연립 방적식. 가우스 소거법판별식. 구경원(돼지고기)2011.09.24
선형 연립 방적식두 개 이상의 미지수를 포함하는 방정식의 조를 말한다.미지수의 개수가 n 이고 최고의 m 차수 일 때, 그 연립방정식을 연립 n원 m차 방정식이라고 한다.
해집합연립방정식에 대해서 가능한 모든 해답의 집합을 “해집합” 이라고 한다.
Ax = b주어진 A와 b에 대해서 x는 무엇인가
선형 연립 방정식 풀기를 통해서 한 개의 미지수 해를 구할 수 잇다.
구해진 미지수의 해를 이전 공식에 대입해서 또 다른 해를 구할 수 있다.
위의 과정을 연쇄적으로 반복해서 해 집합을 구할 수 있다.
이러한 행렬을 행 사다리꼴 이라고 한다.행 사다리꼴만야 임의의 행이 모두가 0이라면, 행렬에서 임의의 0이 아닌 행들 아래로 내릴수 있다. 다른 말로 하자면, 모든 0인 행렬은 행렬의 아래쪽에 놓인다.임의의 행의 0이 아닌 첫 번째 원소는 1 이어야 한다.각 선두 1은 이전 행의 선두 1보다 오른쪽에 있어야 한다.기약 행 사다리꼴(축약된 행 사다리꼴)선두 1을 가지는 각 열은 다른 행들에서는 0이어야 한다.기본 행 연산선형 연립 방적식을 풀기 위해서 선형 시스템의 성질을 보존하는 행렬을 사용할 필요가 있다.이러한 이유로 기본 행 연산 이라고 불리는 세가지 변한들 중에 하나를 수행하는 행렬들로 제한된다.두번째 행에 스칼라 a를 곱한다.두번째 행에 k배를 해서 첫번째 행에 더한다.두번째 행에 k배를 해서 첫번째 행에 더한다.
가우스 소거법1. 행렬 A와 벡터 b를 첨가 행렬 이라고 불리는 결합 한다.2.기본 행 연산을 첨가 행렬에 수행한다.선형 연립 방정식의 해를 얻거나 유일 해를 얻거나 유일 해를 계산하는 것이 가능한지, 해가 없는지, 무한한 해가 존재하는지 알 수 있다내가 가우스요
순서도1. 열p 에서 가장 큰 절대 값을 가지고 있는 원소를 찾는다.2. 만약 최대값이 0이라면 중단한다.3. 만약 최대값이 p번째 행에 있지 않다면 행을 교환한다.4. 중심 원소를 1로 만든다.5. 아래 열 성분들을 지운다.( 기준 열에 원소들이 0이 되도록 현재 행에서 p 번째 행에 특정값을 곱해서 뺀다)6. 후 대입법을 수행한다.
1번째 열을 살펴보면 최대 원소가 3번째 행의 3이다.따라서 3번째와 1번째 행을 교체한다.
중심 원소를 1로 만들기 위해서 새로운 1번째 행에 1/3으로 스케일 한다.2번째 행의 1번째 원소는 2이다. 1번째 행에 -2를 곱해서 그것을 2번째 행에 더하자. 3번째 행에 대해서도 마찬가지로 -1을 스케일해서 더하자.
다른 행과 열에 대해서도 똑같이 반복 계산 해준다.행 사다리꼴 완성.
행렬의 역b = Ax 방정식 풀기양변을 A로 나누면 x = b/A하지만 행렬은 나눗셈 연산을 가지지 않는다.그래서 필요한 것이 행렬의 역 행렬 이다.n*n 행렬 M의 역행렬은      이라고 표기한다.역 행렬이 존재하는 행렬을 가역 행렬이라고한다.존재 하지 않는 행렬을 특이 행렬 이라고 한다.
행렬의 곱셈에서의 역원역원의 역원은 원본 행렬이다.행렬이 정방 행렬이라고 역 행렬을 가지는 건 아니다.
가우스 소거법을 이용하여 역 행렬을 구할 수 있다.
- 가우스 소거법이 역원을 구하는 데에 유용하기는 하지만 많은 행렬들의 역원을 구하는 데에는 필요하지 않다.게임에서 다루는 행렬들의 대부분은 간단한 역원을 가지고, 그 행렬의 형태를 아는 것이 역원을 계산 하는 것을 명백히 해준다.1. 행렬 A가 직교행렬 이면, 역원은 전치행렬이다.
