直接列出以下问题的结果:用顺序消元法解线性方程组-3x1+x2+4x3 =1 6x1+2x2-3x3=3 3х1+3х2 -x3=2 求得x1等于
时间: 2023-12-20 12:06:16 浏览: 145
我们将该线性方程组写成增广矩阵的形式:
```
[ -3 1 4 | 1 ]
[ 6 2 -3 | 3 ]
[ 3 3 -1 | 2 ]
```
第一步,我们将第一行乘以 -2 并加到第二行上,得到新矩阵:
```
[ -3 1 4 | 1 ]
[ 0 4 5 | 5 ]
[ 3 3 -1 | 2 ]
```
第二步,我们将第一行乘以 -1 并加到第三行上,得到新矩阵:
```
[ -3 1 4 | 1 ]
[ 0 4 5 | 5 ]
[ 0 0 -13 | -1 ]
```
现在,我们可以通过回代求得该线性方程组的解:
```
x1 = -1
x2 = 5/4
x3 = 1/13
```
因此,线性方程组的解为 x1 = -1,x2 = 5/4,x3 = 1/13。
相关问题
用LU分解法求解下面的方程组 x1-x2+2x3-x4=-8;2x1-2x2+3x3-3x4=-20;x1+x2+x3=-2;x1-x2+4x3+3x4=4,要求写出详细过程
要用LU分解法解决这个线性方程组,首先需要将矩阵表示为增广矩阵的形式,并对其进行LU分解。这里先列出原始方程组:
```
[1 -1 2 -1] [x1] [-8]
[2 -2 3 -3] [x2] = [-20]
[1 1 1 0] [x3] [-2]
[1 -1 4 3] [x4] [ 4]
```
步骤如下:
1. **形成增广矩阵**:
将系数矩阵和常数项放在同一列中,得到增广矩阵Aaug:
```
| 1 -1 2 -1 -8 |
| 2 -2 3 -3 -20|
| 1 1 1 0 -2 |
| 1 -1 4 3 4 |
```
2. **LU分解**:
对于矩阵Aaug,我们需要找到一个下三角形矩阵L(单位下三角矩阵,除了对角线外的元素全为0)和上三角形矩阵U(所有元素非负),使得Aaug = LU。
由于LU分解过程中会涉及到行交换和元素替换操作,这里简化描述,实际计算过程通常需要通过特定的算法(如高斯消元法)进行:
- 首先从第一行开始,对于第一列不做处理(L的第一行全部为1,U的第一行就是原矩阵的第一行)。
- 然后将第二行减去2倍的第一行,第三行减去第一行,第四行减去第一行,得到新的第二、三、四行,更新对应的L矩阵和U矩阵。
- 接下来对剩下的部分继续类似的操作,例如对第二行做类似处理,然后依次处理第三行到最后一行。
3. **前进代入法求解**:
根据上三角矩阵U,可以采用自底向上的方式求解未知数的值。从最后一个变量开始,按照U的结构逐层向前计算:
- 同理,依次解出x2和x1
由于这是一个文字解释,实际的数值运算你需要用编程语言(比如Python的NumPy库)进行。最后,记得检查每一步是否满足LU分解的性质以及是否有舍入误差导致的精度问题。
用LU分解法求解下面的方程组写出具体计算过程 x1-x2+2x3-x4=-8;2x1-2x2+3x3-3x4=-20;x1+x2+x3=-2;x1-x2+4x3+3x4=4,
使用LU分解法解决线性方程组的一般步骤并不适用于这个例子,因为LU分解通常用于处理满秩矩阵(即行数和列数相等且有非零行列式的方阵),而给定的方程组是一组4x4的系数矩阵,但它并非方阵(4行3列)。对于这类增广矩阵(即系数矩阵加上常数项构成的矩阵),我们更常见的是通过高斯消元法或迭代方法来求解。
然而,我们可以展示如何用高斯消元法来求解这个方程组:
1. 将增广矩阵写出来:
```
| 1 -1 2 -1 | -8 |
| 2 -2 3 -3 | -20|
| 1 1 1 0 | -2 |
| 1 -1 4 3 | 4 |
```
2. 对第一行做初等行变换(如果需要的话,使其成为单位行),例如将第二行减去2倍的第一行,第三行减去第一行,第四行减去第一行:
```
| 1 0 2 0 | -8 (第一行不变)
| 0 -2 1 -5 | -16 (第二行-2*第一行)
| 0 1 0 -1 | -10 (第三行-第一行)
| 0 -2 2 3 | 4 (第四行-第一行)
```
3. 对第二行做相同的调整:
```
| 1 0 2 0 | -10
| 0 -2 2 3 | 4
```
4. 再次对第三、四行做相应的调整(如第二步那样):
```
| 1 0 2 0 | -8
| 0 1 -0.5 -2.5| -9
| 0 0 -1.5 -3 | -13
| 0 0 0 0.5| 2.5
```
5. 现在,由于最后一行变成了`0 0 0 0.5`,这意味着第三个未知数的值是`2.5 / 0.5 = 5`。然后,可以回代求出其他变量:
- 第四个未知数是`3 + (-2) * 5 = -7`
- 第二个未知数是`(2.5 - (-2.5) * 5) / -2 = 0`
- 第一个未知数是`(-8 - 2 * 5 - 0 * 5) / 1 = -18`
所以解为 `x1 = -18`, `x2 = 0`, `x3 = 5`, `x4 = -7`。
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