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高斯消元法

高斯消元法線性代數中的一個算法,主要用於求解線性方程組。它的核心思想是通過初等行變換,將增廣矩陣轉換為行階梯矩陣或行最簡形式,從而簡化方程組,易於求解。

高斯消元法的步驟通常包括:

構造增廣矩陣,即將係數矩陣與常數向量合併。

通過三種初等行變換(倍數變換對調變換倍加變換)將增廣矩陣轉化為行階梯矩陣。

將化簡後的矩陣進一步轉化為行最簡形式,這樣更容易求解。

回代求解,使用前向或後向替換算法解出方程組的解。

高斯消元法的優點是它能夠有效地簡化線性方程組,使得求解變得更加直接。它廣泛套用於各種領域,包括科學、工程和計算機圖形學等。此外,高斯消元法也是許多更複雜算法的基礎,例如求解線性方程組、計算矩陣的逆等。