Знаходження оберненої матриці використовуючи коефіцієнти характеристичного многочлена в середовищі програмування delphi

Програма написана в середовищі програмування Delphi і призначена для знаходження оберненої матриці використовуючи для цього коефіцієнти характеристичного многочлена. Алгоритм побудови оберненої матриці в такий спосіб включає наступні етапи: знаходження степеней заданої матриці; відшукання коефіцієнтів характеристичного многочлена; формування оберненої матриці. Більш детальна інформація про даний алгоритм міститься за посиланням Знаходження оберненої матриці з допомогою коефіцієнтів її характеристичного многочлена.

Головна форма delphi-проекту складається з панелі інструментів (містить кнопку «Знайти обернену матрицю»; компонент SpinEdit з допомогою якого задаєм розмірність матриц; компонент StringGrid, в комірки якого заповнюємо значеннями елементів вхідної матриці) та області виводу знайденої оберненої матриці (компонент Memo — міститься в правій частині форми).

Читати повністю

Знаходження оберненої матриці використовуючи коефіцієнти її характеристичного многочлена

Нехай маємо деяку невироджену матрицю розмірності , для якої характеристичний многочлен запишемо у наступному вигляді:

Покажемо, яким чином з допомогою коефіцієнтів цього характеристичного многочлена та послідовності маириць , порівняно просто можна знайти обернену матрицю . Для цього, скориставшись теоремою Гамільтона-Келі (при підстановці матриці в її характеристичний многочлен, виходить нульова матриця, іншими словами, матриця являетса коренем свого характеристичного многочлена), отримаємо:

Помноживши матричну рівність (1) на  зліва, отримуємо:

Читати повністю

Відшукання власних значень матриці використовуючи метод Федєєва в середовищі програмування Delphi

Програма призначена для відшукання власних значень матриці використовуючи метод Федєєва. Даний метод являється модифікацією методу Левер'є і за рахунок певних спрощень при обчисленні коефіцієнтів характеристичного многочлена, вважається більш ефективним. Також слід відмітити, що  з допомогою методу Федєєва можна також визначити власні вектори та знайти обернену матрицю до заданої.

На вході програма приймає квадратну матрицю розмірності N×N. Після чого, використовуючи алгоритм методу Федєєва, відшукує коефіцієнти характеристичного многочлена і в подальшому, з допомогою методу хорд, знаходить корені характеристичного рівняння. Отриманий розв'язок і являтиметься шуканими власними значеннями заданої матриці.

Читати повністю

Програмна реалізація алгоритму методу Левер'є для знаходження власних значень матриці

Створений delphi-проект, в залежності від величин N (кількість рядків та стовпців), створює матрицю розміром N×N і призначена для знаходження власних значень для даної матриці (діапазон розмірності матриці змінюється від 2 до 5). В якості методу програма викристовує метод Левер'є. Алгоритм розкриття вікового визначника з допомогою даного методу доволі простий: в першу чергу здійснюється відшукання матриць Ak — степені матриці А і в подальшому знаходженні суми їх діагональних елементів (більш детальна інформація про даний методу містиься за посиланням Знаходження власних значень матриці за методом Левер'є).

Запустивши розглядуваний проект на виконання бачимо, що головне вікно програми ділиться на дві частини: робочої області (складається з поля «Розмірність матриці», таблиці StringGrid в комірках якої відображаються елементи матриці і кнопки «Знайти власні значення матриці») та поля виводу результатів (компонент Memo).

Читати повністю

Знаходження власних значень матриці використовуючи метод Фадєєва

Метод Фадєєва також відноситься до точних чисельних методів призначених для відшукання власних значень матриці і являється певною модифікацією методу Левер'є. Даний метод вважається більш ефективним, тому що крім спрощень при обчисленні коефіцієнтів характеристичного полінома він дозволяє визначити власні вектори та обернену матрицю до заданої.

Основна ідея методу Фадєєва полягає в тому, що замість послідовності Метод Федєєва, яку ми відшукували використовуючи алгоритм методу Левер'є, обчислюють послідовність Метод Федєєва, побудовану за наступними формулами:

Метод Фадєєва

де Метод Фадєєва — одинична матриця того ж самого порядку, що і матриця Метод Фадєєва; Метод Фадєєва сліди матриць Метод Федєєва відповідно.

Читати повністю

Знаходження власних значень матриці використовуючи метод Левер'є

Процес знаходження власних значень за методом Левер'є ділиться на два етапи: розкриття характеристичного многочлена та знаходження його коренів. Розглянемо дані етапи більш детально. Для цього, розглянемо матрицю metod_laverre2, для якої запишемо характеристичний многочлен у наступному вигляді:

metod_laverre14

де Метод Леверр'є корені даного многочлена. Розкладемо многочлен (1) на лінійні множники. В результаті отримаємо:

metod_laverre15

Перемноживши вирази, які містяться в правій частині (2) та звівши подібні члени, після чого прирівнявши їх з відповідними коефіцієнтами з (1), отримаємо формули, які виражають коефіцієнти характеристичного мнгочлена через його корені:

metod_laverre31

де metod_laverre17 - елементарні симетричні функції коренів характеристичного многочлена.

Читати повністю

Програмна реалізація методу Крилова на Delphi для знаходження власних значень матриці

Процес відшукання власних значень матриці при використанні методу Крилова, як і у методі Данилевського, зводиться до визначення коефіцієнтів характеристичного многочлена і в подальшому визначення його коренів. Для цього, згідно алгоритму, необхідно знайти розв'язок системи лінійних рівнянь, який і міститиме шукані значення коефіцієнтів. Після того, як коефіцієнти відомі, необхідно знайти корені нелінійного рівняння (характеристичного многочлена) і таким чином визначити шукані власні значення матриці.

Метод Крилова на Delphi

Інтерфейс програми, яка використовуючи алгоритм методу Крилова знаходить власні значення матриці

Відмітимо, що програма для знаходження розв'язоку системи лінійних рівнянь використовує метод Гаусса, а для розв'язку нелінійного рівняння — метод хорд.

Читати повністю

Наступна сторінка »