Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Chislennye_metody_otchyot.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
06.05.2019
Размер:
1.88 Mб
Скачать

Нахождение обратной матрицы методом Гаусса Теоретические основы

Возьмём две матрицы: саму A и единичную E. Приведём матрицу A к единичной матрице методом Гаусса—Жордана. После применения каждой операции к первой матрице применим ту же операцию ко второй. Когда приведение первой матрицы к единичному виду будет завершено, вторая матрица окажется равной A−1.

При использовании метода Гаусса первая матрица будет умножаться слева на одну из элементарных матриц Λi (трансвекцию или диагональную матрицу с единицами на главной диагонали, кроме одной позиции):

.

.

Вторая матрица после применения всех операций станет равна Λ, то есть будет искомой.

Блок-схема метода

Результаты решения

1

Матрица A:

1

0,421

0,45

0,66

0,42

1

0,32

0,44

0,54

0,32

1

0,22

0,66

0,44

0,22

1

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

0,421

0,45

0,66

0

0,82318

0,131

0,1628

0

0,09266

0,757

-0,1364

0

0,16214

-0,077

0,5644

Обратная Матрица:

1

0

0

0

-0,42

1

0

0

-0,54

0

1

0

-0,66

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

0,421

0,45

0,66

0

1

0,159139

0,19777

0

0

0,742254

-0,154725

0

0

-0,102803

0,532334

Обратная Матрица:

1

0

0

0

-0,510216

1,214801

0

0

-0,54

-0,112563

1

0

-0,66

-0,196968

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

0,421

0,45

0,66

0

1

0,159139

0,19777

0

0

1

-0,208453

0

0

0

0,510904

Обратная Матрица:

1

0

0

0

-0,510216

1,214801

0

0

-0,727514

-0,151651

1,347247

0

-0,66

-0,196968

0,138501

1

Итерация#4 Матрица A:

1

0,421

0,45

0,66

0

1

0,159139

0,19777

0

0

1

-0,208453

0

0

0

1

Обратная Матрица:

1

0

0

0

-0,510216

1,214801

0

0

-0,727514

-0,151651

1,347247

0

-1,291828

-0,385528

0,27109

1,957315

В конечном итоге получаем обратную матрицу

2,341625

-0,20022

-0,69399

-1,285128

-0,096103

1,32797

-0,277006

-0,452027

-0,996799

-0,232015

1,403757

0,408009

-1,291828

-0,385528

0,27109

1,957315

2

Матрица A:

2,11

3,01

4,02

0,22

0,18

3,41

0,15

1,43

2,14

0,17

0,26

0,18

1,28

0,42

0,54

1

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

1,42654

1,905213

0,104265

0

3,153223

-0,192938

1,411232

0

-2,882796

-3,817156

-0,043128

0

-1,405972

-1,898673

0,86654

Обратная Матрица:

0,473934

0

0

0

-0,085308

1

0

0

-1,014218

0

1

0

-0,606635

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

1,42654

1,905213

0,104265

0

1

-0,061188

0,447552

0

0

-3,993548

1,247074

0

0

-1,984701

1,495786

Обратная Матрица:

0,473934

0

0

0

-0,027054

0,317136

0

0

-1,014218

0,914238

1

0

-0,606635

0,445884

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

1,42654

1,905213

0,104265

0

1

-0,061188

0,447552

0

0

1

-0,312272

0

0

0

0,876019

Обратная Матрица:

0,473934

0

0

0

-0,027054

0,317136

0

0

0,253964

-0,228929

-0,250404

0

-0,606635

0,445884

-0,496977

1

Итерация#4 Матрица A:

1

1,42654

1,905213

0,104265

0

1

-0,061188

0,447552

0

0

1

-0,312272

0

0

0

1

Обратная Матрица:

0,473934

0

0

0

-0,027054

0,317136

0

0

0,253964

-0,228929

-0,250404

0

-0,692491

0,508989

-0,567313

1,141528

В конечном итоге получаем обратную матрицу

0,067455

-0,041066

0,548863

-0,100473

0,28518

0,085054

0,227741

-0,489082

0,037719

-0,069986

-0,42756

0,356467

-0,692491

0,508989

-0,567313

1,141528

3

Матрица A:

-0,33

0,42

0,51

-0,11

2,71

-0,92

-2,17

0,81

0,75

0,68

0,33

0,17

0,28

-3,71

2,17

0,16

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

-1,272727

-1,545455

0,333333

0

2,529091

2,018182

-0,093333

0

1,634545

1,489091

-0,08

0

-3,353636

2,602727

0,066667

Обратная Матрица:

