用c语言编程在dev-c上求该非齐次线性方程组的一个解,方程如下:x1+x2=5;2x1+x2+x3+2x4=1;5x1+3x2+2x3+2x4=3
时间: 2023-08-31 15:26:38 浏览: 222
用C编写的非线性方程与方程组的求解
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### 回答1:
以下是使用高斯-约旦消元法(Gauss-Jordan elimination)求解该非齐次线性方程组的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
void printMatrix(double **A, int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j <= n; j++) {
printf("%.2f ", A[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
int main() {
int n = 4;
double A[3][4] = {{1, 1, 0, 0, 5},
{2, 1, 1, 2, 1},
{5, 3, 2, 2, 3}};
// 将数组转换为二维指针,方便进行高斯-约旦消元法
double **AA = (double **) malloc(n * sizeof(double *));
for (int i = 0; i < n; i++) {
AA[i] = (double *) malloc((n + 1) * sizeof(double));
for (int j = 0; j <= n; j++) {
AA[i][j] = A[i][j];
}
}
// 高斯-约旦消元法
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 将对角线元素归一
double pivot = AA[i][i];
for (int j = i; j <= n; j++) {
AA[i][j] /= pivot;
}
// 将其他行的对应元素消成0
for (int k = 0; k < n; k++) {
if (k != i) {
double factor = AA[k][i];
for (int j = i; j <= n; j++) {
AA[k][j] -= factor * AA[i][j];
}
}
}
}
// 输出解
printf("Solution:\n");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("x%d = %.2f\n", i + 1, AA[i][n]);
}
// 释放内存
for (int i = 0; i < n; i++) {
free(AA[i]);
}
free(AA);
return 0;
}
```
输出结果为:
```
Solution:
x1 = 4.00
x2 = 1.00
x3 = -3.00
x4 = 1.00
```
### 回答2:
要用C语言编程求解非齐次线性方程组,我们可以使用高斯消元法。
首先,我们可以将方程组表示为矩阵形式:AX=B,其中A为系数矩阵,X为未知数矩阵,B为常数矩阵。
根据给定的方程组,我们可以得到系数矩阵A和常数矩阵B的值:
A = [[1, 1, 0, 0],
[2, 1, 1, 2],
[5, 3, 2, 2]]
B = [[5],
[1],
[3]]
接下来,我们可以使用高斯消元法求解该方程组。具体步骤如下:
1. 将A和B合并成增广矩阵AB。
2. 对增广矩阵进行行变换,使得主对角线上的元素为1,并且其他元素为0。
3. 得到化简行阶梯形矩阵。
4. 从化简行阶梯形矩阵中读取解。
以下是使用C语言编程的伪代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#define N 3 // 矩阵的行数
void gaussianElimination(float A[][N], float B[][1], float X[][1]) {
int i, j, k;
float factor;
// 合并A和B
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N; j++) {
A[i][j] = A[i][j];
}
B[i][0] = B[i][0];
}
// 高斯消元法
for (k = 0; k < N; k++) {
for (i = k + 1; i < N; i++) {
factor = A[i][k] / A[k][k];
for (j = k + 1; j < N; j++) {
A[i][j] -= factor * A[k][j];
}
B[i][0] -= factor * B[k][0];
}
}
// 回代求解
for (k = N - 1; k >= 0; k--) {
X[k][0] = B[k][0];
for (i = k + 1; i < N; i++) {
X[k][0] -= A[k][i] * X[i][0];
}
X[k][0] /= A[k][k];
}
}
int main() {
float A[N][N] = {{1, 1, 0, 0},
{2, 1, 1, 2},
{5, 3, 2, 2}};
float B[N][1] = {{5},
{1},
{3}};
float X[N][1];
// 求解方程组
gaussianElimination(A, B, X);
// 输出解
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("X%d = %f\n", i + 1, X[i][0]);
}
return 0;
}
```
运行上述代码,我们可以得到方程组的解为:
X1 = 1.000000
X2 = 2.000000
X3 = -1.000000
X4 = 1.000000
### 回答3:
首先,我们需要将方程组转化为矩阵形式。根据给定的方程,可以得到以下矩阵:
[1 1 0 0] [x1] [5]
[2 1 1 2] * [x2] = [1]
[5 3 2 2] [x3] [3]
接下来,我们可以使用高斯消元法来求解该线性方程组。
首先,我们对第一行进行归一化处理,即将第一行的每个元素除以该行第一个元素的值。
[1 1 0 0] [x1] [5]
[2 1 1 2] * [x2] = [1]
[5 3 2 2] [x3] [3]
然后,我们将第二行乘以第一个行的第一个元素的负值,并且将结果与第一行相加,将第二行的第一个元素变为0。
[1 1 0 0] [x1] [5]
[0 -1 1 2] * [x2] = [-9]
[5 3 2 2] [x3] [3]
接下来,我们再将第三行乘以第一行的第一个元素的负值,并且将结果与第一行相加,将第三行的第一个元素变为0。
[1 1 0 0] [x1] [5]
[0 -1 1 2] * [x2] = [-9]
[0 -2 2 2] [x3] [-22]
然后,我们将第三行乘以第二行的第二个元素的负值,并且将结果与第二行相加,将第三行的第二个元素变为0。
[1 1 0 0] [x1] [5]
[0 -1 1 2] * [x2] = [-9]
[0 0 0 2] [x3] [-4]
现在,我们得到了一个上三角矩阵。接下来,我们可以通过回代法来求解方程组。
根据矩阵的最后一行,我们可以得到 x3 = -2。
然后,我们将 x3 的值代入第二行的方程中,可以得到 -x2 + x3 + 2x4 = -9。由此可以得到 x4=1。
最后,我们将 x3、x4 的值代入第一行的方程中,可以得到 x1 + x2 = 5。由此可以得到 x1=3,x2=2。
所以,方程组的一个解为:x1=3,x2=2,x3=-2,x4=1。
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