这里输出的这个new_b我想再去求它的每一个元素在原本输入的列向量(啊)
时间: 2024-02-27 12:53:51 浏览: 117
要求新的列向量在原本输入的列向量的线性组合,可以在高斯消元的同时,记录每一步使用的行变换。这些行变换可以转化为一个矩阵,称为变换矩阵,它描述了如何将原始的列向量变换为新的列向量。
具体来说,我们可以在高斯消元的过程中记录每一步使用的行变换,并将其转化为一个矩阵。最后,我们将这些变换矩阵相乘,得到变换矩阵的逆矩阵,然后将其作用于新的列向量,即可得到它在原本输入的列向量中的线性组合。
代码如下:
```python
import numpy as np
import sympy as sp
A = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
b = sp.Matrix(sp.symbols('a1:4'))
augmented_matrix = np.hstack((A, b))
# 记录每一步使用的行变换
transform_matrix = sp.eye(A.shape[0])
for i in range(A.shape[0]):
for j in range(i + 1, A.shape[0]):
if augmented_matrix[i, i] == 0:
# 如果对角线上的元素为0,进行行交换
for k in range(i + 1, A.shape[0]):
if augmented_matrix[k, i] != 0:
augmented_matrix[[i, k], :] = augmented_matrix[[k, i], :]
transform_matrix[[i, k], :] = transform_matrix[[k, i], :]
break
if augmented_matrix[j, i] != 0:
# 进行行变换,记录变换矩阵
factor = augmented_matrix[j, i] / augmented_matrix[i, i]
augmented_matrix[j, :] -= factor * augmented_matrix[i, :]
b[j, 0] -= factor * b[i, 0]
transform_matrix[j, i] = -factor
# 将方阵部分变为单位矩阵
for i in range(A.shape[0] - 1, -1, -1):
for j in range(i - 1, -1, -1):
if augmented_matrix[j, i] != 0:
# 进行行变换,记录变换矩阵
factor = augmented_matrix[j, i] / augmented_matrix[i, i]
augmented_matrix[j, :] -= factor * augmented_matrix[i, :]
b[j, 0] -= factor * b[i, 0]
transform_matrix[j, i] = -factor
# 求解新的列向量在原本输入的列向量的线性组合
transform_matrix_inv = transform_matrix.inv()
new_b = transform_matrix_inv * b
print(new_b)
```
这里我们使用`sp.eye`函数创建一个单位矩阵,作为变换矩阵的初始值。然后在高斯消元的过程中,记录每一步使用的行变换,并将其记录在变换矩阵中。最后,我们将变换矩阵相乘,得到变换矩阵的逆矩阵,然后将其作用于新的列向量,即可得到它在原本输入的列向量中的线性组合。
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