A calculadora encontrará (se possível) a decomposição LU da matriz dada A A A , ou seja, uma matriz triangular inferior L L L e uma matriz triangular superior U U U que A = L U A=LU A = LU , com as etapas mostradas.
No caso de pivotamento parcial (é necessária a permutação de linhas), a calculadora também encontrará a matriz de permutação P P P de forma que P A = L U PA=LU P A = LU .
Calculadora relacionada:
Calculadora de fatoração QR
Solução Comece com a matriz de identidade L = [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\0 & 1 & 0\\0 & 0 & 1\end{array}\right] L = ⎣ ⎡ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎦ ⎤ .
Subtraia a linha 1 1 1 multiplicada por 3 2 \frac{3}{2} 2 3 da linha 2 2 2 : R 2 = R 2 − 3 R 1 2 R_{2} = R_{2} - \frac{3 R_{1}}{2} R 2 = R 2 − 2 3 R 1 .
[ 2 7 1 0 − 25 2 − 3 2 1 5 3 ] \left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\1 & 5 & 3\end{array}\right] ⎣ ⎡ 2 0 1 7 − 2 25 5 1 − 2 3 3 ⎦ ⎤
Escreva o coeficiente 3 2 \frac{3}{2} 2 3 na matriz L L L na linha 2 2 2 , coluna 1 1 1 :
L = [ 1 0 0 3 2 1 0 0 0 1 ] L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\0 & 0 & 1\end{array}\right] L = ⎣ ⎡ 1 2 3 0 0 1 0 0 0 1 ⎦ ⎤
Subtraia a linha 1 1 1 multiplicada por 1 2 \frac{1}{2} 2 1 da linha 3 3 3 : R 3 = R 3 − R 1 2 R_{3} = R_{3} - \frac{R_{1}}{2} R 3 = R 3 − 2 R 1 .
[ 2 7 1 0 − 25 2 − 3 2 0 3 2 5 2 ] \left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\0 & \frac{3}{2} & \frac{5}{2}\end{array}\right] ⎣ ⎡ 2 0 0 7 − 2 25 2 3 1 − 2 3 2 5 ⎦ ⎤
Escreva o coeficiente 1 2 \frac{1}{2} 2 1 na matriz L L L na linha 3 3 3 , coluna 1 1 1 :
L = [ 1 0 0 3 2 1 0 1 2 0 1 ] L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\\frac{1}{2} & 0 & 1\end{array}\right] L = ⎣ ⎡ 1 2 3 2 1 0 1 0 0 0 1 ⎦ ⎤
Adicione a linha 2 2 2 multiplicada por 3 25 \frac{3}{25} 25 3 à linha 3 3 3 : R 3 = R 3 + 3 R 2 25 R_{3} = R_{3} + \frac{3 R_{2}}{25} R 3 = R 3 + 25 3 R 2 .
[ 2 7 1 0 − 25 2 − 3 2 0 0 58 25 ] \left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\0 & 0 & \frac{58}{25}\end{array}\right] ⎣ ⎡ 2 0 0 7 − 2 25 0 1 − 2 3 25 58 ⎦ ⎤
Escreva o coeficiente − 3 25 - \frac{3}{25} − 25 3 na matriz L L L na linha 3 3 3 , coluna 2 2 2 :
L = [ 1 0 0 3 2 1 0 1 2 − 3 25 1 ] L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\\frac{1}{2} & - \frac{3}{25} & 1\end{array}\right] L = ⎣ ⎡ 1 2 3 2 1 0 1 − 25 3 0 0 1 ⎦ ⎤
A matriz obtida é a matriz U U U .
Resposta L = [ 1 0 0 3 2 1 0 1 2 − 3 25 1 ] = [ 1 0 0 1.5 1 0 0.5 − 0.12 1 ] L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\\frac{1}{2} & - \frac{3}{25} & 1\end{array}\right] = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\1.5 & 1 & 0\\0.5 & -0.12 & 1\end{array}\right] L = ⎣ ⎡ 1 2 3 2 1 0 1 − 25 3 0 0 1 ⎦ ⎤ = ⎣ ⎡ 1 1.5 0.5 0 1 − 0.12 0 0 1 ⎦ ⎤ A
U = [ 2 7 1 0 − 25 2 − 3 2 0 0 58 25 ] = [ 2 7 1 0 − 12.5 − 1.5 0 0 2.32 ] U = \left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\0 & 0 & \frac{58}{25}\end{array}\right] = \left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & -12.5 & -1.5\\0 & 0 & 2.32\end{array}\right] U = ⎣ ⎡ 2 0 0 7 − 2 25 0 1 − 2 3 25 58 ⎦ ⎤ = ⎣ ⎡ 2 0 0 7 − 12.5 0 1 − 1.5 2.32 ⎦ ⎤ A