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  • 【学习笔记】高斯消元法

    引出:

    给定一个线性方程组,对其求解。

    一般对于求解线性方程组的问题,我们用到高斯消元法对其进行求解。那么高斯消元咋消啊?

    正文:

    假设我们要求解一个线性方程组:

    [left{egin{matrix} x&+& 3y&+& 4z&=&5 \ x&+& 4y&+& 7z&=&3 \ 9x&+& 3y&+& 2z&=&2 end{matrix} ight.]

    按照数学课上常规操作,我们应该先选择一个式子的 (x),用它消去其它式子的所有的 (x),剩下的式子就可以看作是一个 ((n-1)) 元一次方程了,接下来即可递归下去,直到最后一元 (z),就能代回到其它式子得到答案了。

    比如上面的式子先用第三个式子消掉其它的 (x)

    [left{egin{matrix} 0 imes x&+& frac{8}{3}y&+& frac{34}{9}z&=&frac{43}{9} \ 0 imes x&+& frac{11}{3}y&+& frac{61}{9}z&=&frac{25}{9} \ 9x&+& 3y&+& 2z&=&2 end{matrix} ight.]

    剩下的式子,再用第二个式子消 (y)

    [left{egin{matrix} 0 imes y&+& (-frac{114}{99}z)&=&frac{273}{99} \ frac{11}{3}y&+& frac{61}{9}z&=&frac{25}{9} \ end{matrix} ight.]

    得到 (z=-2.39),用 (z) 代回得到 (y=5.18,x=-0.97)

    在代码中实现就是这样的步骤。

    代码:

    int main()
    {
    	scanf ("%d", &n);
    	for (int i = 1; i <= n; i++)
    		for (int j = 1; j <= n + 1; j++)
    			scanf ("%lf", &a[i][j]);
    	for (int i = 1; i <= n; i++)
    	{
    		int mxi = i;
    		for (int j = i + 1; j <= n; j++)
    			if(fabs(a[mxi][i]) < fabs(a[j][i])) mxi = j;
    		if(fabs(a[mxi][i]) < 1e-7) 
    		{
    			puts("No Solution"); return 0;
    		}
    		swap(a[mxi], a[i]);
    		double inv = a[i][i];
    		for (int j = i; j <= n + 1; j++)
    			a[i][j] /= inv;
    		for (int j = i + 1; j <= n; j++)
    		{
    			inv = a[j][i];
    			for (int k = i; k <= n + 1; k++)
    				a[j][k] -= a[i][k] * inv;
    		}
    	} 
    	ans[n] = a[n][n + 1];
    	for (int i = n - 1; i; --i)
    	{
    		ans[i] = a[i][n + 1];
    		for (int j = i + 1; j <= n; ++j)
    			ans[i] -= ans[j] * a[i][j];
    	}
    	for (int i = 1; i <= n; i++)
    		printf("%.2lf
    ", ans[i]);
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/GJY-JURUO/p/14049835.html
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