1 Αριθµητική Γραµµική Άλγεβρα: Ασκήσεις

Σχετικά έγγραφα
Επίλυση Γραµµικών Συστηµάτων

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss-Jordan Παραγοντοποίηση LU, LDU

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

QR είναι ˆx τότε x ˆx. 10 ρ. Ποιά είναι η τιµή του ρ και γιατί (σύντοµη εξήγηση). P = [X. 0, X,..., X. (n 1), X. n] a(n + 1 : 1 : 1)

= 7. Στο σημείο αυτό θα υπενθυμίσουμε κάποιες βασικές ιδιότητες του μετασχηματισμού Laplace, δηλαδή τις

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 2 : Επίλυση Γραµµικών Εξισώσεων. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

Μαθηµατικό Παράρτηµα 2 Εξισώσεις Διαφορών

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss Jordan

Γραµµική Άλγεβρα. Εισαγωγικά. Μέθοδος Απαλοιφής του Gauss

Αριθµητική Γραµµική ΑλγεβραΚεφάλαιο 4. Αριθµητικός Υπολογισµός Ιδιοτιµών 2 Απριλίου και2015 Ιδιοδιανυσµάτων 1 / 50

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΑΣΚΗΣΕΙΣ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

Κεφ. 2: Επίλυση συστημάτων αλγεβρικών εξισώσεων. 2.1 Επίλυση απλών εξισώσεων

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 2 : Επίλυση Γραµµικών Εξισώσεων. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Λύσεις και Υποδείξεις Επιλεγµένων Ασκήσεων

' ' ' ' ' ' ' e G G G G. G M ' ' ' ' G '

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. nn n n

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 19/6/2018 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Κεφ. 2: Επίλυση συστημάτων αλγεβρικών εξισώσεων. 2.1 Επίλυση απλών εξισώσεων

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (Εξ. Ιουνίου - 02/07/08) ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεφ. 2: Επίλυση συστημάτων εξισώσεων. 2.1 Επίλυση εξισώσεων

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 3 Οι ιδιότητες των αριθμών Αριθμητικά σύνολα Ιδιότητες Περισσότερες ιδιότητες...

5269: Υπολογιστικές Μέθοδοι για Μηχανικούς Συστήματα Γραμμικών Αλγεβρικών Εξισώσεων

5269: Υπολογιστικές Μέθοδοι για Μηχανικούς Συστήματα Γραμμικών Αλγεβρικών Εξισώσεων

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

Γραμμική Αλγεβρα ΙΙ Διάλεξη 1 Εισαγωγή Χρήστος Κουρουνιώτης Πανεπισ τήμιο Κρήτης 19/2/2014 Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) Διάλεξη 1 19/2/ / 13

Ιδιάζουσες τιμές πίνακα. y έχουμε αντίστοιχα τις σχέσεις : Αυτές οι παρατηρήσεις συμβάλλουν στην παραγοντοποίηση ενός πίνακα

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 7 : Γραµµικοί Μετασχηµατισµοί. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

1 Επανάληψη εννοιών από τον Απειροστικό Λογισμό

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο παρεμβολής Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (2 Ιουλίου 2009) ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Ι. Λυχναρόπουλος

Επίλυση Συστήματος Γραμμικών Διαφορικών Εξισώσεων

Επίκουρος Καθηγητής Παν/µίου Ιωαννίνων. Μαθηµατικά Ι Ακαδ. Έτος /58

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 3 Οι ιδιότητες των αριθμών Αριθμητικά σύνολα Ιδιότητες Περισσότερες ιδιότητες...

Γραμμική Άλγεβρα Ι,

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 25/9/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Στοχαστικά Σήµατα και Εφαρµογές

3. Μια πρώτη προσέγγιση στην επίλυση των κανονικών μορφών Δ. Ε.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

Αριθµητική Ανάλυση ΕΚΠΑ. 11 Μαΐου 2016

Κεφ. 3: Παρεμβολή. 3.1 Εισαγωγή. 3.2 Πολυωνυμική παρεμβολή Παρεμβολή Lagrange Παρεμβολή Newton. 3.3 Παρεμβολή με κυβικές splines

Αριθµητική Ανάλυση ΕΚΠΑ. 18 Απριλίου 2019

5.1 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

A = c d. [a b] = [a 0] + [0 b].

