Re: [理工] [工數]-線代
※ 引述《wil0829ly (汪汪)》之銘言:
: Find the inverses of the following nxn matrices:
: ┌ ┐
: │1 2 … n-1 n │
: │0 1 … n-2 n-1│
: │. . . . │
: B =│. . . . │
: │. . . . │
: │ │
: │0 0 … 1 2 │
: │0 0 … 0 1 │
: └ ┘
: 請問這題要怎麼做呢
: 做起來好複雜 一直亂掉...
: 請各位高手幫解
: 感恩!!
---
-1 ┌ ┐
假設 B = │ b1 b2 ... bn │
└ ┘
把 B 矩陣看成是一個 Linear Transformation Matrix
也就是:
┌ 1 0 ... 0 ┐
-1 B │ 0 1 0 │ ┌ ┐
B ───→ I_n = │ . . ... . │ = │ e1 e2 ... en │
│ . . ... . │ └ ┘
└ 0 0 ... 1 ┘
這個意思是
┌ ┐ ┌ ┐
任意的向量 │ bi │ 被 map 成 │ ei │
└ ┘ └ ┘
(我舉 i=2 的例子)
┌ ┐ ┌ ┐
→ B │ b2 │ = │ e2 │
└ ┘ └ ┘
┌ 1 ┐ ┌ 2 ┐ ┌ n ┐ ┌ 0 ┐
│ 0 │ │ 1 │ │ n-1│ │ 1 │
→ b_21 *│ 0 │ + b_22 *│ 0 │ + ... + b_2n *│ n-2│ = │ 0 │
│ . │ │ . │ │ . │ │ . │
└ 0 ┘ └ 0 ┘ └ 1 ┘ └ 0 ┘
若覺得這樣寫有點模糊
寫成高中最習慣的聯立方程組看看:
┌ 1*b_21 + 2*b_22 + 3*b_23 + ... + n*b_2n = 0
│ 1*b_22 + 2*b_23 + ... + (n-1)*b_2n = 1
→ │ 1*b_23 + ... + (n-2)*b_2n = 0
│ ...
└ 1*b_2n = 0
這個係數很好找
因為可以從最後一層開始一路往上解
馬上可看出 b_2n = b_2(n-1) = ... = b_23 = 0
┌ 1*b_21 + 2*b_22 = 0
→ │ 1*b_22 = 1
└ b_2n = b_2(n-1) = ... = b_23 = 0
┌ b_21 = -2
→ │ b_22 = 1
└ b_2n = b_2(n-1) = ... = b_23 = 0
-----
所以就照這個模式去想
可以直接寫出 :
┌ ┐
│ 1 -2 1 0 0 ... │
│ 0 1 -2 1 0 ... │
-1 │ 0 0 1 -2 1 ... │
B =│ 0 0 0 1 -2 ... │
│ . . . 0 1 ... │
│ │
│ 0 0 0 0 0 ... │
│ 0 0 0 0 0 ... │
└ ┘
當然這個現象不難解釋
因為會發現 column vector 呈現類似 "遞增函數" 的排列
若有想到這
接下來的算法你就可以自己想了
----
ps:
上(下)三角矩陣的 inverse Matrix 很好求
建議自己手動算一次高斯消去法
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03/31 18:15, , 1F
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討論串 (同標題文章)
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