需要操作。我们将关注后面的列。
**步骤3**: 对第二行进行操作,消除x1的影响,得到新的增广矩阵:
```
[ 0.5 0.25 | 10.2 ]
[ 0 0.8 -0.35| -16.36]
[ 0 0.25 | 5.6 ]
[ 0 0 | 2.9 ]
```
(第三行乘以0.35并加到第二行)
**步骤4**: 第三行与第二行交换位置,因为现在的第二行比第三行更有用:
```
[ 0.5 0.25 | 10.2 ]
[ 0 0.25 | 5.6 ]
[ 0 0.8 -0.35| -16.36]
[ 0 0 | 2.9 ]
```
(第三行减去第四行的0.8倍)
**步骤5**: 对第三行继续处理,消除x2的影响:
```
[ 0.5 0.25 | 10.2 ]
[ 0 0.25 | 5.6 ]
[ 0 0 | -17.72]
[ 0 0 | 2.9 ]
```
(第三行乘以-1并加到第四行)
**步骤6**: 回代求解:
- 从最后一行开始,x4 = 2.9 / (-17.72) ≈ -0.16
- 将x4的值带入第四行解得x3 = 5.6 - 0.25 * (-0.16) ≈ 5.7
- 再次用x3替换掉第三行的x3,解得x2 = (16.36 + 0.35 * 5.7) / 0.8 ≈ -5.2
- 最后用x2和x3的值更新第一行的x1 = (10.2 - 0.25 * -5.2) / 0.5 ≈ 16.6
所以最终的解为:
x1 ≈ 16.6
x2 ≈ -5.2
x3 ≈ 5.7
x4 ≈ -0.16
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