NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 2012

Benzer belgeler
NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 2012

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP FONKS IYONLARA YAKLAŞIM. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER OLMAYAN DENKLEMLER IN ÇÖZÜMÜ 1 / Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. Sabit Nokta ve Fonksiyonel Yineleme. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. SAYISAL TÜREV ve INTEGRAL. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP MATEMAT IKSEL ÖNB ILG ILER. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER OLMAYAN DENKLEMLER IN ÇÖZÜMÜ 1 / Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

fonksiyonu, her x 6= 1 reel say s için tan ml d r. (x 1)(x+1) = = x + 1 yaz labilir. Bu da; f (x) = L

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. Lineer Programlama. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

6 Devirli Kodlar. 6.1 Temel Tan mlar

ÖZDEĞERLER- ÖZVEKTÖRLER

Bir H Hilbert uzay üzerinde herhangi bir kompakt simetrik T operatörü için,

Özdeğer ve Özvektörler

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

GEO182 Lineer Cebir. Matrisler. Matrisler. Dersi Veren: Dr. İlke Deniz Derse Devam: %70. Vize Sayısı: 1

2. Topolojik Uzaylarda Ba¼glant l l k Ba¼glant l Topolojik Uzaylar. Tan m (X; ) topolojik uzay n n her biri boş kümeden farkl olan ayr k

1.3. Normal Uzaylar. Bu bölümde; regülerlikten daha kuvvetli bir ay rma aksiyomu tan mlanarak. baz temel özellikleri incelenecektir.

Baki Karl ¼ga. Gazi Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü Ankara/Türkiye

TANIM : a, a, a, a,..., a R ve n N olmak üzere,

TEMEL KAVRAMLAR MATEMAT K. 6. a ve b birer do al say r. a 2 b 2 = 19 oldu una göre, a + 2b toplam kaçt r? (YANIT: 28)

1998 ULUSAL ANTALYA MATEMAT IK OL IMP IYATI B IR INC I AŞAMA SORULARI

(z z 0 ) n. n=1. Z f (z) dz = 2ib 1

Doğrusal Denklemler Sis./Sys. of Linear Equations

1) 6 kişilik bir aile yuvarlak bir masa etraf nda, anne ile baban n yan yana oturmamas koşulu ile kaç farkl biçimde oturabilir?

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER

ÇARPANLAR VE KATLAR BİR DOĞAL SAYININ ÇARPANLARINI BULMA. 3. Aşağıda verilen sayıların çarpanlarından asal olanları belirleyelim.

8. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

ÜN TE III L NEER CEB R

Matrisler ve matris işlemleri

Iki Boyutlu Sabit Katsay l Lineer Homogen Diferensiyel Denklem Sistemleri (Euler Metodu)

Eigenvalue-Eigenvector Problemleri

İleri Diferansiyel Denklemler

36. Basit kuvvet metodu

PROBLEM SET I ARALIK 2009

II. DERECEDEN DENKLEMLER Test -1

Belirsiz Integraller. 1.1 Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral Temel Tan mlar ve Sonuc. lar

17. ULUSAL ANTALYA MATEMAT IK OL IMP IYATLARI B IR INC I AŞAMA SORULARI A A A A A A A

Cebir Notları. Bağıntı. 1. (9 x-3, 2) = (27, 3 y ) olduğuna göre x + y toplamı kaçtır? 2. (x 2 y 2, 2) = (8, x y) olduğuna göre x y çarpımı kaçtır?

3. BÖLÜM MATRİSLER 1

Bu kısımda işlem adı verilen özel bir fonksiyon çeşidini ve işlemlerin önemli özelliklerini inceleyeceğiz.

4. BÖLÜM DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİ

Tanım 2.1. Bir kare matrisin determinantı, o matrisi bir sayıya eşleyen fonksiyondur.

1.BÖLÜM SORU SORU. (x 1) (x 3) = A + B. x 3 ise, d(p(x)) ve d(q(x)) polinomlar n derecelerini göstermek. A. B çarp m kaçt r?

MATRİS - DETERMİNANT Test -1

m=n şeklindeki matrislere kare matris adı verilir. şeklindeki matrislere ise sütun matrisi denir. şeklindeki A matrisi bir kare matristir.

