LUDecomposition

LUDecomposition[m]

正方行列 m のLU分解を表すオブジェクトを生成する.

詳細とオプション

  • LUDecompositionは3つの成分からなるリストを返す.第1成分は上三角行列と下三角行列の組合せで,第2成分は旋回および m の近似数値行列に使われる行を指定するベクトルで,第3成分は m の条件数Lの推定値である.

例題

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  (2)

行列のLU分解を計算する:

l は対角に沿っていると考えられる1を含む lu の厳密な下三角部分にある:

ulu の上三角部分にある:

l.uでもとの行列を再構築する:

記号行列のLU分解を求める:

行列と 行列を抽出する:

がもとの行列と等しいことを確認する:

スコープ  (13)

基本的な用法  (9)

機械精度行列のLU分解を求める:

は恒等置換ではないので, ではなく置換行列 である:

複素行列のLU分解:

結果をフォーマットする:

LUDecompositionを厳密行列に使う:

任意精度行列のLU分解:

記号行列にLUDecompositionを使う:

大きい数値行列のLU分解は効率的に計算される:

有限体の元を含む行列のLU分解:

CenteredInterval行列のLU分解:

非正方行列のLU分解:

行列と 行列は と同じ形状である:

行列は と同数の行を持つ正方行列である:

は置換行列 を与える:

特殊行列  (4)

疎な行列のLU分解を求める:

構造化行列のLU分解:

QuantityArrayを構造化行列に使う:

単位は 行列にある. 行列は無次元である:

恒等行列をLU分解すると の両方としての入力が与えられる:

HilbertMatrixのLU分解:

アプリケーション  (4)

行列 のLU分解は,行列を,を満足する下三角()と上三角()に分解する.ただし, の列置換である:

分解の上部および下部を抽出する:

分解 l.uapを確認する:

MatrixPlotを使って構造を図示する:

三角線形系は,最初の方程式が1つの変数を持ち続く方程式で変数が厳密に1つずつ加えられていく線形方程式の系である.4つの変数を持つ次の系を8つの変数を持つ2つの三角線形系に書き直す:

この系を行列形式 に書き直し, のLU分解を計算する:

行列と 行列を抽出する.なので,もとの系は の形に描画できる:

新たな変数 を導入して と設定する.結果は三角系である:

部分文字列 に入れると となる.これはにおける三角系である:

8つの三角方程式は についてもとの方程式系と同じ結果を与える:

LU分解は主に線形系を解くために使われる.次は5×5のランダムな行列である:

LinearSolve[m]は解を得るのに便利なようにLU分解を関数的な形で設定する:

次は,系 m.x=bx について解く:

x が実際に解であることを証明する:

これは,LUDecompositionの出力を使って手動で行うこともできる:

分解の上三角と下三角の部分を抽出する:

2つの後退代入法で系を解く:

m はランダムな100×100行列である:

m のLU分解を計算する:

m の行列式は,符号まで,lu の対角要素の積で与えられる:

符号はSignature[p]を使って固定できる:

特性と関係  (9)

m は6×6行列である:

m のLU分解を計算する:

l は,対角に沿っていると考えられる1を含む lu の厳密に下三角部分にある:

ulu の上三角部分にある:

l.up が与える m の行の置換に等しい:

が矩形行列なら, 行列は と同数の行をもつ矩形行列である:

行列は と同じ形状である:

基本的な恒等式 はそれでも成立する:

LUDecompositionが返す順列のリスト PermutationMatrixを使って行列 に変換できる.こうすると,恒等式 が成り立つ:

m を分解すると{lu,p,c}になるなら,Det[m]lu の対角成分の積でありSignature[p]である:

行列が特異行列なら, 行列は対角に沿って0を持つ:

正定値エルミート行列 hCholeskyDecomposition

これはConjugateTransposeを介して一種のLU分解を与える:

これは,一般に,LUDecompositionが与えるのとは異なる分解である:

可逆数値行列の条件数はTemplateBox[{m, infty}, Norm2] TemplateBox[{TemplateBox[{m}, Inverse, SyntaxForm -> SuperscriptBox], infty}, Norm2]である:

LUDecompositionが返す値は推定に過ぎない:

厳密行列あるいは記号行列の条件数は0として報告される:

条件数 LinearSolve[m]が報告する条件数と同じである:

Wolfram Research (1996), LUDecomposition, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html (2024年に更新).

テキスト

Wolfram Research (1996), LUDecomposition, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html (2024年に更新).

CMS

Wolfram Language. 1996. "LUDecomposition." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html.

APA

Wolfram Language. (1996). LUDecomposition. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/LUDecomposition.html

BibTeX

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