数值分析计算实习题
第5章解线性方程组的直接方法
列主元高斯消去法解线性方程组。
书上的计算实习题1、2、3都要求用列主元高斯消去法解线性方程组,所 以考虑写一个普适的程序来实现。
对于线性方程组Ax=b,程序允许用户从文件读入矩阵数据或直接在屏幕输 入数据。
文件输入格式要求:
(1)第一行为一个整数n (2<=n<=100),表示矩阵阶数。
(2)第2〜n+1行为矩阵A各行列的值。
(3 )第n+2〜n+n+2行为矩阵b各行的值。
屏幕输入:按提示输入各个数据。
输出:A、b、det(A)、列主元高斯消去计算过程、解向量X。
【算法说明】
设有线性方程组Ax=b,其中设A为非奇异矩阵。方程组的增广矩阵为
[a,b] =
an„
第1步(k=l):首先在A的第一列中选取绝对值最大的元素%,作为第一 步的主元素:
如凜产如工0
然后交换(A, b)的第1行与第1行元素,再进行消元计算。
设列主元素消去法已经完成第1步到第k・l步的按列选主元,交换两行,消 元计算得到与原方程组等价的方程组A(k)x=b(k)
用…哦 盘…於? MB • | ■ • | ■ ■ | |
[A,b]T[A(?b(*)] = | ■ …盅 | • | |
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第k步计算如下:
对于 k=l, 2, n-1 |時卜maxaf"
(1)按列选主元:即确定t使
(2)如果tHk,则交换[A, b]第t行与第k行元素。
(3)消元计算
aik J叫=-bgk + X・・Ji)
akk
% <-%+叫ciy (i,j = k + l,…川)
»〜乞+叫几 (j = k + l,…屮)
消元乘数mik满足:
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