x+(-2)=1解方程组?

Matlab求解线性方程组、非线性方程组

姓名:罗宝晶学号:15 专业:材料学院高分子系

在MATLAB中,求解线性方程组时,主要采用除法运算符“/”和“\”。如:X=A\B表示求矩阵方程AX=B的解;

X=B/A表示矩阵方程XA=B的解。

对方程组X=A\B,要求A和B用相同的行数,X和B有相同的列数,它的行数等于矩阵A的列数,方程X=B/A同理。

如果矩阵A不是方阵,其维数是m×n,则有:

m=n 恰定方程,求解精确解;

m>n 超定方程,寻求最小二乘解;

针对不同的情况,MATLAB将采用不同的算法来求解。

恰定方程组由n个未知数的n个方程构成,方程有唯一的一组解,其一般形式可用矩阵,向量写成如下形式:

Ax=b 其中A是方阵,b是一个列向量;

在线性代数中,最常用的方程组解法有:

(1)利用Cramer公式来求解法;

(2)利用矩阵求逆解法,即x=A-1b;

(4)利用Lu法求解。

一般来说,对维数不高,条件数不大的矩阵,上面四种解法所得的结果差别不大。前三种解法的真正意义是在其理论上,而不是实际的数值计算。MATLAB 中,出于对算法稳定性的考虑,行列式及逆的计算大都在Lu分解的基础上进行。

在MATLAB中,求解这类方程组的命令十分简单,直接采用表达式:x=A\b。

在MATLAB的指令解释器在确认变量A非奇异后,就对它进行Lu分解,并最终给出解x;若矩阵A的条件数很大,MATLAB会提醒用户注意所得解的可靠性。

如果矩阵A是奇异的,则Ax=b的解不存在,或者存在但不唯一;如果矩阵A接近奇异时,MATLAB将给出警告信息;如果发现A是奇异的,则计算结果为inf,并且给出警告信息;如果矩阵A是病态矩阵,也会给出警告信息。

此外还要注意:在求解方程时,尽量不要用inv(A)*b命令,而应采用A\b

的解法。因为后者的计算速度比前者快、精度高,尤其当矩阵A的维数比较大时。另外,除法命令的适用行较强,对于非方阵A,也能给出最小二乘解。二.超定方程组

对于方程组Ax=b,A为n×m矩阵,如果A列满秩,且n>m。则方程组没有精确解,此时称方程组为超定方程组。线性超定方程组经常遇到的问题是数据的曲线拟合。对于超定方程,在MATLAB中,利用左除命令(x=A\b)来寻求它的最小二乘解;还可以用广义逆来求,即x=pinv(A),所得的解不一定满足Ax=b,x只是最小二乘意义上的解。左除的方法是建立在奇异值分解基础之上,由此获得的解最可靠;广义逆法是建立在对原超定方程直接进行householder变换的基础上,其算法可靠性稍逊与奇异值求解,但速度较快;

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