2. 0이 아닌 요소들을 가지는 대각행렬3. 대각은 모두 1이고 한 열 또는 한 행은 0이 아니다.4. A행렬과 B행렬이 가역행렬이다.
행렬식=판별식(determinate)정방행렬의 요소들을 평가한 결과인 스칼라 양이다. 행렬에 의해서 변화된 벡터의 크기가 얼마나 변화 하는가의 일반적인 측정 단위로서 작동한다.det(A) 또는 |A| 로 표기하며, 두 번째는 행렬의 요소들을 보여줄 때 종종 사용된다.2*2 행렬의 열 들을 취하고 그것을 평행사변형의 변이면,평행사변형의 면적과 동일3*3행렬의 경우 판별식의 절대값은기저벡터들로 구성된 평행육면체의 부피와 동일
예제1행과 1열을 제거한 부분 행렬1행과 2열을 제거한 부분 행렬1행과 3열을 제거한 부분 행렬
판별식과 기본 행 연산들- 2*2, 3*3 행렬의 판별식 계산은 단순하다.하지만 큰 행렬의 경우, 재귀적인 정의는 다루기 힘들어지고계산비용도 측정 불가능한 시간이 소모될 수 있다.
부동소수점 정밀도 문제들을 야기할 수도 있다.- 행에 k를 곱하는 것판별식에 k를 곱한다.한 행의 곱한 결과를 다른 행에 더하는 것아무런 영향이 없다.행들을 교환하는 것판별식의 부호가 바뀐다.
수반행렬과 역원- 여인수 행렬- 여인수 행렬의 전치가 수반 행렬 스위스 수학자인 가브리엘크래머는 행렬의 역을 다음과 같이 수반 행렬로 계산 할 수 있다는 것을 증명 했다.- Ax = b 에서 b가 영행렬이 아니고 A가 역행렬이 존재할 때 Ax = b는 유일한 해를 가진다.

선형연립방정식 가우스소거법

  • 1.
    연립 방적식. 가우스소거법판별식. 구경원(돼지고기)2011.09.24
  • 2.
    선형 연립 방적식두개 이상의 미지수를 포함하는 방정식의 조를 말한다.미지수의 개수가 n 이고 최고의 m 차수 일 때, 그 연립방정식을 연립 n원 m차 방정식이라고 한다.
  • 3.
    해집합연립방정식에 대해서 가능한모든 해답의 집합을 “해집합” 이라고 한다.
  • 4.
    Ax = b주어진A와 b에 대해서 x는 무엇인가
  • 5.
    선형 연립 방정식풀기를 통해서 한 개의 미지수 해를 구할 수 잇다.
  • 6.
    구해진 미지수의 해를이전 공식에 대입해서 또 다른 해를 구할 수 있다.
  • 7.
    위의 과정을 연쇄적으로반복해서 해 집합을 구할 수 있다.
  • 8.
    이러한 행렬을 행사다리꼴 이라고 한다.행 사다리꼴만야 임의의 행이 모두가 0이라면, 행렬에서 임의의 0이 아닌 행들 아래로 내릴수 있다. 다른 말로 하자면, 모든 0인 행렬은 행렬의 아래쪽에 놓인다.임의의 행의 0이 아닌 첫 번째 원소는 1 이어야 한다.각 선두 1은 이전 행의 선두 1보다 오른쪽에 있어야 한다.기약 행 사다리꼴(축약된 행 사다리꼴)선두 1을 가지는 각 열은 다른 행들에서는 0이어야 한다.기본 행 연산선형 연립 방적식을 풀기 위해서 선형 시스템의 성질을 보존하는 행렬을 사용할 필요가 있다.이러한 이유로 기본 행 연산 이라고 불리는 세가지 변한들 중에 하나를 수행하는 행렬들로 제한된다.두번째 행에 스칼라 a를 곱한다.두번째 행에 k배를 해서 첫번째 행에 더한다.두번째 행에 k배를 해서 첫번째 행에 더한다.
  • 9.
    가우스 소거법1. 행렬A와 벡터 b를 첨가 행렬 이라고 불리는 결합 한다.2.기본 행 연산을 첨가 행렬에 수행한다.선형 연립 방정식의 해를 얻거나 유일 해를 얻거나 유일 해를 계산하는 것이 가능한지, 해가 없는지, 무한한 해가 존재하는지 알 수 있다내가 가우스요
  • 10.
