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哪些是方程(什么是方程用一句话概括)

常驻编辑 生活妙招 2022-01-18 方程   句话

并最终得到:TKV拜客生活常识网

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在这个例子中,未知数只有两个,尚且容易解决。但求解这类矩阵方程的难度会随着未知数的增加而迅速增加。当一个矩阵中涉及到的未知数有N个时,求解它的难度会以的程度增加。TKV拜客生活常识网

Ax=b的应用范围远远超出了这个购物例子,从医学成像技术到天气预报,从飞机设计到桥梁建造,不一而足。它是任何涉及到一组大量未知数的问题的中心方程,而我们要做的就是从一组已知的关系来确定这些未知数。TKV拜客生活常识网

那么究竟应该如何求解方程Ax=b呢?主要的方法有两种。一种是以高斯消元法为例的直接方法,其目标是找到矩阵A的逆矩阵的表达式。高斯消元法是寻找逆矩阵的最优方法之一,它最初出现在公元179年的中国数学巨著《九章算术》,到了1670年被牛顿重新提出,并在1810年由高斯加以完善。高斯消元法至今仍以多种形式被使用,它是用于解决未知数的数量在100000以内的问题的最佳方法之一。TKV拜客生活常识网

然而这种方法不那么适用于那些未知数数量更大的问题,它的计算所需时间正比于N³,非常耗时且耗费内存。因此对于这类情况,一些更新的方法会是更好的选择,其中以共轭梯度法为代表的迭代方法尤甚。这类迭代方法会先对解作出一个初步猜测,然后通过迭代依次对这个猜测进行改进,直到得到最终解。医学成像等技术就常采用这样一种方法,它的一个显著优点是当我们认为解已经足够好了,就可以在任何时候停止这个过程。因此,迭代方法现在被广泛使用。TKV拜客生活常识网

除了这两种外,还有多重网格法,这是目前最快最优的方法,但同时也是最复杂的方法。TKV拜客生活常识网

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方程Ax=λx与矩阵的本征值有关。在这个方程中,A可以是一个矩阵,也可以是一个微分算子,而λx都是未知的。可以说,这个看似简单又奇特的方程,是所有现代技术、物理、化学和工程的核心。这个方程的一个常被用来寻找的东西就是许多系统的共振模,比如悬索桥、汽车、飞机和体育馆……TKV拜客生活常识网

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本征值方程。TKV拜客生活常识网

这个方程表示的究竟是什么意思?现在,假设A是一个简单的2×2的矩阵:TKV拜客生活常识网

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那么xλ分别是什么呢?经过计算,可以得出:TKV拜客生活常识网

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也就是说,λ的可能值是3和2,这两个数字就是矩阵A的本征值;而与本征值对应的向量x则被称为本征向量TKV拜客生活常识网

计算一个矩阵的本征值与本征向量的方法其实并不复杂,它只需让矩阵A的本征值λ满足:TKV拜客生活常识网

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这里的det(A)表示的是矩阵A

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