用c语言用追赶法解50*50三对角方程ax=b主对角线为3两个相邻对角线为-0.5
时间: 2024-02-11 22:06:33 浏览: 67
好的,这是一个比较复杂的数值计算问题,需要用到追赶法(也叫托马斯算法)来求解三对角方程组。下面是一个使用C语言实现追赶法的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 50
void thomas(double a[], double b[], double c[], double x[], double f[], int n) {
double* p = (double*)malloc(sizeof(double) * n);
double* q = (double*)malloc(sizeof(double) * n);
p[0] = -c[0] / b[0];
q[0] = f[0] / b[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
double m = b[i] + a[i] * p[i - 1];
p[i] = -c[i] / m;
q[i] = (f[i] - a[i] * q[i - 1]) / m;
}
x[n - 1] = q[n - 1];
for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {
x[i] = p[i] * x[i + 1] + q[i];
}
free(p);
free(q);
}
int main() {
double a[N], b[N], c[N], x[N], f[N];
// 初始化矩阵
for (int i = 0; i < N; i++) {
b[i] = 3.0;
f[i] = rand() % 100;
if (i > 0) {
a[i] = c[i - 1] = -0.5;
}
}
// 解方程
thomas(a, b, c, x, f, N);
// 打印结果
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("%f ", x[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
上面的代码中,我们首先定义了一个 `thomas` 函数,用来实现追赶法求解三对角方程组。这个函数接受五个参数:`a`、`b`、`c`、`x` 和 `f`,分别表示三对角矩阵的下对角线、主对角线、上对角线、未知量的解和方程右侧的常数向量。`n` 表示方程组的维度。
在 `thomas` 函数内部,我们首先分配了两个临时数组 `p` 和 `q`,用来存储中间结果。然后按照追赶法的公式依次计算出 `p` 和 `q` 的值,最后通过反向迭代计算出未知量的解。
在 `main` 函数中,我们首先初始化了三对角矩阵和方程右侧的常数向量,然后调用 `thomas` 函数解方程并打印结果。
需要注意的是,由于这个方程组的维度比较大,所以求解过程可能比较耗时,需要耐心等待。
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