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

7 ΑΛΓΕΒΡΑ ΜΗΤΡΩΝ. 7.2 ΜΗΤΡΕΣ ΕΙΔΙΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ (Ι)

Παναγιώτης Ψαρράκος Αν. Καθηγητής

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ, , 5 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δ. Βαλουγεώργης Απαντήσεις: ΠΡΟΟΔΟΣ 1, Επιμέλεια λύσεων: Γιώργος Τάτσιος

όπου Η μήτρα ή πίνακας του συστήματος

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 6 : Ιδιοτιµές & Ιδιοδιανύσµατα. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 3

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 6 : Ιδιοτιµές & Ιδιοδιανύσµατα. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων εξέτασης προόδου στο μάθημα «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΝΑΚΩΝ. Ορισμός 1: Ένας πίνακας Α με m γραμμές και n στήλες,

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 9ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικοί Χώροι

Κεφάλαιο 1: Προβλήµατα τύπου Sturm-Liouville

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων της Εξέτασης Σεπτεμβρίου 2010 στο μάθημα: «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΥΡΕΣΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΙΜΩΝ. 4.1 Γραµµικοί µετασχηµατισµοί-ιδιοτιµές-ιδιοδιανύσµατα

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι Ι. Λυχναρόπουλος

Περιεχόμενα. Πρόλογος 3

τη µέθοδο της µαθηµατικής επαγωγής για να αποδείξουµε τη Ϲητούµενη ισότητα.

Αριθµητική Ανάλυση. Ενότητα 5 Προσέγγιση Συναρτήσεων. Ν. Μ. Μισυρλής. Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών,

Οι πράξεις που χρειάζονται για την επίλυση αυτών των προβληµάτων (αφού είναι απλές) µπορούν να τεθούν σε µια σειρά και πάρουν µια αλγοριθµική µορφή.

Παραδείγματα (1 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι

13 Μέθοδοι υπολογισµού ολοκληρωµάτων Riemann

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 7ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Ορίζουσες Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΛΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Επιστηµονικός Υπολογισµός ΙΙ

Επιστηµονικοί Υπολογισµοί (Αρ. Γρ. Αλγεβρα)Επαναληπτικές µέθοδοι και 31 Μαρτίου Ηµι-Επαναληπτικές Μέθοδο / 17

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 2 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 28 Νοεμβρίου 2011

Θερμοδυναμική - Εργαστήριο

Κεφάλαιο 1 Συστήματα γραμμικών εξισώσεων

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

2 3x 5x x

Επιστηµονικοί Υπολογισµοί(Αριθµητική Γραµµική Αλγεβρα)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων της Εξέτασης Ιανουαρίου 2010 στο μάθημα: «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 6 : Ιδιοτιµές & Ιδιοδιανύσµατα. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

(a + b) + c = a + (b + c), (ab)c = a(bc) a + b = b + a, ab = ba. a(b + c) = ab + ac

[A I 3 ] [I 3 A 1 ].

Μετασχηματισμοί στον R 2 Μπορούν να παρασταθούν (και να υλοποιηθούν) με πολλαπλασιασμό πινάκων Ο πολλαπλασιασμός Ax μπορεί να ειδωθεί σαν μετασχηματισ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΣΤΗΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ : ΠΛΗ12 «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι» Επαναληπτική Τελική Εξέταση 16 Ιουλίου 2003

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Επίλυση ενός τριδιαγώνιου γραµµικού συστήµατος Ax = d µε τη µέθοδο απαλοιφής του Gauss (µέθοδος του Thomas)

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

ΤΕΤΥ Εφαρμοσμένα Μαθηματικά 1. Τελεστές και πίνακες. 1. Τελεστές και πίνακες Γενικά. Τι είναι συνάρτηση? Απεικόνιση ενός αριθμού σε έναν άλλο.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