6.5 Basit Doğrusal Regresyonda Hipotez Testleri İçin Hipotez Testi: 1. Hipotez kurulur. 2. Test istatistiği hesaplanır.

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

Web Madenciliği (Web Mining)

ÖABT Lineer Cebir KONU TESTİ Matris Cebiri

MARKOV ZİNCİRLERİNDE DURUMLARIN SINIFLANDIRILMASI

Lineer Denklem Sistemleri

DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ "A" OLARAK CEVAP KÂĞIDINA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. SAYISAL BÖLÜM SAYISAL-2 TESTİ

x 0 = A(t)x + B(t) (2.1.2)

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

Matris Cebiriyle Çoklu Regresyon Modeli

Sevdi im Birkaç Soru

Şayet bir lineer sistemin en az bir çözümü varsa tutarlı denir.

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASINA YÖNTEMLER VE DİĞER BİLİM DALLARI AÇISINDAN BİR BAKIŞ

İleri Diferansiyel Denklemler

Chapter 9. Elektrik Devreleri. Principles of Electric Circuits, Conventional Flow, 9 th ed. Floyd

ıfırdan büyük olan rasyonel sayılara pozitif rasyonel sayılar, sıfırdan küçük rasyonel sayılar da negatif rasyonel sayılar denir.

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2004 Soru ve Yan tlar

Öncelikle tek girdili bir üretim fonksiyonu kullanarak karş laşt rmal dura¼ganl k analizini nas l

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

Sonlu Lineer Uzayların Doğru Dereceleri Üzerine. Metin Şahin YÜKSEK LİSANS TEZİ. Matematik ve Bilgisayar Bilimleri Anabilim Dalı

ÖRNEK 1: Üç basamakl 4AB say s, iki basamakl BA say s n n 13 kat ndan 7 fazlad r. Buna göre, BA say s kaçt r? ÖRNEK 2:

IUI I I =IYI. 3.6 Ayrrstirma Yontemi. fl 1. ful. IXl = fa I 11.1, I I 1111 (. H-I)

DENKLEM DÜZENEKLERI 1

TAR H MATEMAT K PROBLEMLER - I. Ahmet A A H y l A + (A H) Hasan H. A H y l. Kavram Dersaneleri 56

YGS Soru Bankas MATEMAT K Temel Kavramlar

Matematik I: Analiz und Lineer Cebir I Sömestr Ders Saati D 2 U 2 L 1 AKTS 6 Lisans/ Yüksek Lisans Lisans Dersin Kodu MAT 106 Sömestr 2

Örnek...6 : Yandaki bölme işleminde A ve n birer doğal sayıdır. A nın alabileceği en küçük ve en bü yük değerleri bulunu z.

1. Hafta SAYISAL ANALİZE GİRİŞ

Tablo 3.3. TAKV YES Z KANAL SAC KALINLIKLARI (mm)

Araştırma Notu 15/177

İki Değişkenli Bağlanım Modelinin Uzantıları

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ

x 1,x 2,,x n ler bilinmeyenler olmak üzere, doğrusal denklemlerin oluşturduğu;

Bir tan mla bafllayal m. E er n bir do al say ysa, n! diye yaz -

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ İKİNCİ BASAMAKTAN DİFERENSİYEL DENKLEMLER İÇİN ARALIK SALINIM KRİTERİ.

T.C. MALTEPE ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ENDÜSTRĠ MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ LĠSANS PROGRAMI Güz Yarıyılı

< Network ID ><Host ID> IP ADRESLERİ Bu dökümandaki konular: EK-1

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

DÜZCE ÜN IVERS ITES I FEN-EDEB IYAT FAKÜLTES I

ÜN TE II L M T. Limit Sa dan ve Soldan Limit Özel Fonksiyonlarda Limit Limit Teoremleri Belirsizlik Durumlar Örnekler

Istatistik ( IKT 253) Normal Da¼g l m Çal şma Metni

1999 ULUSAL ANTALYA MATEMAT IK OL IMP IYATI B IR INC I AŞAMA SORULARI

MIT Açık Ders Malzemeleri Kompleks Değişkenli Fonksiyonlar 2008 Güz

Minör nedir? Genel olarak, n. mertebeden bir kare matris olan A matrisinin, a ij öğesinin minörünü şöyle gösterebiliriz:

POL NOMLAR. Polinomlar

YAPI ve DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE MATRİS YÖNTEMLER. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. (III. Baskı)

İleri Diferansiyel Denklemler

BİR SAYININ ÖZÜ VE DÖRT İŞLEM

6. Sistemin toplam potansiyeli, rijitlik matrisi ve kurulması

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü nün

Bu bölümde, bugüne dek ancak rüyalar n zda görece inizi

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

O + T + U + Z = 30 (30) 2K + I + R = 40 (40) E + 2L + = 50 (50) A + L + T + M + I + fi = 60 (60) Y + E + T + M + + fi = 70 (70) 2S + 2E + K + N = 80

Transkript:

NÜMER IK ANAL IZ Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 0 Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Amac m z 8 >< >: a x + a x + a x + + a n x n = b a x + a x + a x + + a n x n = b a x + a x + a x + + a n x n = b. a n x + a n x + a n x + + a nn x n = b n formuna sahip lineer denklem sistemlerini çözmeyi nümerik bak ş aç s ndan tart şmakt r. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Matrisler denklem sistemlerini temsil etmek için kullan şl araçlard r. Bu durumda, yukar daki denklem sistemini a a a a n x b a a a a n x b a a a a n 7 6 x 7 = 6 b 7 6 4....... 7 6 5 4 a n a n a n a nn şeklinde yaz labilir. Böylece bu matrisleri, denklem basitçe. x n 7 5 6 4. b n 7 5 Ax = b () yaz lacak şekilde A, x, ve b ile gösterebiliriz. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler () sistemi 6 4 a 0 0 0 0 a 0 0 0 0 a 0....... 0 0 0 a nn 7 6 5 4 x x x. x n = 7 6 5 4 b b b. b n 7 5 köşegensel yap da ise, bu durumda sistem n tane basit denkleme indirgenir ve çözümü de b /a b /a x = b /a 6 7 4. 5 b n /a nn olur. E¼ger, baz i indisleri için a ii = 0 ve b i = 0 ise, bu durumda x i herhangi bir reel say olabilir. E¼ger, a ii = 0 ve b i 6= 0 ise, sistemin çözümü yoktur. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 4 / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Sistem alt üçgensel yap da ise, yani a 0 0 0 a a 0 0 a a a 0 6 4...... 7 6. 5 4 a n a n a n a nn x x x. x n = 7 6 5 4 şeklindeyse, ilk denklemden x i elde ederiz. Bulunan x de¼gerini ikinci denklemde yazarak, x yi çözeriz. Ayn yolla devam ederek, ardarda s rada x, x,..., x n i buluruz. b b b. b n 7 5 Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 5 / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Bu şekildeki formal çözüm algoritmas ileri-yönde yerleştirme olarak adland r l r. girdi n, (a ij ), (b i ) i = den n ye döngü!, i x i b i a ij x j a ii j= döngü sonu ç kt (x i ) Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 6 / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Ayn düşünce üst üçgensel yap ya sahip bir sistemi çözmek için de uygulanabilir. Bu tip bir matris sistemi a a a a n x b 0 a a a n x b 0 0 a a n 7 6 x 7 = 6 b 7 formundad r. 6 4....... 7 6 5 4 0 0 0 a nn. x n 7 5 6 4. b n 7 5 Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 7 / 9

. LU ve Cholesky Ayr şt rmalar Kolay Çözülebilir Sistemler Tekrar, i n için a ii 6= 0 kabul edilmelidir. x i çözen formal algoritma aşa¼g daki gibi olup, geri-yönde yerleştirme olarak adland r l r: girdi n, (a ij ), (b i ) i = n den e, ad ml döngü x i b i n j=i+ a ij x j /aii döngü sonu ç kt (x i ) Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 8 / 9

LU-Ayr şt rmalar. LU-Ayr şt rmalar A n n, bir alt üçgensel L matrisi ile bir üst üçgensel U matrisinin çarp m şeklinde ayr şt r labildi¼gini, yani A = LU oldu¼gunu kabul edelim. Bu durumda, Ax = b sistemini çözmek için, iki aşamada Lz = b yi z ye göre çözmek yeterlidir. Ux = z yi x e göre Böyle bir ayr ş ma her matris sahip olmayabilir. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 9 / 9

