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[提问] 第二差分矩阵求解为什么无法得出抛物线?

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发表于 2021-9-18 14:10:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 jiewenji 于 2021-9-18 14:15 编辑

假设 K 是 9x9 的第二差分矩阵(2’s 在对角线,-1 在对角线的上方及下方),求 解方程式 Kx = b = (10, ..., 10)。如果在 x 轴的点 1, ..., 9 的上方画出对应的点画 出 x1 , ...., x9 ,我想这 9 个点会是一个抛物线。

答案:For the −1, 2, −1 matrix K(9 by 9) and constant right side b = (10, · · · , 10), the solution x = K-1 b = (45, 80, 105, 120, 125, 120, 105, 80, 45) rises and falls along the parabola x i = 50i − 5i 2 . (A formula for K −1 is later in the text.)


可是我无论是手算,还是用matlab计算结构都是一致的,都无法求出类似抛物线的结果。我的计算结果如下。请老师看看错在哪里了?

  1. A=[1 -1 0 0 0 0 0 0 0;-1 2 -1 0 0 0 0 0 0;0 -1 2 -1 0 0 0 0 0;0 0 -1 2 -1 0 0 0 0;0 0 0 -1 2 -1 0 0 0;0 0 0 0 -1 2 -1 0 0;0 0 0 0 0 -1 2 -1 0;0 0 0 0 0 0 -1 2 -1;0 0 0 0 0 0 0 -1 2];

  2. E=[10 10 10 10 10 10 10 10 10]
  3. E=E'
  4. F=A\E

  5. F =

  6.    450
  7.    440
  8.    420
  9.    390
  10.    350
  11.    300
  12.    240
  13.    170
  14.     90
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毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2021-9-18 22:08:30 | 显示全部楼层
无标题.png

我用我的软件得到同样的结果。
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发表于 2021-9-18 22:10:40 | 显示全部楼层
注意你的A11位置错了。
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发表于 2021-9-18 22:13:30 | 显示全部楼层
如果A11是1的话,我们得到同样的结果。
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 楼主| 发表于 2021-9-19 15:33:12 | 显示全部楼层
ShuXueZhenMiHu 发表于 2021-9-18 22:10
注意你的A11位置错了。

谢谢回复。的确A11位置错了。
我看的书前几章中给出一个3x3的第二差分矩阵。第一个元素是1。而不是2。请问所谓“第二差分矩阵”是否有严格的定义?比如第一个元素应该取什么值。在度娘上搜了一圈没有结果。

我第一次看到书上3x3的第二差分矩阵的例子,觉得很奇怪。为什么对角线上只有第一个元素不是2。后来想是不是如此定义。既对角线上元素等于其(上方元素+左边元素)*-1 。因为对角线第一个元素没有上方元素+左边元素。所以被定义为1.
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 楼主| 发表于 2021-9-19 15:45:00 | 显示全部楼层
ShuXueZhenMiHu 发表于 2021-9-18 22:08
我用我的软件得到同样的结果。

我在网上看到的Excel求解线性方程组的方法都是先用Excel求到逆矩阵,然后在用逆矩阵右乘右侧向量,得到未知数向量。看你的截图好像没有逆矩阵,一步求出了解。请问你用的是什么函数?
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发表于 2021-9-19 19:39:30 | 显示全部楼层
jiewenji 发表于 2021-9-19 15:45
我在网上看到的Excel求解线性方程组的方法都是先用Excel求到逆矩阵,然后在用逆矩阵右乘右侧向量,得到未 ...

我自己写的方法。用的是高斯消元法。可以得出解的情况以及解。

点评

牛  发表于 2021-9-19 23:37
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