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;
}