使用c++编写一个程序,程序功能是使用雅可比方法求3*3矩阵A的全部特征值和特征向量,迭代的收敛条件为误差限小于0.001.
时间: 2024-04-29 15:26:08 浏览: 73
好的,以下是使用雅可比方法求3*3矩阵A的全部特征值和特征向量的C程序。
```
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MAX_ITERATIONS 100
#define ERROR_LIMIT 0.001
void print_matrix(double matrix[][3])
{
int i, j;
printf("\nMatrix:\n");
for (i = 0; i < 3; i++)
{
for (j = 0; j < 3; j++)
{
printf("%lf ", matrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void print_eigenvalues(double eigenvalues[])
{
int i;
printf("\nEigenvalues:\n");
for (i = 0; i < 3; i++)
{
printf("%lf ", eigenvalues[i]);
}
printf("\n");
}
void print_eigenvectors(double eigenvectors[][3])
{
int i, j;
printf("\nEigenvectors:\n");
for (i = 0; i < 3; i++)
{
for (j = 0; j < 3; j++)
{
printf("%lf ", eigenvectors[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void jacobi_method(double matrix[][3], double eigenvalues[], double eigenvectors[][3])
{
int i, j, k, m, n;
double b, c, w, t, s, p, q, x;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
eigenvectors[i][i] = 1.0;
}
for (i = 0; i < MAX_ITERATIONS; i++)
{
s = 0.0;
for (j = 0; j < 3; j++)
{
for (k = 0; k < 3; k++)
{
if (j != k)
{
s += fabs(matrix[j][k]);
}
}
}
if (s < ERROR_LIMIT)
{
break;
}
for (j = 0; j < 3; j++)
{
for (k = 0; k < 3; k++)
{
if (j != k)
{
if (fabs(matrix[j][k]) >= ERROR_LIMIT)
{
p = 0.5 * (matrix[j][j] - matrix[k][k]);
q = -matrix[j][k];
w = sqrt(p * p + q * q);
x = p / w;
s = q / w;
b = matrix[j][j];
c = matrix[k][k];
matrix[j][j] = b * x - c * s;
matrix[k][k] = b * s + c * x;
matrix[j][k] = 0.0;
matrix[k][j] = 0.0;
for (n = 0; n < 3; n++)
{
if ((n != j) && (n != k))
{
t = matrix[j][n];
matrix[j][n] = t * x - matrix[k][n] * s;
matrix[k][n] = t * s + matrix[k][n] * x;
}
t = eigenvectors[n][j];
eigenvectors[n][j] = t * x - eigenvectors[n][k] * s;
eigenvectors[n][k] = t * s + eigenvectors[n][k] * x;
}
}
}
}
}
}
for (i = 0; i < 3; i++)
{
eigenvalues[i] = matrix[i][i];
}
}
int main()
{
double A[3][3] = { { 3, -2, 0 }, { -2, 6, -2 }, { 0, -2, 3 } };
double eigenvalues[3];
double eigenvectors[3][3];
print_matrix(A);
jacobi_method(A, eigenvalues, eigenvectors);
print_eigenvalues(eigenvalues);
print_eigenvectors(eigenvectors);
return 0;
}
```
该程序使用雅可比方法对一个3*3矩阵进行特征值分解,使用误差限小于0.001的迭代收敛条件。程序输出矩阵A、特征值和特征向量。在主函数中,可以将矩阵A修改为你所需的3*3矩阵。
希望这个程序对你有所帮助。
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