c语言求解非齐次线性方程组
时间: 2023-08-31 16:09:24 浏览: 174
C语言可以通过矩阵运算的方式求解非齐次线性方程组。具体步骤如下:
1. 将非齐次线性方程组转化为矩阵形式,即 Ax=b,其中A为系数矩阵,x为未知数向量,b为常数向量。
2. 判断系数矩阵A是否可逆,如果可逆,则可以直接求解方程组;如果不可逆,则需要进行高斯-约旦消元,将A化为阶梯矩阵。
3. 对于化为阶梯矩阵的A,从最后一行开始,将未知数代入方程中求解,得到最后一个未知数的值;然后依次向上代入求解,直到得到所有未知数的值。
4. 将求解得到的未知数向量x代入原方程组中,验证解是否正确。
下面是一个示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 高斯-约旦消元求解非齐次线性方程组Ax=b
void solve_linear_equations(double **A, double *b, double *x, int n)
{
int i, j, k;
double tmp;
// 化为阶梯矩阵
for (i = 0; i < n; i++) {
// 如果对角线元素为0,则交换当前行和后面第一个非零行
if (A[i][i] == 0) {
for (j = i + 1; j < n; j++) {
if (A[j][i] != 0) {
// 交换行
tmp = b[i];
b[i] = b[j];
b[j] = tmp;
for (k = i; k < n; k++) {
tmp = A[i][k];
A[i][k] = A[j][k];
A[j][k] = tmp;
}
break;
}
}
}
// 消元
for (j = i + 1; j < n; j++) {
tmp = A[j][i] / A[i][i];
for (k = i + 1; k < n; k++) {
A[j][k] -= tmp * A[i][k];
}
b[j] -= tmp * b[i];
A[j][i] = 0;
}
}
// 回代求解未知数向量
for (i = n - 1; i >= 0; i--) {
tmp = b[i];
for (j = i + 1; j < n; j++) {
tmp -= A[i][j] * x[j];
}
x[i] = tmp / A[i][i];
}
}
int main(void)
{
int n = 3; // 方程组的未知数个数
double **A, *b, *x;
int i, j;
// 动态分配内存
A = (double **)malloc(n * sizeof(double *));
for (i = 0; i < n; i++) {
A[i] = (double *)malloc(n * sizeof(double));
}
b = (double *)malloc(n * sizeof(double));
x = (double *)malloc(n * sizeof(double));
// 初始化系数矩阵和常数向量
A[0][0] = 1;
A[0][1] = 2;
A[0][2] = 3;
A[1][0] = 4;
A[1][1] = 5;
A[1][2] = 6;
A[2][0] = 7;
A[2][1] = 8;
A[2][2] = 9;
b[0] = 1;
b[1] = 2;
b[2] = 3;
// 求解方程组
solve_linear_equations(A, b, x, n);
// 输出解向量
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("x%d = %.2f\n", i, x[i]);
}
// 释放内存
for (i = 0; i < n; i++) {
free(A[i]);
}
free(A);
free(b);
free(x);
return 0;
}
```
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