LUDecomposition

LUDecomposition[m]

产生方形矩阵 m 的 LU 分解表示.

更多信息和选项

  • LUDecomposition 返回由三个元素组成的一个列表. 第一个元素是上三角和下三角矩阵的组合,第二个元素是一个指定用于绕轴旋转的行向量,并且对近似数值矩阵 m,第三个元素是 mL 条件数的一个估计.

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (2)

计算矩阵的 LU 分解:

llu 的严格的沿对角线假设的下三角形部分:

ulu 的上三角部分:

l.u 重构原矩阵:

求符号矩阵的 LU 分解:

提取 矩阵:

验证 是否等于原始矩阵:

范围  (13)

基本用法  (9)

求机器精度矩阵的 LU 分解:

因为 不是单位置换,所以 是置换矩阵 而不是

复数矩阵的 LU 分解:

格式化结果:

使用具有精确矩阵的 LUDecomposition

任意精度矩阵的 LU 分解:

LUDecomposition 与符号矩阵一起使用:

高效计算大型数值矩阵的 LU 分解:

有限场元素矩阵的 LU 分解:

CenteredInterval 矩阵的 LU 分解:

非方阵的 LU 分解:

矩阵与 具有相同的形状:

矩阵是方阵,行数与 相同:

给出置换矩阵

特殊矩阵  (4)

求稀疏矩阵的 LU 分解:

结构化矩阵的 LU 分解:

QuantityArray 结构化矩阵一起使用:

将单位加入 矩阵中;而 矩阵是无量纲的:

单位矩阵的 LU 分解将输入作为 给出:

HilbertMatrix 的 LU 分解:

应用  (4)

矩阵 的 LU 分解将其分解为满足 的一个下三角矩阵 () 和一个上三角矩阵 (),其中, 的列置换:

提取下三角矩阵和上三角矩阵:

检验分解 l.uap

MatrixPlot 来说明矩阵结构:

三角线性系统是一个线性方程组,其中第一个方程有一个变量,随后的每个方程都引入了一个额外的变量. 将以下四变量方程组改写为两个八变量三角线性方程组:

以矩阵形式 重写方程组并计算 的 LU 分解:

提取 矩阵; 如 ,原方程组可以重新排序为

引入新变量 并设置 ;结果是含有 的三角形方程组:

代入 得到 ,这是一个以 为变量的三角形方程组:

八个三角方程一起给出了与原始方程组相同的 的结果:

LU 分解主要用于求解线性系统. 以下是一个 5×5 随机矩阵:

为了便于求解,LinearSolve[m] 建立一个函数形式的 LU 分解:

以下求解关于 x 的方程组 m.x=b

验证 x 是解:

这也可以使用 LUDecompsition 的输出手动完成:

提取分解的下部和上部:

求解上三角或下三角方程组:

m 是一个随机 100×100 矩阵:

计算 m 的 LU 分解:

m 的行列式由 lu 的对角元素的乘积给出:

可使用 Signature[p] 确定符号:

属性和关系  (9)

m 是一个 6×6 矩阵:

计算 m 的 LU 分解:

llu 延对角线假设的严格下三角形部分:

ulu 的上三角部分:

l.u 等于由 p 给出的 m 的行的排列:

如果 是矩形矩阵,则 矩阵是具有与 相同行数的方阵:

矩阵与 具有相同的形状:

基本恒等式 仍然成立:

可通过 PermutationMatrixLUDecomposition 返回的置换列表 转换为矩阵 . 那么,恒等式 成立:

如果 m 分解为 {lu,p,c},则 Det[m]luSignature[p] 的对角线项的乘积:

如果矩阵是奇异的,则 矩阵的对角线为零:

正定埃尔米特矩阵 hCholeskyDecomposition

这给出了使用 ConjugateTranspose 的 LU 分解:

这通常是与 LUDecomposition 给出的分解不同的分解:

可逆数值矩阵的条件数为 TemplateBox[{m, infty}, Norm2] TemplateBox[{TemplateBox[{m}, Inverse, SyntaxForm -> SuperscriptBox], infty}, Norm2]:

LUDecomposition 返回的值只是一个估计值:

精确矩阵或符号矩阵的条件数报告为 0

条件数 LinearSolve[m] 报告的条件数相同:

Wolfram Research (1996),LUDecomposition,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html (更新于 2024 年).

文本

Wolfram Research (1996),LUDecomposition,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html (更新于 2024 年).

CMS

Wolfram 语言. 1996. "LUDecomposition." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html.

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Wolfram 语言. (1996). LUDecomposition. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html 年

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