Введение в численные методы. Дулов Е.Н. - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

42
=
****
0***
00**
000*
1000
1
00
10
1
44434241
34333231
24232221
14131211
34
2423
141312
xxxx
xxxx
xxxx
xxxx
u
uu
uuu
(7.2.9)
Звездочками обозначены числа, не играющие роли в нахождении обратной
матрицы.
Из структуры перемножаемых матриц можно видеть способ нахождения
элементов обратной матрицы. Посмотрим на произведение четвертой строки и
четвертого столбца в верхнем уравнении (7.2.9):
1
4444
=
lx
,
4444
/1
lx
=
(7.2.10)
Далее на произведение четвертой строки и третьего столбца:
0
43443343
=+ lxlx
,
33434443
/llxx =
(7.2.11)
Четвертой строки и второго столбца:
0
424432432242
=++ lxlxlx
,
( )
224244324342
/llxlxx +=
(7.2.12)
Четвертой строки и первого столбца:
0
4144314321421141
=+++
lxlxlxlx
,
1141443143214241
/
++=
(7.2.13)
Теперь нам известна 4-я строка обратной матрицы.
Далее рассмотрим произведение третьей строки и четвертого столбца в нижнем
уравнении (7.2.9):
0
443434
=+ xux
,
443434
xux =
(7.2.14)
Второй строки на четвертый столбец:
0
4424342324
=++ xuxux
,
( )
4424342324
xuxux +=
(7.2.15)
Первой строки на четвертый столбец:
0
44143413241214
=+++
xuxuxux
,
( )
44143413241214
xuxuxux
++=
(7.2.16)
В итоге мы нашли четвертую строку и четвертый столбец обратной матрицы.
Далее процесс можно повторять, пока не будет найдена вся обратная матрица. В
итоге, для построения обратной матрицы по известным матрицам
L
ˆ
и
U
ˆ
нужно
выполнить следующую рекурсивную последовательность действий:
Для
1,..,ni =
:
=
+=
n
ik
kiik
ii
ii
lx
l
x
1
1
1
     1 u12        u13    u14  x11    x12     x13    x14   *      0 0 0
                                                                        
    0 1           u 23   u 24  x21   x22     x23    x24   *      * 0 0
                                                             =                                   (7.2.9)
    0 0            1     u34  x31    x32     x33    x34   *      * * 0
                                                                        
    0 0
                   0      1  x41   x42     x43    x44   *    * * * 

    Звездочками обозначены числа, не играющие роли в нахождении обратной
матрицы.
    Из структуры перемножаемых матриц можно видеть способ нахождения
элементов обратной матрицы. Посмотрим на произведение четвертой строки и
четвертого столбца в верхнем уравнении (7.2.9):
     x44 l 44 = 1 , x44 = 1 / l 44                                                               (7.2.10)
    Далее на произведение четвертой строки и третьего столбца:
     x43l33 + x44 l 43 = 0 , x43 = − x44 l 43 / l33                                              (7.2.11)
    Четвертой строки и второго столбца:
     x42 l 22 + x43l32 + x44 l 42 = 0 , x42 = −( x43l32 + x44 l 42 ) / l 22                      (7.2.12)
    Четвертой строки и первого столбца:
     x41l11 + x42 l 21 + x43l31 + x44 l 41 = 0 , x41 = −( x42 l 21 + x43l31 + x44 l 41 ) / l11   (7.2.13)
    Теперь нам известна 4-я строка обратной матрицы.
    Далее рассмотрим произведение третьей строки и четвертого столбца в нижнем
уравнении (7.2.9):
     x34 + u34 x44 = 0 , x34 = −u34 x44                                                          (7.2.14)
    Второй строки на четвертый столбец:
     x24 + u 23 x34 + u 24 x44 = 0 , x24 = −(u 23 x34 + u 24 x44 )                               (7.2.15)
    Первой строки на четвертый столбец:
     x14 + u12 x24 + u13 x34 + u14 x44 = 0 , x14 = −(u12 x24 + u13 x34 + u14 x44 )               (7.2.16)
    В итоге мы нашли четвертую строку и четвертый столбец обратной матрицы.
Далее процесс можно повторять, пока не будет найдена вся обратная матрица. В
итоге, для построения обратной матрицы по известным матрицам L̂ и Û нужно
выполнить следующую рекурсивную последовательность действий:
    Для i = n,..,1 :
             1       n
                                 
     xii =       1 − ∑ xik l ki 
             lii  k =i +1       

                                                                       42