第2章 矩阵变换和计算
2.1 矩阵的三角分解及其应用
2.2 特殊矩阵的特征系统
2.3 矩阵的Jordan分解
2.4 矩阵的奇异值分解
2.1 矩阵的三角分解及其应用
2.1.1 Gauss消去法与矩阵的LU分解
2.1.2 Gauss列主元消去法与带列主元的LU分解
2.1.3 对称矩阵的Cholesky分解
2.1.4 三对角矩阵的三角分解
2.1.5 条件数与方程组的性态
2.1.6 矩阵的QR分解
Gauss消去法
2.1.1
与
矩阵的LU分解
以下系数矩阵对应的线性方程组哪个容易求
解?或者哪个容易计算行列式和特征值?
对角矩阵 上(下)三角矩阵
满矩阵
转化
300020001300920741385926741
高斯(C.F.Gauss,1777.4.30~1855.2.23)
高斯是德国数学家、物理学家和天文学家,出生于德国布
伦兹维克的一个贫苦家庭。父亲先后当过护堤工、泥瓦匠和园
丁。
在全世界广为流传的一则故事说,高斯10岁时算出老师给
学生们出的将1到100的所有整数加起来的算术题,老师刚叙述
完题目,高斯就算出了正确答案。不过,据考证老师当时给孩
子们出的是一道更难的加法题: 81297+81495+81693+…+10089 。当然,这也是一个
等差数列的求和问题(公差为198,项数为100)。当老师刚一写完时,高斯也算完并
把写有答案的小石板交了上去。
高斯有“数学王子”、“数学家之王”的美称、被认为是人类有史以来“最伟大的
四位数学家之一”(阿基米德、牛顿、高斯和欧拉)。
高斯的研究领域,遍及纯粹数学和应用数学的各个领域,并且开辟了许多新的数学
领域。人们评价到:若把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭,那么最后一个令人
肃然起敬的巅峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象为一条条江河,那么其源头就是
高斯。
例1
Gauss消去法 求解线性方程组
第一步,消去
、 和 中的 ,即用
、
和
得
bAx)0(44321)0(34321)0(24321)0(13213089762959781133442rxxxxrxxxxrxxxxrxxx)0(2r)0(3r)0(4r1x(0)(0)2142rr(0)(0)3182rr(0)(0)4162rr
第二步,消去 和 中的 ,即用
和
得
)1(4432)1(3432)1(2432)0(13211886413553342rxxxrxxxrxxxrxxx)1(3r)1(4r2x(1)(1)3231rr(1)(1)4241rr
第三步,消去
中的 ,即用
得
)2(443)2(343)1(2432)0(13211842422342rxxrxxrxxxrxxx)2(4r3x(1)(2)4322rr