考虑线性方程组Ax=b,a R””,beR”,编制一个能自动选取主元,又能手动选取主元的求解线性代数方程组的 Gauss 消去过程python
时间: 2024-02-11 11:05:39 浏览: 58
Gauss消去法(列主元)解线性方程组
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好的,我可以帮你解答这个问题。首先,我们需要了解什么是高斯消元法。高斯消元法是一种用于求解线性方程组的算法,它的基本思想是通过一系列的行变换将增广矩阵化为简化行阶梯形矩阵,然后通过回带求解方程组。
下面是一个能够自动选取主元和手动选取主元的求解线性方程组的 Gauss 消去过程的 Python 代码实现:
```python
import numpy as np
def gauss_elimination(A, b, pivot_selection='partial'):
"""
高斯消元法求解线性方程组Ax=b
:param A: 系数矩阵
:param b: 右侧常数列
:param pivot_selection: 选主元的方式,partial表示部分选主元,full表示全选主元
:return: 方程组的解
"""
n = len(A)
if pivot_selection == 'partial':
for i in range(n - 1):
# 部分选主元
max_index = abs(A[i:, i]).argmax() + i
if max_index != i:
A[[i, max_index], :] = A[[max_index, i], :]
b[[i, max_index]] = b[[max_index, i]]
# 消元
for j in range(i + 1, n):
factor = A[j, i] / A[i, i]
A[j, i:] -= factor * A[i, i:]
b[j] -= factor * b[i]
elif pivot_selection == 'full':
for i in range(n - 1):
# 全选主元
max_index = np.abs(A[i:, i:]).argmax()
p, q = divmod(max_index, n - i)
if q == 0:
p += i
else:
p += i + 1
q += i
if p != i:
A[[i, p], :] = A[[p, i], :]
b[[i, p]] = b[[p, i]]
if q != i:
A[:, [i, q]] = A[:, [q, i]]
# 消元
for j in range(i + 1, n):
factor = A[j, i] / A[i, i]
A[j, i:] -= factor * A[i, i:]
b[j] -= factor * b[i]
else:
raise ValueError('The parameter pivot_selection should be "partial" or "full".')
# 回带
x = np.zeros(n)
for i in range(n - 1, -1, -1):
x[i] = (b[i] - np.dot(A[i, i + 1:], x[i + 1:])) / A[i, i]
return x
```
在这个函数中,我们先通过参数`pivot_selection`来控制选主元的方式,可以选择部分选主元或全选主元。然后,在消元过程中,我们先根据选主元的方式选取主元,然后进行消元。最后,我们通过回带求得方程组的解。
希望这个代码可以帮助到你!
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