. LU-Ayr şt rmalar Bir n n lik A matrisi ile başlayal m ve A = LU olacak şekilde ` 0 0 0 u u u u n ` ` 0 0 0 u u u n L = ` ` ` 0 U = 0 0 u u n 6 4...... 7 6. 5 4....... `n `n `n `nn 0 0 0 u nn 7 5 matrislerini araşt ral m. Bunun mümkün oldu¼gu durumlarda, A bir LU-ayr ş m na sahiptir deriz. L ve U, Denklem (4) ten, tek olarak belirlenmez. Asl nda, her i için, `ii veya u ii den birine (fakat her ikisine de¼gil) s f rdan farkl bir de¼ger atayabiliriz. Örne¼gin, basit bir seçim i =,,..., n için, `ii = almak ve böylece, L yi birim alt üçgensel yapmakt r. Bir başka aç k seçenek, U yu birim üst üçgensel (her i için, u ii = ) yapmakt r. Bu iki durum özel öneme sahiptir. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 0 / 9

. LU-Ayr şt rmalar A n n LU-ayr ş m için algoitma: s > i için `is = 0 ve s > j için u sj = 0 olmak üzere a ij = n `is u sj = s= min(i,j) `is u sj () s= Işlem sürecinin her ad m, U da yeni bir sat r ve L de yeni bir kolon belirler. k-y nc ad mda U daki,,..., k. sat rlar n ve L deki,,..., k. kolonlar n hesapland ¼g n kabul edelim. (k = için bu kabul varsay msal do¼grudur.) u kk veya `kk dan biri belirlenmişse, () de i = j = k al n rsa, di¼geri denkleminden elde edilir. a kk = k `ks u sk + `kk u kk () s= Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Böylece `kk ve u kk bilinmek üzere, k-y nc sat r (i = k) ve j. kolon (j = k) için, Denklem () den s ras ile a kj = a ik = k `ks u sj + `kk u kj (k + j n) () s= k `is u sk + `ik u kk (k + i n) (4) s= yazar z. E¼ger `kk 6= 0 ise, u kj elemanlar n elde etmek için Denklem () kullan labilir. Benzer olarak, e¼ger u kk 6= 0 ise, `ik elemanlar n elde etmek için Denklem (4) kullan labilir. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Yukar daki analize dayal algoritma: L birim alt üçgensel ( i n için `ii = ) iken Doolittle ayr şt rmas Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Yukar daki analize dayal algoritma: L birim alt üçgensel ( i n için `ii = ) iken Doolittle ayr şt rmas U birim üst üçgensel ( i n için u ii = ) iken ise Crout ayr şt rmas olarak bilinir. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Yukar daki analize dayal algoritma: L birim alt üçgensel ( i n için `ii = ) iken Doolittle ayr şt rmas U birim üst üçgensel ( i n için u ii = ) iken ise Crout ayr şt rmas olarak bilinir. U = L T ve böylece i n için `ii = u ii iken algoritma Cholesky ayr şt rmas olarak adland r l r. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Yukar daki analize dayal algoritma: L birim alt üçgensel ( i n için `ii = ) iken Doolittle ayr şt rmas U birim üst üçgensel ( i n için u ii = ) iken ise Crout ayr şt rmas olarak bilinir. U = L T ve böylece i n için `ii = u ii iken algoritma Cholesky ayr şt rmas olarak adland r l r. Cholesky yöntemini bu kesimin sonunda daha detayl olarak ele alaca¼g z, çünkü bu ayr ş m A matrisinin reel, simetrik (A T = A ) ve pozitif tan ml (x T Ax > 0 ) olma özelliklerini gerektirmektedir. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

. LU-Ayr şt rmalar Yukar daki analize dayal algoritma: L birim alt üçgensel ( i n için `ii = ) iken Doolittle ayr şt rmas U birim üst üçgensel ( i n için u ii = ) iken ise Crout ayr şt rmas olarak bilinir. U = L T ve böylece i n için `ii = u ii iken algoritma Cholesky ayr şt rmas olarak adland r l r. Cholesky yöntemini bu kesimin sonunda daha detayl olarak ele alaca¼g z, çünkü bu ayr ş m A matrisinin reel, simetrik (A T = A ) ve pozitif tan ml (x T Ax > 0 ) olma özelliklerini gerektirmektedir. Bu ayr şt rmalardan hangisi daha iyidir? Bunlar n herbiri basit Gauss eleme yordam n n varyasyonlar ile ilişkilidir. Bu nedenle, konunun tam olarak anlaş lmas için bunlar hakk nda bilgiye gerek vard r. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ / 9

