矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)

本博文讲的是Guass消去法的矩阵形式,和这篇博客相互呼应:高斯消去法。

Guass消去法的矩阵形式:

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第1张图片

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第2张图片

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第3张图片

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第4张图片

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第5张图片

这便推导出了矩阵的LU分解;

之后便是求解这两个三角形线性方程组的问题了,这是十分容易求解的:

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第6张图片

这里同时提出了一个问题,就是有的矩阵不能作LU分解,也就是高斯消去法不能用的时候,那什么样的方程组能用高斯消去法呢?也就是什么样的矩阵能进行LU分解呢?

(这种高维的高斯消去法的矩阵形式的推导还真是很麻烦,勉强能看懂就不错了,事实上的推导仅仅需要在低维度时候进行这个过程,这样头脑才不会乱,能搞定这个过程。遇到高维的情况,一种是编程实现,这个是规律的问题,一种是直接进行LU分解,这是一个处理矩阵的问题。)

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第7张图片

该定理说明了能进行LU分解的矩阵是什么样的?

举一个LU分解求解线性方程组的例子:

矩阵的三角分解(LU)法(高斯消去法的矩阵形式分析)_第8张图片

最后一行,进行的就是高斯消去法的过程,可以看成矩阵的LU分解的过程。



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