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这段代码是用于解线性方程组的高斯消元法(Gaussian elimination)。以下是代码的主要步骤:
7 [& }) b g; ] l
4 Y& d; Z- U: m7 r1.初始化: 定义系数矩阵 a 和常数向量 b,以及一个排列矩阵 L,用于记录行的交换顺序。
+ F6 w2 J- f# L7 w- T z
- b- ^4 P& t' L' G4 ma=[1,-1,2,-1;2,-2,3,-3;1,1,1,0;1,-1,4,3]; % 系数矩阵 a; I" D9 U0 F6 }- H# U% D
b=[-8,-20,-2,4]'; % 常数向量 b' a$ r" h7 M6 [
L=[1,2,3,4]; % 排列矩阵 L& r& J9 C q3 b+ M
n=length(b);1 Z7 ^$ ~. h7 y, e2 }0 W
$ x( ]" p7 W1 s! X& R
- }' b2 _' L( H1 |
2.高斯消元: 通过一系列行变换将系数矩阵转化为上三角矩阵,并相应地更新常数向量。这里使用了列主元素法,即每次选取绝对值最大的元素所在的行与当前行进行交换。
" o, \" n7 E' D
( o+ O/ \- F/ b4 Yfor k=1:n-1
8 Q0 ?9 s; M$ a+ p3 B5 W& Y [p,q]=find(abs(a)==max(max(abs(a(k:n,k:n)))));
3 Y- f) t! A7 d% T( G
9 W4 k9 a- t5 ~; \' K7 ]- a if(p~=k | q~=k)# \6 [3 U# }. s# i; {3 {
t=a(k, ;* |5 m6 T0 z0 g* `9 J) q! }& `& u
a(k, =a(p, ;1 d( n6 T M1 _" v8 K# A: u) x
a(p, =t;: C& j% i% t. M$ i4 ]
r=a(:,k);6 n( b8 C1 \7 W5 \& K
a(:,k)=a(:,q);
3 _0 G5 o0 b0 l4 H+ k a(:,q)=r;) h: \2 d9 x0 E% o. J
t=L(k);
" T7 k9 |; e: I5 U |0 r L(k)=L(q);
* h, ~( {2 \/ o0 E) i4 Q# j L(q)=t;5 `5 [$ I" U- U! h
u=b(k);
6 k" b2 t+ {4 m; d* D; P b(k)=b(p);
& Y; H4 C$ E" Q9 {7 a/ H b(p)=u;& M X* ^/ l9 R8 e) y$ d
end- B: F( R+ r% X
m(k+1:n,k)=a(k+1:n,k)./a(k,k);
" I' |, w8 s( {3 R; u( T7 L a(k+1:n,k:n)=a(k+1:n,k:n)-m(k+1:n,k)*a(k,k:n); d! s) o6 `$ _3 `1 }$ L
b(k+1:n)=b(k+1:n)-m(k+1:n,k)*b(k);% m8 z+ H2 F2 t$ L2 V
end5 ?/ N3 m5 g! j$ C1 g7 V
' u5 h' V4 A( i3 w
7 U% h# o: y: @+ Y2 C$ o. n2 d3.回代: 通过回代过程求解方程组。从最后一行开始,逐步计算未知数的值。" B$ x; M& w6 R
* l- x7 c5 {0 j7 D; Dy(n)=b(n)/a(n,n);, o! s! X6 e! d% t8 p, m9 x% x
for i=n-1:-1:1* `8 }7 F" r, x4 G5 @- n0 [$ ~
sum=0;
# t" T. I) n) v6 j( x for j=i+1:n
, j3 E Q9 z1 }# ]- J+ j' B sum=sum+a(i,j)*y(j);) v- L2 ~9 k# y
end
$ a( q7 ?( [ W3 E0 W y(i)=(b(i)-sum)/a(i,i);
9 C: d T$ S3 T; ]; S# H5 fend
) M" } p) b2 ]" b7 K
: m$ U7 ?3 p* u- S0 I
) w4 r- K" ?+ W! m- E- l- g8 M4.输出结果: 将解存储在 x 中,并输出结果。7 O- o, R* h: i. r; D
% h6 O8 i$ G/ h5 Fx(L(n))=y(n);
5 z$ z! z- w: \x(L(1:n-1))=y(1:n-1);
; J$ r! J- I6 J) c( i% @. Z+ {2 Jjie=x'
0 }( p2 l8 w3 K, u* X$ D5 u; w5 ?: x( B
最后,解向量 jie 包含了线性方程组的解。请注意,这段代码在求解之前进行了列主元素的行交换,以提高数值稳定性。3 E. R; o: p5 ~, |8 `3 }
0 D: O8 A/ L# \5 v
5 `3 r& g0 @" n( A |
zan
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