Genel LU-ayr şt rmas :. LU-Ayr şt rmalar girdi n, (a ij ) k = den n e döngü `kk veya u kk dan biri için s f rdan farkl bir de¼ger belirle ve di¼gerini hesapla k `kk u kk a kk `ks u sk s= j = k + den n ye döngü u kj k a kj `ks u sj `kk s= döngü sonu i = k + den n ye döngü `ik döngü sonu döngü sonu ç kt (`ij ), (u ij ) k a ik `is u sk u kk s= Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 4 / 9

. LU-Ayr şt rmalar Doolittle ayr şt rmas önkodu: girdi n, (a ij ) k = den n e döngü `kk j = k dan n ye döngü k u kj a kj `ks u sj s= döngü sonu i = k + den n ye döngü `ik döngü sonu döngü sonu ç kt (`ij ), (u ij ) k a ik `is u sk u kk s= Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 5 / 9

Örnek. LU-Ayr şt rmalar A = 4 60 0 0 0 0 5 0 5 matrisinin Doolittle, Crout ve Cholesky ayr şt rmalar n bulunuz. 5 Çözüm Algoritmadan, Doolittle ayr ş m 0 0 A = 4 0 5 4 60 0 0 0 5 5 0 0 5 LU bulunur. Di¼ger iki ayr ş m do¼grudan hesaplamak yerine, bunlar Doolittle ayr şt rmas ndan elde edebiliriz. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 6 / 9

. LU-Ayr şt rmalar Çözüm U nun köşegen elemanlar n bir köşegensel D matrisinde yazarak 0 0 A = 4 5 4 5 4 0 60 0 0 0 5 0 0 0 buluruz. ˆL = LD dersek, 60 0 0 A = 4 0 5 0 5 4 0 5 Crout ayr ş m n elde ederiz. 0 0 0 0 0 0 5 ˆLÛ 5 LDÛ Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 6 / 9

. LU-Ayr şt rmalar Çözüm Cholesky ayr ş m, LDÛ ayr ş m nda D yi D / D / formuna ay rarak ve çarpanlardan biri L di¼geri de Û ile ilişkilendirerek elde edilebilir. Böylece, p 0 0 60 p 0 0 A = 4 0 5 4 0 5 0 5 p 0 0 p 60 p 0 0 4 0 5 p 0 5 4 0 5 0 0 0 0 p p p p p 60 p 0 0 60 60 p p 60 = 4 p 60 p 5 p 0 5 4 0 5 5 5 p ˆLˆL T 60 5 0 0 olur. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 7 / 9

. LU-Ayr şt rmalar En çok ilgilenilen ayr ş m, L bir birim alt üçgensel ve U da bir üst üçgensel olmak üzere A = LU formudur. Bir A kare matrisinin bir LU-ayr ş m na sahip olmas için bir yeter koşul aşa¼g dad r: Teorem (LU-Ayr ş m ) E¼ger n n lik bir A kare matrisinin n tane ana temel minörleri tümüyle tekil de¼gil ise, bu durumda A bir LU-ayr ş m na sahiptir. Teorem (LL T -Ayr ş m için Cholesky Teoremi) E¼ger, A reel, simetrik (yani A = A T ) ve pozitif tan ml (yani x T Ax > 0 bir matris ise, bu durumda L pozitif köşegenli bir alt üçgensel matris olmak üzere, A n n tek bir A = LL T ayr ş m vard r. Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 8 / 9

. LU-Ayr şt rmalar Cholesky ayr şt rmas önkodu: girdi n, (a ij ) k = den n e döngü `kk k a kk `ks s= / i = k + den n ye döngü k `ik a ik `is `ks `kk s= döngü sonu döngü sonu ç kt (`ij ) Nuri ÖZALP (Ankara Üni.) NÜMER IK ANAL IZ BÖLÜM 6 7! L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ 9 / 9