( 1)( 3) ( ) det( ) (1 )( 1 ) ( 2)( 2) pl( ) det( L ) (5 )( 7 ) ( 1) ( ) det( M ) (1 )(1 )

Transcript:

Αριθµητική Γραµµική Άλγεβρα: Ασκήσεις. Να επιλυθεί το σύστηµα µε απαλοιφή Gauss: 3x 2x 3 +x 4 = 2x + +x 3 +3x 4 = 6 x +3 +2x 3 +4x 4 = 2x 2 +3x 3 2x 4 = 7 [ΑΠΑΝΤΗΣΗ:x 4 = 0, =, x 3 = 3, x = 2] 2. Να επιλυθεί το σύστηµα µε απαλοιφή Gauss: 3x 5 +7x 3 = 2 x +2 3x 3 = 2 x 4 +7x 3 = 0 [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Το σύστηµα έχει άπειρες λύσεις: = 2x 3 4, x = x 3 6 για αυθαίρετες τιµές του x 3 ] 3. Να επιλυθεί το σύστηµα ( 0.0 0.0 ) ( x ) = ( ) τόσο χωρίς όσο και µε οδήγηση και να συγκριθούν τ αποτελέσµατα αν υποτεθεί ότι οι υπολογισµοί γίνονται από υπολογιστή που µπορεί να αποθηκεύει µόνον µέχρι 3 δεκαδικά ψηφία. [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Χωρίς οδήγηση: 0.0 00 = 00 και 00 = 99.0 οπότε = 99/00 = 0.990 και x = ( 0.990)/0.0 =. Με οδήγηση: 0.000 = και 0.0 = 0.990 οπότε = 0.99 και x = 0.0099 = 0.990] 4. Να επιλυθεί το σύστηµα 0 5 0 5 0 5 0 5 2 x x 3 = 2 0 5 2 0 5 (α) Επακριβώς (ϐ) Σε υπολογιστή µε δυνατότητα αποθήκευσης 3 δεκδικών ψηφίων (ϐ) χωρίς οδήγηση, (ϐ2) µε µερική οδήγηση και (ϐ3) µε ολική οδήγηση (γ) Στον ίδιο υπολογιστή, µε ολική οδήγηση αφού πρώτα προβείς σε αλλαγή κλί- µακας ως εξής: Οι δύο πρώτες εξισώσεις πολλαπλασιάζονται µε 0 5 και η τρίτη στήλη µε 0 5. Τι συµπεραίνεις; [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: (α) x = /( 2 0 5 ), = 2, x 3 = 0 5 /( 2 0 5 ). (ϐ) x 3 = 0 5, = 2, x = συµφωνεί µε την (α) στα δεδοµένα πλαίσια, (ϐ2)

