x=zeros(n,1); x(n)=b(n)/A(n,n); for k=n-1:-1:1 x(k)=(b(k)-A(k,k+1:n)*x(k+1:n))/A(k,k); end
时间: 2024-05-21 07:17:10 浏览: 11
这段代码是用 MATLAB 实现的高斯-约旦消元法求解线性方程组 Ax=b,其中 A 是一个 n×n 的矩阵,b 是一个 n 维列向量,x 是一个 n 维列向量。
具体地,代码中的第一行定义了一个 n 维列向量 x,并将其所有元素初始化为 0。接着,第二行将 x 的最后一个元素赋值为 b(n)/A(n,n)。这是因为在高斯-约旦消元中,我们需要先将矩阵 A 化为上三角矩阵,然后再通过回代求解出 x 的值。而这个过程的第一步就是将 A 矩阵进行消元,使得 A 的左下角元素都为 0。因此,我们需要从最后一个方程开始,依次向上求解出每一个未知数的取值。
接着,代码中的第三行到第四行实现了回代过程。其中,第三行中的 k=n-1:-1:1 表示我们从倒数第二个方程开始向上求解,直到第一个方程。在每一次迭代中,我们首先计算出当前方程的解 x(k),然后用它来更新下一个方程的 b 值,最终得到整个线性方程组的解 x。
需要注意的是,这段代码实现了一种特殊的高斯-约旦消元算法,即部分主元消元法。在每次消元时,我们会选择该行中绝对值最大的元素作为主元,以避免出现数值不稳定的情况。
相关问题
function X=upsub(A,b) n=length(b); X=zeros(n,1); X(1)=b(1)/A(1,1); for k=2:n X(k)=(b(k)-(A(k,1i:k-1)*X(1:k-1)))/A(k,k); end
这是一个上三角矩阵求解线性方程组的函数,输入为一个上三角矩阵A和右端向量b,输出为解向量X。
具体来讲,该函数使用了回带法(back-substitution)求解线性方程组。回带法是一种从后往前逐步求解未知数的方法,它利用矩阵的上三角性质,从最后一行开始,依次求解每个未知数。具体过程如下:
1. 对于上三角矩阵A,最后一行方程为:a_nn * x_n = b_n,解出x_n = b_n / a_nn。
2. 对于第k-1行方程,已知x_k ~ x_n的值,方程为:a_k-1,k-1 * x_k-1 + ... + a_k-1,n * x_n = b_k-1。
将已知的x_k ~ x_n代入方程中,整理得到:a_k-1,k-1 * x_k-1 = b_k-1 - (a_k-1,k * x_k + ... + a_k-1,n * x_n)。
解出x_k-1 = (b_k-1 - (a_k-1,k * x_k + ... + a_k-1,n * x_n)) / a_k-1,k-1。
3. 重复步骤2,直到求解出x_1为止。
上述过程就是回带法的求解过程,该函数的代码实现了该过程,并将解向量X保存在一个长度为n的列向量中。
A=[1,2,-2;1,1,1;2,2,1]; b=[5;1;3]; n=3; x0=[0;0;0]; tol=1e-5; N=200; x=jacobi_fun(A,b,n,x0,tol,N); function x=jacobi_fun(A,b,n,x0,tol,N) x=zeros(n,1); k=0; while k<N for i=1:n x(i)=(b(i)-A(i,[1:i-1,i+1:n])*x0([1:i-1,i+1:n]))/A(i,i); end if norm(x-x0,inf)>=tol break; end x0=x; k=k+1; disp(['when k=',num2str(k)]) disp('x='); disp(x); end if k==N disp('迭代次数已达上限!迭代可能不收敛') end disp(['迭代次数 k=',numstr(k)]) end
以下是修改后的代码:
```
A = [1,2,-2;1,1,1;2,2,1];
b = [5;1;3];
n = 3;
x0 = [0;0;0];
tol = 1e-5;
N = 200;
x = jacobi_fun(A, b, n, x0, tol, N);
function x = jacobi_fun(A, b, n, x0, tol, N)
x = zeros(n, 1);
k = 0;
while k < N
for i = 1:n
x(i) = (b(i) - A(i, [1:i-1,i+1:n]) * x0([1:i-1,i+1:n])) / A(i, i);
end
if norm(x - x0, inf) < tol
break;
end
x0 = x;
k = k + 1;
disp(['when k=', num2str(k)])
disp('x=');
disp(x);
end
if k == N
disp('迭代次数已达上限!迭代可能不收敛')
end
disp(['迭代次数 k=', num2str(k)])
end
```
主要的修改点如下:
1. 在 if 语句中,将不等号的判断条件由 `>=` 改为 `<`,这是因为当两个向量的无穷范数小于迭代精度时才应该跳出循环,而不是大于等于迭代精度时才跳出循环。
2. 在最后一个 disp 语句中,将 `numstr` 改为 `num2str`,这是因为 `numstr` 不是 MATLAB 中的内置函数。
其他代码没有需要修改的地方,可以直接运行。
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