高斯消元解线性方程组

高斯消元解线性方程组

首先答案有三种情况:1、有唯一解

​ 2、有无穷多解

​ 3、无解

通过矩阵的行列变换变为一个上三角的时候。如果是一个完美的阶梯型(即可以依次通过上一个方程解得所有未知元)则有唯一解

如果有一个解有 0 = 非零的情况则无解。如果有0 = 0则有无穷多解

高斯消元步骤

1、枚举每一列c

找到绝对值最大的一行(方便后续直接用乘法来消除下面的所有元素)

2、交换到最上面一行(全部元素交换)

3、将下面所有元素变为0

4、再反推回去由下到上得到一个仅有对角线的矩阵

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
const int N = 110;

double a[N][N];
const double eps = 1e-6;
int n;

void out()
{
    for(int i = 0;i < n;i ++)
    {
        for(int j = 0;j <= n; j++)
            cout<<a[i][j]<<"  ";
            puts("");
    }
    puts("");
}
int guoss()
{
    int r,c;
    for(c = 0,r = 0;c < n;c ++)
    {
       // out();
        int t = r;//记录绝对值最大的一行
        for(int i = r ; i< n;i ++)
            if(fabs(a[i][c])  > fabs(a[t][c]))
                t = i;

        if(fabs(a[t][c]) < eps)continue;
        for(int k = c;k <= n;k++)swap(a[t][k],a[r][k]);
        for(int j = n; j >=c;j--)a[r][j] /=a[r][c];
       /* for(int i = n;i >= 0;i--)
            for(int j = r+1; j < n;j++)
                a[j][i] -= a[r][i]*a[j][c];*/
        for(int i = r + 1;i < n;i ++)
            if(fabs(a[i][c]) > eps)
                for(int j = n; j >= c ;j--)
                    a[i][j] -= a[r][j]*a[i][c];
                    
        r++;
    }
    if(r < n)
    {
        for(int j = r;j < n;j ++)
            if(fabs(a[j][n]) > eps)return 2;//无解
                
        return 1;//无穷多解
    }
    
    for(int i = n-1;i >=0;i--)
        for(int j = i +1 ;j < n;j++)
            a[i][n] -= a[i][j] * a[j][n];
            
    return 0;
}
int main()
{

    cin>>n;
    
    for(int i = 0;i < n;i ++)
        for(int j = 0; j < n + 1; j++) 
            cin>>a[i][j];
    
    int k = guoss();
    
    if(k == 0)
        for(int i = 0 ;i <n;i++)printf("%.2lf\n",a[i][n]);
    else if(k == 1)
        puts("Infinite group solutions");
    else 
        puts("No solution");
        
    return 0;
}
好的,我可以为您介绍一下 C 语言实现高斯消线性方程组的方法。 首先,我们需要定义一个二维数组来存储系数矩阵和常数向量,例如: ``` float A[N][N+1]; ``` 其中,N 表示方程组的未知数个数。这个数组的第 i 行第 j 列表示系数矩阵中第 i 行第 j 列的素,而最后一列则是常数向量。 接下来,我们需要进行高斯消的主要操作。具体步骤如下: 1. 针对每一列,找到该列中绝对值最大的素,并将该素所在的行与当前行交换。 2. 对于第 i 行,将其第 i 个素除以该行第 i 列的系数,以使得第 i 个素变为 1。 3. 对于第 j 列(j>i),将第 j 行减去第 i 行的系数乘以第 j 列的素,以使得第 j 列的第 i 个素变为 0。 4. 重复步骤 1-3,直到所有的未知数都求出来。 最后,我们可以通过回代法计算出每个未知数的值,具体方法如下: 1. 从最后一行开始,计算出该行未知数的值。 2. 对于第 i 行(i<n),计算出第 i 个未知数的值,即将第 i 行第 i+1 至第 n 个未知数的值带入方程中,计算出第 i 个未知数的值。 3. 重复步骤 1-2,直到所有的未知数都求出来。 以上就是 C 语言实现高斯消线性方程组的基本步骤。需要注意的是,在实际应用中,可能会遇到系数矩阵不满足条件、有多或无等问题,需要根据具体情况进行特殊处理。
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