数值分析——改进的平方根法(matlab实现)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了数值分析——改进的平方根法(matlab实现)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

引言

最近上数值分析学到了改进平方根法的原理,并最终借助matlab实现了运用该方法进行解题,浅浅的记录一下。

本文所依据的公式

由于本人并非数学专业,不擅长公式的推导,在此仅将书中内容拍照整理,供大家参考,主要用的是图中圈的两个公式:

数值分析——改进的平方根法(matlab实现)
数值分析——改进的平方根法(matlab实现)
式中的D是正定矩阵,求解过程参考第一张图片的(3.18);L为单位下三角阵


注意使用本方法要求系数矩阵A为对称正定矩阵


MTALAB代码实现

实现参考别人的文章,实现LU分解,求出下三角阵L
传送门:矩阵的LU分解——MATLAB实现
LU分解的代码摘抄如下:

function [L,U] = lu_decompose(A)
%   lu decompose
%   L:下三角矩阵
%	U:上三角矩阵
%	A:输入矩阵
[m,n]=size(A);

L=eye(m);
L(:,1)=A(:,1)/A(1,1);%L第一列赋值

U=zeros(m,n);
U(1,:)=A(1,:);%U第一行赋值

for i=2:m
    for j=2:n
        if i<=j
            U(i,j)=A(i,j)-sum(L(i,1:i-1).*U(1:i-1,j)');%递推表达式(1-6)
        else
            if U(j,j)==0
                L(i,j)=0;
            else
                L(i,j)=(A(i,j)-sum(L(i,1:j-1).*U(1:j-1,j)'))/U(j,j);%递推表达式(1-7)
            end
        end
    end
end

end

基于上边代码,改进平方根法MATLAB代码实现如下:

% 用改进的平方根法求解线性方程组Ax = b,其中A应为对称正定阵
% 参考文章:https://blog.csdn.net/AmazingM/article/details/118763704
% (本文中使用的lu_decompose函数便是上述文章中的)

function x = gai_jin_ping_fang_gen_fa_Solve_systems_of_linear_equations(A,b)
                    % x为求解结果;A为系数矩阵;b为等号右边那些数组成的列向量

format rat                      % 实现最终结果以分数形式输出;若希望通过小数输出,将此代码注释即可

[L,~] = lu_decompose(A);        % 调用LU分解函数                  
D = (L\A)/L';                   % D为正定矩阵,L为单位下三角阵,A为外部传入的系数矩阵
x = (L'\inv(D))*(L\b);          % x便是最终求解结果,并作为返回值输出

例题验证

数值分析——改进的平方根法(matlab实现)
使用MATLAB命令行调用函数进行求解

 A = [1,2,1,-3;2,5,0,-5;1,0,14,1;-3,-5,1,15]
 b = [1,2,16,8]'
x = gai_jin_ping_fang_gen_fa_Solve_systems_of_linear_equations(A,b)

输出结果如下:
数值分析——改进的平方根法(matlab实现)

文章写完了,希望和大家一起进步~文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-508971.html

到了这里,关于数值分析——改进的平方根法(matlab实现)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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