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数值分析作业答案(第5章)part2
, , 。
解 中 ,故不能分解。但由于 ,所以若交换 的第1行与第3行,则可以分解且分解是唯一的。
在 中, ,故不能分解。但 可以分解为
,
其中 , 为任意常数,且 奇异,故分解不唯一。
对于 , ,故 可以分解且分解唯一。
。
5.13.求证:(1). ;(2). 。
证明(1).由定义知
故 。
(2).由范数定义,有
证明只需证明 满足向量范数的三个条件。
(1).因 正定对称,故当 , ;而当 时,
。
(2).对任意 ,有
。
(3).因 正定,故有分解 ,因而
对任意 ,由 的三角不等式有
,故 是 上的向量范数。
又
所以 。
5.14.设 且非奇异,又 设为 上一向量范数,定义
试证明 是 上向量的一种范数。
证明只需证明 满足向量范数的三个条件。
(1).因 非奇异,故对任意 ,有 ,故 ,当且仅当 时,有 。
(2).对任意 ,有
。
(3).对任意 ,有
,故 是 上的向量范数。
5.15.设 为对称正定矩阵,定义 ,试证明 是 上向量的一种范数。
并求出系数矩阵 的行列式(即 )的值。
解
所以解为 , , , 。
5.9.用追赶法解三对角方程组 ,其中
, 。
解设 有分解
,
由公式
其中 , 分别是系数矩阵的主对角元素及其下边和上边的次对角线元素。
具体计算,可得
, , , , ,
, , , 。由,得 , , Nhomakorabea , ;再由
,
得 , , , , 。
5.11.下述矩阵能否分解为 (其中 为单位下三角矩阵, 为上三角矩阵)若能分解,那么分解是否唯一
数值分析作业答案(第5章) part2
5.6.证明:
(1).如果 是对称正定矩阵,则 也是对称正定矩阵
(2).如果 是对称正定矩阵,则 可以唯一地写成 ,其中 是具有正对角元的下三角矩阵。
证明:
(1).因 是对称正定矩阵,故其特征值 皆大于 ,因此 的特征值 也皆大于 。因此 也皆大于 ,故 是可逆的。又
则 也是对称正定矩阵。
(2).由 是对称正定,故它的所有顺序主子阵均不为零,从而有唯一的杜利特尔分解 。又
其中 为对角矩阵, 为上三角矩阵,于是
由 的对称性,得
由分解的唯一性得
从而
由 的对称正定性,如果设 表示 的各阶顺序主子式,则有
, ,
故
因此
,
其中 为对角元素为正的下三角矩阵。
5.7.用列主元消去法解线性方程组