天天看點

麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元

參考資料:

網易公開課:http://open.163.com/special/opencourse/daishu.html  麻省理工公開課:線性代數

教材:Introduction to Linear Algebra, 4th edition  by Gilbert Strang

連結:https://pan.baidu.com/s/1bvC85jbtOVdVdw8gYMpPZg 

提取碼:s9bl 

假設求解:

$x+2y+z=2$

$3x+8y+z=12$

$4y+z=2$

一、消元

1. 矩陣形式$A\mathbf{x}=b$:

麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元

 2. 消元過程如下:

麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元

矩陣[A b]為增廣矩陣,得到的主元(pivot)分别為$1, 2, 5$,矩陣$A$的行列式為主元的乘積;

3. 回代求解

 消元後的等式為$U\mathbf{x}=c$

$x+2y+z=2$

$2y-2z=6$

$2z=-10$

求解得:$z=-2, y=1, x=2$

4. 行變換的矩陣表示(第1、3行不變,第2行減去第1行的3倍):初等矩陣$E_{21}、E_{32}$

麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元
麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元
麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元

是以,可以得到:$$E_{32}E_{21}A\mathbf{x}=EA\mathbf{x}=U\mathbf{x}$$

注:

  • 矩陣左乘列向量$A\mathbf{x}$:結果為列向量,應了解為矩陣各列向量的線性組合
  • 矩陣右乘行向量$\mathbf{y}A$:結果為行向量,應了解為矩陣各行向量的線性組合

5. 置換矩陣P(左乘$PA$交換行,右乘$AP$交換列)

麻省理工公開課:線性代數 第2課 矩陣消元