Компактная схема метода Гаусса для трёхдиагональной матрицы и её модификации

Основные авторы описания: А.В.Фролов

1 Компактная схема метода Гаусса для трёхдиагональной матрицы и её модификации

Треугольное разложение трёхдиагональной матрицы базируется на формулах этого же разложения для матриц общего вида. Обычно встречающиеся в прикладных задачах трёхдиагональные матрицы имеют свойство диагонального преобладания. Поэтому нужды в перестановках не возникает. Использование свойств, базирующихся на формуле Бине-Коши для миноров произведения двух матриц, показывает, что для трёхдиагональной матрицы [math]LU[/math]-разложение будет содержать две двухдиагональные матрицы. Поэтому формулы компактной схемы метода Гаусса и её аналогов существенно упрощаются.

1.1 [math]LU[/math]-разложение

1.1.1 Компактная схема метода Гаусса для трёхдиагональной матрицы

Компактная схема метода Гаусса вычисляет такое [math]LU[/math]-разложение, в котором матрица [math]L[/math] имеет на диагонали только единицы. Формулы метода следующие:

[math] u_{11} = a_{11} \\ u_{i i+1} = a_{i i+1}, \quad i \in [1, n-1] \\ l_{i+1 i} = a_{i+1 i} / u_{i i} , \quad i \in [1, n-1] \\ u_{ii} = a_{ii} - l_{i i-1} u_{i-1 i}, \quad i \in [2, n] \\ [/math]

5 Литература

1. Воеводин В.В. Вычислительные основы линейной алгебры. М.: Наука, 1977.
2. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984.