關於線性方程組直接法和迭代法的比較

2021-12-25 08:33:52 字數 843 閱讀 2664

1樓:匿名使用者

樓主,既然畢業用,就不要讓別人代勞了,又不是多難的東西,又沒有很高的字數限制,何必呢

2樓:匿名使用者

線性方程組是以下形式的方程組:

這裡的 a 是 m×n 矩陣,x 是 n 元素列向量,b 是 m 元素列向量。

在這個張成的基中的向量的數目被表達為這個矩陣的秩。

在已知矩陣 a 和向量 的情況求得未知向量 是線性代數的基本問題之一。

根據解的存在情況,線性方程可以分為:

有唯一解的恰定方程組,

解不存在的超定方程組,

有無窮多解的欠定方程組。

這個問題當然可以從線性空間的角度去分析,即我們可以將線性方程組的求解問題看成向量 在矩陣 a 所張成的線性空間裡面的投影的問題。但是,對於初學者,一個比較形象的解釋是,如果我們已知不重合的兩個點,要求經過這兩點的一條直線,那麼我們可以唯一的確定這條直線。如果給定三個點,並且這三個點正好在一個直線上,這條直線仍然可以唯一確定。

上面兩種情況對應恰定問題。如果給定的三點不在一條直線上, 我們將無法得到這樣一條直線,使得這條直線同時經過給定這三個點。這對應上面所說的超定問題。

也就是說給定的條件(限制)過於嚴格, 導致解不存在。最後,如果只給定一個點,顯然這條直線有無窮多種可能,這對應於上面說的欠定問題。在實驗資料處理和曲線擬合問題中,求解超定方程組非常普遍。

比較常用的方法是最小二乘法。形象的說,就是在無法完全滿足給定的這些條件的情況下,求一個最接近的解。最小二乘法求解超定問題等價於一個優化問題,或者說最小值問題,即,在不存在 使得 的情況下,我們試圖找到這樣的 使得 最小, 其中 表示範數。

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