追赶法 追赶法/平方根法
例2.4.1 设4阶方程组AX=B为
这就是一个三对角方程组,既系数矩阵除了对角线的“三斜线”以外的元素均为0。用追赶法求解三对角方程组的一种做法是把系数矩阵A写成下列形式的LU分解(这里采用Doolittle 分解,类似地也可以采用Crout分解):
即L为单位上三角阵,两斜行,主对角线元素为1,其下方的斜行元素特定;U为上三角阵,也是两斜行,主对角线元素特定,其上方斜行的元素与A对应的斜行元素相同(...
追赶法/平方根法
例2.4.1 设4阶方程组AX=B为
这就是一个三对角方程组,既系数矩阵除了对角线的“三斜线”以外的元素均为0。用追赶法求解三对角方程组的一种做法是把系数矩阵A写成下列形式的LU分解(这里采用Doolittle 分解,类似地也可以采用Crout分解):
即L为单位上三角阵,两斜行,主对角线元素为1,其下方的斜行元素特定;U为上三角阵,也是两斜行,主对角线元素特定,其上方斜行的元素与A对应的斜行元素相同(直接验算可知道)。
利用矩阵乘法规则,按顺序依次考虑A的
->
->
->
->
->
->
,并对比(2.4.1)式两端可得
2=
(
=2
-1=
(
=-1/
=-1/2
3=-
+
(
=3+
=5/2
-2=
(
=-2/
=-4/5
4=-2
+
(
=4+2
=12/5
-3=
(
=-3/
=-5/4
5=-3
+
(
=5+3
(-5/4)=5/4
即得分解
于是用前推过程求解下三角方程组
得
再用回代过程求解上三角方程组
得
即的方程组的解
.
从实例看到,三对角方程组的追赶法是三角分解发的一种特殊应用,因此,一般地,如果对三角矩阵
非奇异,其顺序主子式
,则解三对角方程组Ax=d:
的追赶法可描述如下:令A=LU,则
利用矩阵乘法规则,可求L和U的计算公式:
(2.4.3)
于是,求解LY=D得
(2.4.4)
再求解UX=Y,得三对方程组的解
(2.4.5)
上述3个公式便组成解三角方程组的追赶法,国外称Thomas算法。当然,这是在假定三角矩阵
非奇异,其顺序主子式
的条件下才能实现的。从公式(2.4.3)和(2.4.5)看出,关键在于有
。
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例2.4.2
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