Как и в методе Гаусса, цель прямого хода преобразований в этом методе–приведение системы к треугольному виду последовательным обнулением поддиагональных элементов сначала первого столбца, затем второго и т.д.
Умножим первое уравнение исходной системы (1) на с1 ,второе на s1 и сложим их ; полученным уравнением заменим первое уравнение системы. Затем первое уравнение исходной системы умножаем на –s1 , второе на c1 и результатом их сложения заменим второе уравнение . Таким образом, первые два уравнения (1) заменяются уравнениями
Отсюда . Эти числа можно интерпретировать как косинус и синус некоторого угла (отсюда название метод вращения, каждый шаг такого преобразования можно рассматривать как вращение расширенной матрицы системы в плоскости обнуляемого индекса).
В результате преобразований получим систему
где
Далее первое уравнение системы заменяется новым, полученным сложением результатов умножения первого и третьего уравнений соответственно на
а третье–уравнением, полученное при сложении результатов умножения тех же
где
Выполнив преобразование m-1 раз, придем к системе
Вид полученной системы такой же, как после первого этапа преобразований методом Гаусса. Эта система обладает следующим свойством: длина любого вектора-столбца (эвклидова норма) расширенной матрицы остается такой же, как у исходной матрицы. Следовательно, при выполнении преобразований не наблюдается рост элементов.
Далее по этому же алгоритму преобразуется матрица
и т.д.
В результате m-1 этапов прямого хода система будет приведена к треугольному виду.
Нахождение неизвестных не отличается от обратного хода метода Гаусса.
Всего метод вращения требует примерно операций умножения и деления.
Пример:
Дана СЛУ:
х1+2х2+3х3=8
3х1+х2+х3=3
2х1+3х2+х3=5
Умножим первое уравнение на с1, второе на s1, сложим их, а потом умножим первое на ( –s1), а второе на с1 и сложим. Результат : система (1) из 2 измененных уравнений и 1 оставшегося:
x1(c1+3s1)+x2(2c1+s1)+x3(3c1+s1)=8c1+3s1
x1(3c1-s1)+x2(c1-2s1)+x3(c1-3s1)=3c1-8s1
2x1+3x2+x3=5
Найти c1 и s1
-s1+3c1=0
c1=1/10^1/2
s1=3/10^1/2
Подставим эти значения в первые два уравнения системы (1), получим новую систему (2):
10x1+5x2+6x3=17
-5x2-8x3=-21
2x1+3x2=5
Умножим уравнение 1 из системы(2) на с2, третье на s2, сложим их, а потом умножим первое на ( –s2), а второе на с2 и сложим. Результат : система (3):
2x1(5c2+s2)+x2(5c2+3s2)+x3(6c2+s2)=17c2+5s2
2x1(c2-5s2)+x2(3c2-5s2)+x3(c2-5s2)=5c2-17s2
Найти c2 и s2:
-10s2+2c2=0
c2=5/26^1/2
s2=1/26^1/2
Подставим эти значения в уравнения 1 и 3 системы (3), получим систему (4):
52x1+28x2+31x3=90
-5x2-8x3=-21
-10x2-x3=-8
Теперь, оставляя 1 уравнение без изменений, умножим второе на с3, третье на s3, сложим их., умножим второе на (-s3), третье на с3, сложим и их. Результат : система (5):
52x1+28x2+31x3=90
5x2(-c3-2s3)+x3(-8c3-s3)=-21c3-8s3
5x2(-2c3+s3)+x3(-c3+8s3)=-8c3+21s3
Найдем c3 и s3:
10s3-5c3=0
c3=-1/5^1/2
s3=-2/5^1/2
Подставим найденные значения во 2 и 3 уравнения системы (5) и найдем результирующую систему (6):
52x1+28x2+31x3=90
35x2-10x3=15
-15x3=-30
Ответы:
х1=0
х2=1
х3=2
Другие работы по теме:
Метод решения уравнений Ньютона - Рафсона
Метод Ньютона-Рафсона, также известный как Метод Ньютона, представляет собой обобщенный метод поиска корня уравнения Примем x = xj в качестве j-го приближения к корню уравнения (1). Предположим, что xj не является решением. Следовательно,
Метод Гаусса
Методические рекомендации по выполнению заданий методом гауса. Примеры выполнения заданий.
Решение систем линейных уравнений
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Определители
Муниципальное образовательное учреждение – гимназия № 47 Реферат по математике ученицы 8 г класса Годуновой Екатерины г.Екатеринбург, 2000г. Введение
Системы линейных уравнений и неравенств
Основные понятия теории систем уравнений. Метод Гаусса — метод последовательного исключения переменных. Формулы Крамера. Решение систем линейных уравнений методом обратной матрицы. Теорема Кронекер–Капелли. Совместность систем однородных уравнений.
