A[4][4] = {{1,2,3,6}, {2,4,1,6}, {3,2,-1,3},{2,0,1,3}}实现Gram-Schmit正交化对矩阵进行QR分解得出答案
时间: 2024-12-15 11:15:39 浏览: 10
对于给定的矩阵 `A`,我们首先将其转换为列向量形式,然后逐列进行 Gram-Schmidt 正交化。由于这个操作是针对列的,我们需要先创建一个向量数组 `basis` 来存储经过正交化的列向量,并初始化 R 部分的对角元素。
以下是针对 `A` 的具体步骤:
1. 将矩阵 `A` 转换为列向量数组 `basis`:
- 假设 `basis[0]` 对应于第一列,`basis[1]` 对应于第二列,依此类推。
- 对于每个列,创建一个新的向量并复制该列的数据。
2. 应用 Gram-Schmidt 正交化过程:
- 对于每列 `basis[i]`,从 `basis[0]` 到 `basis[i-1]` 中找到投影项并减去,然后规范化得到正交化的向量。
3. 维度检查:如果 m(行数)小于 n(列数),则在正交化最后一列之前,需要确认是否有足够的剩余列(即 m >= n)。如果没有,这表明 R 是满秩的,可以直接停止正交化。
4. 构建 R 部分:R 是一个 m x m 的上三角矩阵,对角元素对应于正交化列向量的最后一个坐标。
下面是伪代码(C语言风格,未包含完整的初始化、异常处理和打印部分):
```c
for (int k = 0; k < n; ++k) {
Vector* current_column = &basis[k]; // 当前列向量
for (int i = 0; i < k; ++i) {
// 减去前面正交化列的投影
double proj = dot_product(&basis[i], current_column);
current_column->data[k] -= proj * basis[i].data[k];
// 更新 R
basis[i].data[k] *= (n - k); // 根据 Gram-Schmidt 的性质更新 R
}
// 正规化当前列
normalize(current_column);
}
```
在这个例子中,`basis` 数组将会存储最终的正交列向量,而 R 可以通过 `basis[i].data[i]` 获取每一行的值。注意,这里的 R 实际上包含了原始数据乘以 (n-i),因为 Gram-Schmidt 的公式涉及到这部分。
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