x 3 = 0 5, = 2, x = συµφωνεί µε την (α) στα δεδοµένα πλαίσια, (ϐ3) το σύστηµα δεν έχει συγκεκριµένη λύση, η τελική µήτρα είναι ιδιάζουσα (µηαντιστρέψιµη), (γ) x3 =, = 2, x = και άρα x 3 = 0 5 διότι ο πολλαπλασιασµός των εξισώσεων δεν επηρεάζει τις µεταβλητές αλλά ο πολλαπλασιασµός της τρίτης στήλης αντιστοιχεί στην εισαγωγή µιας νέας µεταβλητής x 3 = 0 5 x 3 στην ϑέση της x 3. Συµπέρασµα: Η οδήγηση δεν απαοτελεί πανάκεια. Για να είµαστε ϐέβαιοι ότι η οδήγηση ϑα είναι πράγµατι επικερδής ϑα πρέπει τα δεδοµένα του προβλήµατος να έχουν κοινή αριθµητική κλίµακα.] 5. Να επιλυθεί το σύστηµα µε την µέθοδο Doolittle Crout: 3x + x 3 +2x 4 = 6 5x + +3x 3 4x 4 = 2 2x +x 3 x 4 = x 5 +3x 3 3x 4 = 3 [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: x 4 = 3, x 3 = 2, =, x = ] 6. Να επιλυθεί το σύστηµα µε την µέθοδο Cholesky: x +0.42 +0.54x 3 +0.66x 4 = 0.3 0.42x + 0.32x 3 +0.44x 4 = 0.5 0.54x 0.32 +x 3 0.22x 4 = 0.7 0.66x 0.44 +0.22x 3 +x 4 = 0.9 [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: x 4 =.48238, x 3 =.0397, = 0.04348, x =.25778] 7. Εφάρµοσε απαλοιφή Gauss χωρίς οδήγηση στην µήτρα 6 2 7 2 A = 3 8 3 4 9 4 5 0 5 για να την µετρέψεις σε άνω τριγωνική (ή πιο σωστά εδώ: σε µορφή τραπεζοειδή) U. Εάν ϑα έπρεπε να επιλυθεί ένα σύστηµα Ax = b, σε ποια µορφή b ϑα έπρεπε να καταλήξει η εφαρµογή της απαλοιφής στο b για να έχει το σύστηµα κάποια λύση; [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Η απαλοιφή δίδει U = 6 0 5 0. Το σύστηµα ϑα είχε λύσεις (άπειρες) εάν b(3 : 5) = 0] 2

8. Θέλουµε να προσαρµόσουµε ένα δευτεροβάθµιο πολυώνυµο στα κάτωθι δεδοµένα σύµφωνα µε την µέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Να επιλυθούν οι κανονικές εξισώσεις, π.χ. µε την µέθοδο Cholesky, και να δοθεί το πολυώνυµο. t 5 6 7 8 9 b 26.8 0.3 2.9 5.9 9. [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Οι κανονικές εξισώσεις είναι 5 0 0 x 0 0 0 0 0 34 x 3 = 65 9.8 99.8 Η µήτρα είναι διαγωνίως κυρίαρχη και συµµετρική άρα το σύστηµα επιλύεται µε Cholesky και δίδει x = 3.0286, =.98, x 3 = 4.9857 µε στρογγυλοποίηση σε 4 δεκαδικά. Συνεπώς το Ϲητούµενο πολυώνυµο είναι P(t) = x + t + x 3 t 2 = 3.0286.98t + 4.9857t 2 ] 9. Για το ϕαινόµενο της άµπωτης και πληµυρίδας µε περίοδο 2 ωρών στην Βόρεια Θάλασσα έχουν καταγραφεί οι κάτωθι µετρήσεις στις ακτές της Νορβηγίας: t 0 2 4 6 8 0 h b.0.6.4 0.6 0.2 0.8 m Επιθυµούµε τον καθορισµό των συντελεστών x,, x 3 για την προσαρµογή της συνάρτησης b(t) = x + sin( 2πt 2 ) + x 3 cos( 2πt 2 ) στις µετρήσεις µε την µέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Να καθορισθούν οι συντελεστές επιλύοντας τις κανονικές εξισώσεις που αντιστοιχούν στο πρόβληµα. [ΑΠΑΝΤΗΣΗ: 6 0 0 0 3 0 0 0 3 x x 3 = 0.993 0.577 0.267 µε λύση x = 0.993, = 0.577, x 3 = 0.267 (Για όσους αναρωτιούνται: Το σύστηµα τυγχάνει διαγώνιο διότι τα, sin(t), cos(t) είναι ορθογώνια για δεδοµένα σηµεία)] 0. Εφάρµοσε στην µήτρα της άσκησης (7) QR-παραγοντοποίηση µε µετασχηµατισµούς Householder για να την µετατρέψεις σε άνω τριγωνική (ή πιο σωστά εδώ: σε µορφή τραπεζοειδή) R. Σύγκρινε την R µε την U της άσκησης (7). [ΑΠΑΝΤΗ- ΣΗ: Στρογγυλοποιηµένη σε 4 δεκαδικά η R = 7.462 7.5292 27.6422 0.0 4.7673 9.5346 3

