04 MIT线性代数-矩阵的LU分解 Factorization into A=LU

目的: 从矩阵的角度理解高斯消元法, 完成LU 分解得到A =LU

1.矩阵乘积的逆矩阵 Inverse of a product

2.矩阵乘积的转置 Transpose of a product

3.转置矩阵的逆矩阵 Inverse of a transpose

4.矩阵的LU分解

U 为上三角阵(Upper triangular matrix), L 为下三角阵(Lower triangular matrix), 通过分解得到对角阵D(diagonal matrix)

4.1 三阶矩阵不需要换行进行消元的情况则有: (no row exchanges)

设定一组消元矩阵,其中E31 为单位阵I,其它两个消元矩阵如下:

row3 -5newrow2 =row3 -5(row2 -2row1 )=row3 -5row2 +10row1

E(left of A) EA=U

4.2 inverses (reverse order)

右侧操作则不会有这种情况发生,运算顺序会发生变化

E(left of U) A=LU

if no row exchanges, multipliers go directly into L 没有多余的交叉项出现是LU 分解要优于EA =U这种形式的原因之一

5. How many operations on n×n matrix A? 消元法所需运算量

6. 置换矩阵Permutation Matrix

如果主元的位置出现了0,就需要进行"行交换"。我们可以通过左乘一个置换矩阵(Permutation Matrix)实现"行交换"的操作. 置换矩阵每一行或者每一列只有一个元素是1,其它都是0

为了实现33矩阵的第一行与第二行的交换, 有6个置换矩阵

nxn矩阵存在着++n!++个置换矩阵

置换矩阵的逆矩阵

某阶的置换矩阵集合而言,置换矩阵的两两乘积仍在这个集合中,置换矩阵的逆矩阵也在此集合中。置换矩阵的逆矩阵即为它的转置

相关推荐
大雨歌12 小时前
笛卡尔坐标 → 自然坐标(Frenet) 逐步推导全解 -5
线性代数
云的雨 雨的云2 天前
手写算法动画上位机:从排序到线性代数可视化
线性代数·算法
goujunwe2 天前
保险 GEO 信源矩阵搭建:代理人轻量化分层信源,构建 AI 认可的交叉佐证网络
人工智能·线性代数·矩阵
Samson Bruce2 天前
【数学之美】
线性代数·算法·概率论
phoenix@Capricornus2 天前
LDA 协方差矩阵(MATLAB `fitcdiscr`)
算法·matlab·矩阵
fpcc3 天前
AI和大模型—矩阵相似
人工智能·线性代数·矩阵
wzdark3 天前
动态规划算法的状态转移矩阵可视化分析5
算法·矩阵·动态规划
可爱系程序猿3 天前
模型推理任务弹出找不到 cublas64_12.dll,CUDA 12 矩阵计算库按安装包核对
程序人生·线性代数·矩阵·电脑
DevOps老兵4 天前
【老计带你懂线性代数】09:特征值与特征向量,矩阵最本质的方向
线性代数·矩阵·pca·特征值·特征向量·pagerank
SomeOtherTime4 天前
电磁波基础相关(AI回答)
人工智能·线性代数