-3,030303

0

0

0

8,212121

1

0

0

2,272727

0

1

0

0,848485

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

-1,272727

-1,545455

0,333333

0

1

0,797987

-0,036904

0

0

0,184745

-0,019679

0

0

5,278886

-0,057096

Обратная Матрица:

-3,030303

0

0

0

3,247064

0,395399

0

0

2,272727

-0,646298

1

0

0,848485

1,326024

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

-1,272727

-1,545455

0,333333

0

1

0,797987

-0,036904

0

0

1

-0,106519

0

0

0

0,505208

Обратная Матрица:

-3,030303

0

0

0

3,247064

0,395399

0

0

12,301983

-3,498327

5,412873

0

0,848485

1,326024

-28,573936

1

Итерация#4 Матрица A:

1

-1,272727

-1,545455

0,333333

0

1

0,797987

-0,036904

0

0

1

-0,106519

0

0

0

1

Обратная Матрица:

-3,030303

0

0

0

3,247064

0,395399

0

0

12,301983

-3,498327

5,412873

0

1,679477

2,624712

-56,558793

1,979384

В конечном итоге получаем обратную матрицу

7,234184

-1,953792

15,872327

-0,455114

-6,650537

3,060777

-1,599087

-0,095203

12,48088

-3,218744

-0,611731

0,210843

1,679477

2,624712

-56,558793

1,979384

4

Матрица A:

0,72

3,54

7,28

0,33

-0,28

0,72

3,04

0,22

1

0,35

-0,78

1

7,03

-5,04

-3,75

3,41

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

4,916667

10,111111

0,458333

0

2,096667

5,871111

0,348333

0

-4,566667

-10,891111

0,541667

0

-39,604167

-74,831111

0,187917

Обратная Матрица:

1,388889

0

0

0

0,388889

1

0

0

-1,388889

0

1

0

-9,763889

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

4,916667

10,111111

0,458333

0

1

2,800212

0,166137

0

0

1,896524

1,300358

0

0

36,068951

6,767623

Обратная Матрица:

1,388889

0

0

0

0,18548

0,476948

0

0

-1,388889

2,17806

1

0

-9,763889

18,88911

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

4,916667

10,111111

0,458333

0

1

2,800212

0,166137

0

0

1

0,685653

0

0

0

-17,963173

Обратная Матрица:

1,388889

0

0

0

0,18548

0,476948

0

0

-0,732334

1,148449

0,527281

0

-9,763889

18,88911

-19,018456

1

Итерация#4 Матрица A:

1

4,916667

10,111111

0,458333

0

1

2,800212

0,166137

0

0

1

0,685653

0

0

0

1

Обратная Матрица:

1,388889

0

0

0

0,18548

0,476948

0

0

-0,732334

1,148449

0,527281

0

0,54355

-1,051546

1,058747

-0,055669

В конечном итоге получаем обратную матрицу

-3,368805

4,113832

-0,346827

0,119614

3,18947

-4,583195

0,380373

-0,097635

-1,105021

1,869445

-0,198653

0,03817

0,54355

-1,051546

1,058747

-0,055669

5

Матрица A:

7,13

8,21

4,47

-2,11

3,25

1,54

2,91

5,43

-6,34

-8,17

-10,2

3,93

4,52

6,73

1,37

-9,89

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

1,151473

0,626928

-0,295933

0

-2,202286

0,872482

6,391781

0

-0,869663

-6,225273

2,053787

0

1,525344

-1,463717

-8,552384

Обратная Матрица:

0,140252

0

0

0

-0,45582

1

0

0

0,889201

0

1

0

-0,633941

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

1,151473

0,626928

-0,295933

0

1

-0,396171

-2,902339

0

0

-6,569809

-0,470271

0

0

-0,859419

-4,12532

Обратная Матрица:

0,140252

0

0

0

0,206976

-0,454074

0

0

0,889201

-0,394891

1

0

-0,633941

0,692618

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

1,151473

0,626928

-0,295933

0

1

-0,396171

-2,902339

0

0

1

0,071581

0

0

0

-4,063802

Обратная Матрица:

0,140252

0

0

0

0,206976

-0,454074

0

0

-0,135346

0,060107

-0,152211

0

-0,633941

0,692618

-0,130813

1

Итерация#4 Матрица A:

1

1,151473

0,626928

-0,295933

0

1

-0,396171

-2,902339

0

0

1

0,071581

0

0

0

1

Обратная Матрица:

0,140252

0

0

0

0,206976

-0,454074

0

0

-0,135346

0,060107

-0,152211

0

0,155997

-0,170436

0,03219

-0,246075

В конечном итоге получаем обратную матрицу

-0,414557

0,963691

0,069306

0,730474

0,601688

-0,920091

0,032211

-0,707215

-0,146513

0,072307

-0,154516

0,017614

0,155997

-0,170436

0,03219

-0,246075

6

Матрица A:

-2

3,01

0,12

-0,11

2,92

-0,17

0,11

0,22

0,66

0,52

3,17

2,11

3,01

0,42

-0,27

-0,15

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

-1,505

-0,06

0,055

0

4,2246

0,2852

0,0594

0

1,5133

3,2096

2,0737

0

4,95005

-0,0894

-0,31555

Обратная Матрица:

-0,5

0

0

0

1,46

1

0

0

0,33

0

1

0

1,505

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

-1,505

-0,06

0,055

0

1

0,067509

0,014061

0

0

3,107438

2,052422

0

0

-0,423575

-0,38515

Обратная Матрица:

-0,5

0

0

0

0,345595

0,236709

0

0

0,33

-0,358211

1

0

1,505

-1,17172

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

-1,505

-0,06

0,055

0

1

0,067509

0,014061

0

0

1

0,660487

0

0

0

-0,105385

Обратная Матрица:

-0,5

0

0

0

0,345595

0,236709

0

0

0,106197

-0,115275

0,321809

0

1,505

-1,17172

0,13631

1

Итерация#4 Матрица A:

1

-1,505

-0,06

0,055

0

1

0,067509

0,014061

0

0

1

0,660487

0

0

0

1

Обратная Матрица:

-0,5

0

0

0

0,345595

0,236709

0

0

0,106197

-0,115275

0,321809

0

-14,281015

11,118509

-1,293451

-9,489046

В конечном итоге получаем обратную матрицу

0,710956

-0,180248

0,049582

0,461962

-0,097553

0,583923

-0,061212

-0,289687

9,53862

-7,458905

1,176116

6,267391

-14,281015

11,118509

-1,293451

-9,489046

7

Матрица A:

3,41

-0,18

2,34

7,08

0,21

0,17

-0,51

-0,44

0,33

3,42

-5,17

0,66

0,77

3,68

0,22

-0,19

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

-0,052786

0,686217

2,076246

0

0,181085

-0,654106

-0,876012

0

3,437419

-5,396452

-0,025161

0

3,720645

-0,308387

-1,78871

Обратная Матрица:

0,293255

0

0

0

-0,061584

1

0

0

-0,096774

0

1

0

-0,225806

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

-0,052786

0,686217

2,076246

0

1

-3,612146

-4,837571

0

0

7,020008

16,603598

0

0

13,131126

16,210175

Обратная Матрица:

0,293255

0

0

0

-0,340081

5,522267

0

0

-0,096774

-18,982348

1

0

-0,225806

-20,546397

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

-0,052786

0,686217

2,076246

0

1

-3,612146

-4,837571

0

0

1

2,365182

0

0

0

-14,84733

Обратная Матрица:

0,293255

0

0

0

-0,340081

5,522267

0

0

-0,013785

-2,704035

0,14245

0

-0,225806

-20,546397

-1,870529

1

Итерация#4 Матрица A:

1

-0,052786

0,686217

2,076246

0

1

-3,612146

-4,837571

0

0

1

2,365182

0

0

0

1

Обратная Матрица:

0,293255

0

0

0

-0,340081

5,522267

0

0

-0,013785

-2,704035

0,14245

0

0,015209

1,383845

0,125984

-0,067352

В конечном итоге получаем обратную матрицу

0,272267

0,73359

-0,152333

0,0437

-0,446236

-9,37337

0,047676

0,249595

-0,049756

-5,97708

-0,155526

0,1593

0,015209

1,383845

0,125984

-0,067352

8

Матрица A:

4,2

0,32

0,11

0,13

0,17

0,25

0,48

0,52

0,12

0,08

0,72

0,61

0,54

0,13

0,81

0,17

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

0,07619

0,02619

0,030952

0

0,237048

0,475548

0,514738

0

0,070857

0,716857

0,606286

0

0,088857

0,795857

0,153286

Обратная Матрица:

0,238095

0

0

0

-0,040476

1

0

0

-0,028571

0

1

0

-0,128571

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

0,07619

0,02619

0,030952

0

1

2,006127

2,171454

0

0

0,574709

0,452423

0

0

0,617598

-0,039664

Обратная Матрица:

0,238095

0

0

0

-0,170751

4,218562

0

0

-0,028571

-0,298915

1

0

-0,128571

-0,374849

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

0,07619

0,02619

0,030952

0

1

2,006127

2,171454

0

0

1

0,787221

0

0

0

-0,52585

Обратная Матрица:

0,238095

0

0

0

-0,170751

4,218562

0

0

-0,049715

-0,520116

1,740012

0

-0,128571

-0,374849

-1,074629

1

Итерация#4 Матрица A:

1

0,07619

0,02619

0,030952

0

1

2,006127

2,171454

0

0

1

0,787221

0

0

0

1

Обратная Матрица:

0,238095

0

0

0

-0,170751

4,218562

0

0

-0,049715

-0,520116

1,740012

0

0,244502

0,712845

2,043604

-1,901684

В конечном итоге получаем обратную матрицу

0,253313

-0,362495

0,291471

-0,066149

-0,215809

4,839841

-4,700885

1,126157

-0,242192

-1,081282

0,131245

1,497045

0,244502

0,712845

2,043604

-1,901684

9

Матрица A:

2

0,17

3,02

0,11

0,28

0,13

0,54

3,12

0,54

0,18

2,11

3,08

2,33

0,11

0,22

2,22

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

0,085

1,51

0,055

0

0,1062

0,1172

3,1046

0

0,1341

1,2946

3,0503

0

-0,08805

-3,2983

2,09185

Обратная Матрица:

0,5

0

0

0

-0,14

1

0

0

-0,27

0

1

0

-1,165

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

0,085

1,51

0,055

0

1

1,103578

29,233522

0

0

1,14661

-0,869915

0

0

-3,20113

4,665862

Обратная Матрица:

0,5

0

0

0

-1,318267

9,416196

0

0

-0,27

-1,262712

1

0

-1,165

0,829096

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

0,085

1,51

0,055

0

1

1,103578

29,233522

0

0

1

-0,758684

0

0

0

2,237214

Обратная Матрица:

0,5

0

0

0

-1,318267

9,416196

0

0

-0,235477

-1,101256

0,872136

0

-1,165

0,829096

2,791821

1

Итерация#4 Матрица A:

1

0,085

1,51

0,055

0

1

1,103578

29,233522

0

0

1

-0,758684

0

0

0

1

Обратная Матрица:

0,5

0

0

0

-1,318267

9,416196

0

0

-0,235477

-1,101256

0,872136

0

-0,520737

0,370593

1,2479

0,446984

В конечном итоге получаем обратную матрицу

0,239725

1,261521

0,456293

0,605844

14,600569

-0,512507

-38,487822

-13,441176

-0,630552

-0,820093

1,818899

0,33912

-0,520737

0,370593

1,2479

0,446984

10

Матрица A:

0,54

0,32

1

0,22

0,66

0,44

0,22

1

1

0,42

0,54

0,66

0,42

1

0,32

0,44

Единичная матрица:

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

Ход Решения: Итерация#1 Матрица A:

1

0,592593

1,851852

0,407407

0

0,048889

-1,002222

0,731111

0

-0,172593

-1,311852

0,252593

0

0,751111

-0,457778

0,268889

Обратная Матрица:

1,851852

0

0

0

-1,222222

1

0

0

-1,851852

0

1

0

-0,777778

0

0

1

Итерация#2 Матрица A:

1

0,592593

1,851852

0,407407

0

1

-20,5

14,954545

0

0

-4,85

2,833636

0

0

14,94

-10,963636

Обратная Матрица:

1,851852

0

0

0

-25

20,454545

0

0

-1,851852

3,530303

1

0

-0,777778

-15,363636

0

1

Итерация#3 Матрица A:

1

0,592593

1,851852

0,407407

0

1

-20,5

14,954545

0

0

1

-0,584255

0

0

0

-2,234868

Обратная Матрица:

1,851852

0

0

0

-25

20,454545

0

0

0,381825

-0,727898

-0,206186

0

-0,777778

-15,363636

3,080412

1

Итерация#4 Матрица A:

1

0,592593

1,851852

0,407407

0

1

-20,5

14,954545

0

0

1

-0,584255

0

0

0

1

Обратная Матрица:

1,851852

0

0

0

-25

20,454545

0

0

0,381825

-0,727898

-0,206186

0

0,34802

6,874517

-1,378342

-0,447454

В конечном итоге получаем обратную матрицу

11,416812

-0,040316

2,507586

-0,123039

-18,20875

-14,934987

-0,123039

1,332213

0,585157

3,288573

-1,011489

-0,261427

0,34802

6,874517

-1,378342

-0,447454

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]