Способы хранения и представления разреженных матриц, операции над ними. Блатов И.А - 31 стр.

UptoLike

Рубрика: 

- 31 -
×
××
×××
×××
+⊗
×⊕⊗
×⊕⊗
×××
××
××
××
×××
=
4
3
2
1
4321
A
Здесь
ненулевой элемент из других строк,
обнуление элемента
исходной матрицы ,
+
обнуление элемента из других строк.
4.2. Обратный ход метода Гаусса
Он состоит в решении системы
fUxDU
T
=
~
,
)
1
(
где
D
~
- диагональная матрица ,
U
верхнетреугольная с единицами на
главной диагонали.
Обратный ход метода Гаусса для системы (1) заключается в решении трех
систем.
=
=
=
)4(
)3(.
~
)2(
wUx
zwD
fzU
T
Таким образом, нужно решить две системы с треугольными матрицами и
одну с диагональной.
Решаем систему (2) при помощи прямой подстановки: по порядку, начиная с
первой, просматриваем строки матрицы
T
U
и вычисляем компоненты по
формулам
=
===
1
1
11111
,/
i
j
jijii
T
zUfzfUfz .
Для системы (3) имеем
iiji
Dzw
~
= . Система (4) решается обратной
подстановкой:
+=
==
n
ij
jijiinn
xUwxwx
1
, .
Можно также для решения системы (4) перейти от РСФ к столбцовому,
после чего система (4) решается аналогично (2).
4.3. Вывод РМ на печать или экран
Для представления матрицы можно выбрать одну из следующих форм.
1. Представление в виде полной матрицы
                                          - 31 -

             1     2 3 4
       1� × ×     ×�        � × ×             ×�         � × ×           ×�
          �          �       �                  �           �              �
       2� ×      × �           �        ⊗ ⊕ × ⊕   �           �      × × ×   �
     A= �                 →                            →
       3       ×  ×�             �        ⊗ ⊕ ×�                �      × ×�
            ��         ��          ��               ��            ��           ��
       4� ×      × �                  � ⊗ + ⊗ ⊕�          �              ×�

 Здесь ⊕ – ненулевой элемент из других строк, ⊗– обнуление элемента
 исходной матрицы, + – обнуление элемента из других строк.

   4.2. Обратный ход метода Гаусса
   Он состоит в решении системы
                           ~
                       U T DUx = f ,                            (1)
    ~
где D –- диагональная матрица, U – верхнетреугольная с единицами на
главной диагонали.
 Обратный ход метода Гаусса для системы (1) заключается в решении трех
 систем.
                            � UT z =f                                               (2 )
                             � ~
                              � Dw =z .                                             (3)
                            � Ux =w                                                 ( 4)
                            �
 Таким образом, нужно решить две системы с треугольными матрицами и
 одну с диагональной.
 Решаем систему (2) при помощи прямой подстановки: по порядку, начиная с
                                         T
 первой, просматриваем строки матрицы U и вычисляем компоненты по
 формулам
                                                             i −1
                 z1 = f1 / U11
                            T
                                 = f1 ,      zi = f i −∑ U ij z j .
                                                             j =1
                                   ~
     Для системы (3) имеем wi =z j Dii . Система (4) решается обратной
                                                     n
 подстановкой:         xn =wn , xi =wi − ∑ U ij x j .
                                                   j =i +1
 Можно также для решения системы (4) перейти от РСФ к столбцовому,
 после чего система (4) решается аналогично (2).

   4.3. Вывод РМ на печать или экран
   Для представления матрицы можно выбрать одну из следующих форм.
 1. Представление в виде полной матрицы