• 矩阵消元-MIT


    1. 行变换消元法,XA 左乘行变换

    • 假设我们有一个方程组表示如下:
      x + 2 y + z = 2 ; 3 x + 8 y + z = 12 ; 4 y + z = 2 (1) x+2y+z=2;\quad 3x+8y+z=12;\quad4y+z=2\tag{1} x+2y+z=2;3x+8y+z=12;4y+z=2(1)
    • 矩阵表示如下:
      [ 1 2 1 3 8 1 0 4 1 ] → [ 1 2 1 0 2 − 2 0 4 1 ] → [ 1 2 1 0 2 − 2 0 0 5 ] (2) [121381041]\rightarrow[121022041]\rightarrow[121022005]\tag{2} 130284111 100224121 100220125 (2)
    • 矩阵右乘AX列变换,矩阵左乘XA行变换
    • 第一行乘以-3 加到第二行,矩阵表示如下:
      [ 1 0 0 − 3 1 0 0 0 1 ] [ 1 2 1 3 8 1 0 4 1 ] = [ 1 2 1 0 2 − 2 0 4 1 ] (3) [100310001][121381041]=[121022041]\tag{3} 130010001 130284111 = 100224121 (3)
    • 第二行乘以-2 加到第三行,矩阵表示如下:
      [ 1 0 0 0 1 0 0 − 2 1 ] [ 1 2 1 0 2 − 2 0 4 1 ] = [ 1 2 1 0 2 − 2 0 0 5 ] (4) [100010021][121022041]=[121022005]\tag{4} 100012001 100224121 = 100220125 (4)
    • 小结:可以用矩阵形式表示消元如下:
      [ 1 0 0 0 1 0 0 − 2 1 ] [ 1 0 0 − 3 1 0 0 0 1 ] [ 1 2 1 3 8 1 0 4 1 ] = [ 1 2 1 0 2 − 2 0 0 5 ] (5) [100010021][100310001][121381041]=[121022005]\tag{5} 100012001 130010001 130284111 = 100220125 (5)
    • 上述矩阵转换成方程组可得:
      x + 2 y + z = 2 2 y − 2 z = 6 5 z = − 10 (6) x+2y+z=22y2z=65z=10\tag{6} x+2y+z=22y2z=65z=10(6)
    • 得出结果如下:
      x = 2 ; y = 1 ; z = − 2 (7) x=2;\quad y=1\quad ;z=-2\tag{7} x=2;y=1;z=2(7)
    • 小结
      A X = b → 表示的是矩阵 A 的列向量通过 X 进行右乘列变换求和得到 b (8) AX=b\rightarrow 表示的是矩阵A的列向量通过 X 进行右乘列变换求和得到b\tag{8} AX=b表示的是矩阵A的列向量通过X进行右乘列变换求和得到b(8)
      Y A = c → 表示的是矩阵 A 的行向量通过 Y 进行左乘行变换求和得到 c (9) YA=c\rightarrow 表示的是矩阵A的行向量通过 Y 进行左乘行变换求和得到c\tag{9} YA=c表示的是矩阵A的行向量通过Y进行左乘行变换求和得到c(9)
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/scar2016/article/details/136760439