. Εχει ίδια δοµή µε την U αλλά είναι διαφορετική µήτρα.]. Να επιλυθεί το πρόβληµα της άσκησης (8) µε παραγοντοποίηση QR. 2. Να επιλυθεί το πρόβληµα της άσκησης (9) µε παραγοντοποίηση QR. 3. Ας υποθέσουµε ότι επιθυµουµε να µετασχηµατίσουµε την µήτρα A της άσκησης (7) σε διδιαγώνια ( να έχει δηλαδή την δοµή της µήτρας R στην απάντηση της ά- σκησης (0) µε την πρόσθετη ιδιότητα ότι µηδενίζονται και όλα τα στοιχεία µόνον ένα στοιχείο στο συγκεκριµένο παράδειγµα που δεν ανήκουν στην υποδιαγώνιο ακριβώς πάνω από την κύρια διαγώνιο). Μπορούµε να το επιτύχουµε αυτό µε την χρήση µετασχηµατισµών Householder τόσο για τον µηδενισµό στοιχείων σε στήλες (όπως στην παραγοντοποίηση QR) όσο και για τον µηδενισµό στοιχείων σε στοίχους εναλλάξ. Πολλαπλασιάζουµε ουσιαστικά την αρχική µήτρα τόσο από αριστερά όσο και από δεξιά µε ορθογώνιες µήτρες που εφαρµόζουν τους µετασχη- µατισµούς Householder: A U A U AV U 2 U AV U 2 UAV V 2 R, όπου η R είναι διδιαγώνια. Η µέθοδος αυτή, που ουσιαστικά είναι µία µορφή της παραγοντοποίησης QR έχει πληθώρα εφαρµογών συµπεριλαµ- ϐανοµένου της επίλυσης προβληµάτων ελαχίστων τετραγώνων και της ανεύρεσης ιδιοτιµών και ιδιοδιανυσµάτων. Η χρήση της εδώ είναι για προπόνηση στην ε- ϕαρµογή µετασχηµατισµών Householder! (α) Να δοθεί ο µετασχηµατισµός Householder που µηδενίζει όλα τα στοιχεία της πρώτης στήλης της µήτρας A και η µορφή U A της µήτρας µετά την εφαρµογή του. (ϐ) Να δοθεί ο µετασχηµατισµός Householder που στο αποτέλεσµα της (α) µηδενίζει το τελευταίο στοιχείο του πρώτου στοίχου και η µορφή U AV της µήτρας µετά την εφαρµογή του. (γ) Να δοθεί ο µετασχηµατισµός Householder που στο αποτέλεσµα της (ϐ) µηδενίζει τα στοιχεία της δεύτερης στήλης κάτω από την διαγώνιο. (δ) Σύγκρινε το αποτέλεσµα U 2 U AV της (γ) µε την µήτρα R στην απάντηση της άσκησης (0). [ΑΠΑΝΤΗΣΗ:] (α) u = A(:, )+sign(a(, )) A(:, ) = (, 2, 3, 4, 5) T +7.46(, 0, 0, 0, 0) T (8.46, 2, 3, 4, 5) T. c = u T u /2 = 62.45. U = I u u T /c. U A = 7.46 7.529 27.642 0.409 2.87 0 0.387 0.774 0 2.83 4.366 0 3.979 7.957 (ϐ) v = (0, 7.529, 27.642) T +sign( 7.529) (0, 7.529, 27.642) (0,, 0) T = 4

(0, 50.26, 27.642) T. c = v Tv /2 = 645.095, V = I v v T/c. 7.46 32.732 0 0 3.33 0.39 U AV = 0 0.86 0.088 0 4.856 0.495 0 8.850 0.90 (γ) U 2 U AV = 7.46 32.732 0 0 0.605.080 (δ) Η U 2 U AV ως διδιαγώνια έχει περισσότερα µηδενικά στοιχεία από την R (και στην γενική περίπτωση πολύ περισσότερα) και συνεπώς πιο εύχρηστη.] 5