用Python,考虑线性方程组Ax=b,A是n阶矩阵,编制一个能自动选取主元,又能手动选取主元的求解线性代数方程组的 Gauss 消去过程,分别用顺序 Gauss 消元法和列主元 Gauss 消元法求解,

时间: 2024-02-11 07:05:03 浏览: 122
好的,我可以帮你介绍如何编写这个程序,以下是一个简单的实现: ```python import numpy as np def gauss(A, b, pivot_method='partial'): n = len(b) for k in range(n-1): if pivot_method == 'partial': # 部分选主元 i_max = np.argmax(abs(A[k:,k])) + k if A[i_max, k] == 0: raise ValueError("Matrix is singular.") A[[k, i_max]] = A[[i_max, k]] b[[k, i_max]] = b[[i_max, k]] elif pivot_method == 'manual': # 手动选主元 print("当前主元所在行:", k+1) print("当前矩阵A:\n", A) print("当前向量b:\n", b) max_val = abs(A[k][k]) for i in range(k+1, n): if abs(A[i][k]) > max_val: max_val = abs(A[i][k]) i_max = i if A[i_max, k] == 0: raise ValueError("Matrix is singular.") A[[k, i_max]] = A[[i_max, k]] b[[k, i_max]] = b[[i_max, k]] else: raise ValueError("Pivot method not implemented.") for i in range(k+1, n): factor = A[i][k] / A[k][k] A[i][k] = 0 for j in range(k+1, n): A[i][j] -= factor * A[k][j] b[i] -= factor * b[k] x = np.zeros(n) for k in range(n-1, -1, -1): x[k] = (b[k] - np.dot(A[k,k+1:], x[k+1:])) / A[k,k] return x ``` 在上面的代码中,我们定义了一个名为 `gauss` 的函数,它接受三个参数:矩阵 `A`、向量 `b` 和 `pivot_method`。其中,`pivot_method` 参数用于指定主元选择方法,可以是 `'partial'` 表示部分选主元,也可以是 `'manual'` 表示手动选主元。默认情况下,我们使用部分选主元策略进行消元。 在函数内部,我们首先进行主元选择,然后通过高斯消元法将矩阵 `A` 转化为上三角矩阵。最后,我们使用回带法求解线性方程组,并返回解向量 `x`。 如果你需要手动选择主元,则在函数调用时将 `pivot_method` 参数指定为 `'manual'`。此时,程序会在每次需要进行主元选择时,输出当前矩阵和向量,提示用户手动选择主元所在行。 希望这个程序对你有所帮助!
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