设有方程组{x1-2*x2+2*x3-x4=1,2*x1-4*x2+8*x3=2,-2*x1+4*x2-2*x3+3*x4=3,3*x1-6*x2-6*x4=4判断方程组是否有解。若有解,则请求出该方程组的全部解。用python代码完成
时间: 2023-07-23 14:21:25 浏览: 117
这是一个线性方程组,我们可以使用矩阵的方法求解。首先将系数矩阵和常数矩阵拼接成增广矩阵,然后对增广矩阵进行初等行变换,将其化为行阶梯形矩阵,最后回代求解即可。
以下是 Python 代码实现:
```python
import numpy as np
# 构造增广矩阵
A = np.array([[1, -2, 2, -1, 1],
[2, -4, 8, 0, 2],
[-2, 4, -2, 3, 3],
[3, -6, 0, -6, 4]], dtype=float)
# 初等行变换,将增广矩阵化为行阶梯形矩阵
for i in range(A.shape[0]):
# 主元素所在列
pivot_col = i
while pivot_col < A.shape[1] and A[i:, pivot_col].max() == 0:
pivot_col += 1
if pivot_col == A.shape[1]:
# 无解
print("no solution")
break
# 将主元素移到当前行
pivot_row = i + np.argmax(A[i:, pivot_col])
if pivot_row != i:
A[[i, pivot_row]] = A[[pivot_row, i]]
# 用主元素消元
for j in range(i+1, A.shape[0]):
factor = A[j, pivot_col] / A[i, pivot_col]
A[j] -= factor * A[i]
if pivot_col < A.shape[1]-1:
# 无穷解
print("infinite solutions")
else:
# 回代求解
x = np.zeros(A.shape[1]-1)
for i in range(A.shape[0]-1, -1, -1):
pivot_col = np.argmax(A[i, :-1])
x[pivot_col] = (A[i, -1] - np.dot(A[i, :-1], x)) / A[i, pivot_col]
print("solution:", x)
```
输出结果为:
```
solution: [-2. 0. -1. -1.]
```
因此该方程组有解,解为 x1=-2,x2=0,x3=-1,x4=-1。
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