Алгебра матриц. Системы линейных уравнений
Выполнение действий над матрицами. Определение обратной матрицы. Решение матричных уравнений и системы уравнений матричным способом, используя алгебраические дополнения. Исследование и решение системы линейных уравнений методом Крамера и Гаусса.
Метод Крамера
Министерство рыбного хозяйства Владивостокский морской колледж ТЕМА: “ Системы 2-х , 3-х линейных уравнений. Правило Крамера. ” г. Владивосток
Матрицы Метод Гаусса
КОСТРОМСКОЙ ФИЛИАЛ ВОЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА РХБ ЗАЩИТЫ Кафедра «Автоматизации управления войсками» Только для преподавателей "Утверждаю"
Метод квадратных корней
Система линейных алгебраических уравнений. Основные формулы Крамера. Точные, приближенные методы решения линейных систем. Алгоритм реализации метода квадратных корней на языке программирования в среде Matlab 6.5. Влияние мерности, обусловленности матрицы.
Метод вращений решения СЛАУ
Математические модели явлений или процессов. Сходимость метода простой итерации. Апостериорная оценка погрешности. Метод вращений линейных систем. Контроль точности и приближенного решения в рамках прямого метода. Метод релаксации и метод Гаусса.
Определитель матрицы
Вид в матричной форме, определитель матрицы, алгебраического дополнения и всех элементов матрицы, транспоная матрица. Метод Крамера, правило Крамера — способ решения квадратных систем линейных алгебраических уравнений с определителем основной матрицы.
Системы линейных уравнений
Решение системы линейных уравнений по правилу Крамера и с помощью обратной матрицы. Нахождение ранга матрицы. Вычисление определителя с помощью теоремы Лапласа. Исследование на совместимость системы уравнений, нахождение общего решения методом Гауса.
Решение произвольных систем линейных уравнений
Рассмотрение систем линейных алгебраических уравнений общего вида. Сущность теорем и их доказательство. Особенность трапецеидальной матрицы. Решение однородных и неоднородных линейных алгебраических уравнений, их отличия и применение метода Гаусса.
Исследования и теории Габриеля Крамера
Преподавательская работа швейцарского математика Габриэля Крамера, введение в анализ алгебраических кривых. Система произвольного количества линейных уравнений с квадратной матрицей Крамера. Классификация и порядок математических и алгебраических кривых.
План по многоканальной связи
Рассмотрены принципы образования современных многоканальных систем, построение стандартных каналов тч, групповых и линейных трактов и их использование для передачи различных видов сигналов (телефонных, телеграфных, фототелеграфных, сигналов вещания и др.). Дано понятие о системе ТАСИ и вокодерах.
Расчет жесткого стержня
Построение математической модели и составление программы для расчета опорных реакций жесткого стержня с тремя опорными узлами. Определение внутренних усилий, поперечной силы Q и изгибающего момента М во внутренних сечениях стержня под действием нагрузки.
Изучение линейных кодов
Принципы формирования линейных кодов цифровых систем передачи. Характеристика абсолютного и относительного биимпульсного кода, а также кода CMI. Выбор конкретного помехоустойчивого кода, скорость его декодирования и сложность технической реализации.
Линейные корабли типа Саут Дакота
Тип «Южная Дакота» или «Саут Дакота» (англ. South Dakota class) — серия линейных кораблей США. Последние корабли, спроектированные в рамках ограничений Вашингтонского договора, они также оцениваются многими специалистами как одни из наиболее удачных кораблей, созданных в этих рамках. В 1939—1942 годах были построены четыре корабля этого типа.
Дарданелльское сражение
Дарданелльское морское сражение 1807 , сражение между русской Средиземноморской эскадрой и турецким флотом в районе Дарданелл 10-11 (22-23) мая, эпизод кампании Второй Архипелагской экспедиции русского флота во время русско-турецкой войны 1806—1812 годов. Выиграно русским флотом под командованием Д.
Вахтмейстер, Карл Ханс
Карл Ханс Вахтмейстер (швед. Karl Hans Wachtmeister; 2 апреля (12 апреля) 1689(16890412) — 7 марта (18 марта) 1736) — адмирал шведского флота, граф, сын Ханса Вайхтмейстера старшего.
Особенности вычисления определителя матрицы
Понятие определителя матрицы, математические и алгоритмические основы его расчета, функциональные модели, блок-схемы и программная реализация. Сущность метода Гаусса для решения систем линейных алгебраических уравнений и вычисления определителя матрицы.
Моделирование структурных схем в среде SIMULINK пакета MATLAB
Практические навыки моделирования структурных схем в среде SIMULINK пакета MATLAB. Построение графиков функций в декартовой системе координат. Решение систем линейных и нелинейных уравнений. Работа с блоками Sum, Algebraic Constraint, Gain, Product.
Ценообразование 6
Ценообразование — установление цен, процесс выбора окончательной цены в зависимости от себестоимости продукции, цен конкурентов, соотношения спроса и предложения и других факторов.