    순서도1. 열p 에서가장 큰 절대 값을 가지고 있는 원소를 찾는다.2. 만약 최대값이 0이라면 중단한다.3. 만약 최대값이 p번째 행에 있지 않다면 행을 교환한다.4. 중심 원소를 1로 만든다.5. 아래 열 성분들을 지운다.( 기준 열에 원소들이 0이 되도록 현재 행에서 p 번째 행에 특정값을 곱해서 뺀다)6. 후 대입법을 수행한다.
  • 11.
    1번째 열을 살펴보면최대 원소가 3번째 행의 3이다.따라서 3번째와 1번째 행을 교체한다.
  • 12.
    중심 원소를 1로만들기 위해서 새로운 1번째 행에 1/3으로 스케일 한다.2번째 행의 1번째 원소는 2이다. 1번째 행에 -2를 곱해서 그것을 2번째 행에 더하자. 3번째 행에 대해서도 마찬가지로 -1을 스케일해서 더하자.
  • 13.
    다른 행과 열에대해서도 똑같이 반복 계산 해준다.행 사다리꼴 완성.
  • 15.
    행렬의 역b =Ax 방정식 풀기양변을 A로 나누면 x = b/A하지만 행렬은 나눗셈 연산을 가지지 않는다.그래서 필요한 것이 행렬의 역 행렬 이다.n*n 행렬 M의 역행렬은 이라고 표기한다.역 행렬이 존재하는 행렬을 가역 행렬이라고한다.존재 하지 않는 행렬을 특이 행렬 이라고 한다.
  • 16.
    행렬의 곱셈에서의 역원역원의역원은 원본 행렬이다.행렬이 정방 행렬이라고 역 행렬을 가지는 건 아니다.
  • 17.
    가우스 소거법을 이용하여역 행렬을 구할 수 있다.
  • 19.
    - 가우스 소거법이역원을 구하는 데에 유용하기는 하지만 많은 행렬들의 역원을 구하는 데에는 필요하지 않다.게임에서 다루는 행렬들의 대부분은 간단한 역원을 가지고, 그 행렬의 형태를 아는 것이 역원을 계산 하는 것을 명백히 해준다.1. 행렬 A가 직교행렬 이면, 역원은 전치행렬이다.
  • 20.
    2. 0이 아닌요소들을 가지는 대각행렬3. 대각은 모두 1이고 한 열 또는 한 행은 0이 아니다.4. A행렬과 B행렬이 가역행렬이다.
  • 21.
    행렬식=판별식(determinate)정방행렬의 요소들을 평가한결과인 스칼라 양이다. 행렬에 의해서 변화된 벡터의 크기가 얼마나 변화 하는가의 일반적인 측정 단위로서 작동한다.det(A) 또는 |A| 로 표기하며, 두 번째는 행렬의 요소들을 보여줄 때 종종 사용된다.2*2 행렬의 열 들을 취하고 그것을 평행사변형의 변이면,평행사변형의 면적과 동일3*3행렬의 경우 판별식의 절대값은기저벡터들로 구성된 평행육면체의 부피와 동일
  • 23.
    예제1행과 1열을 제거한부분 행렬1행과 2열을 제거한 부분 행렬1행과 3열을 제거한 부분 행렬
  • 25.
    판별식과 기본 행연산들- 2*2, 3*3 행렬의 판별식 계산은 단순하다.하지만 큰 행렬의 경우, 재귀적인 정의는 다루기 힘들어지고계산비용도 측정 불가능한 시간이 소모될 수 있다.
  • 26.
    부동소수점 정밀도 문제들을야기할 수도 있다.- 행에 k를 곱하는 것판별식에 k를 곱한다.한 행의 곱한 결과를 다른 행에 더하는 것아무런 영향이 없다.행들을 교환하는 것판별식의 부호가 바뀐다.
  • 28.
    수반행렬과 역원- 여인수행렬- 여인수 행렬의 전치가 수반 행렬 스위스 수학자인 가브리엘크래머는 행렬의 역을 다음과 같이 수반 행렬로 계산 할 수 있다는 것을 증명 했다.- Ax = b 에서 b가 영행렬이 아니고 A가 역행렬이 존재할 때 Ax = b는 유일한 해를 가진다.