Calculadora de decomposição LU

Encontre a fatoração LU de uma matriz passo a passo

A calculadora encontrará (se possível) a decomposição LU da matriz dada AA, ou seja, uma matriz triangular inferior LL e uma matriz triangular superior UU que A=LUA=LU, com as etapas mostradas.

No caso de pivotamento parcial (é necessária a permutação de linhas), a calculadora também encontrará a matriz de permutação PP de forma que PA=LUPA=LU.

Calculadora relacionada: Calculadora de fatoração QR

×\times
A

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Sua contribuição

Encontre a decomposição LU de [271320153]\left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\3 & -2 & 0\\1 & 5 & 3\end{array}\right].

Solução

Comece com a matriz de identidade L=[100010001]L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\0 & 1 & 0\\0 & 0 & 1\end{array}\right].

Subtraia a linha 11 multiplicada por 32\frac{3}{2} da linha 22: R2=R23R12R_{2} = R_{2} - \frac{3 R_{1}}{2}.

[271025232153]\left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\1 & 5 & 3\end{array}\right]

Escreva o coeficiente 32\frac{3}{2} na matriz LL na linha 22, coluna 11:

L=[1003210001]L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\0 & 0 & 1\end{array}\right]

Subtraia a linha 11 multiplicada por 12\frac{1}{2} da linha 33: R3=R3R12R_{3} = R_{3} - \frac{R_{1}}{2}.

[27102523203252]\left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\0 & \frac{3}{2} & \frac{5}{2}\end{array}\right]

Escreva o coeficiente 12\frac{1}{2} na matriz LL na linha 33, coluna 11:

L=[10032101201]L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\\frac{1}{2} & 0 & 1\end{array}\right]

Adicione a linha 22 multiplicada por 325\frac{3}{25} à linha 33: R3=R3+3R225R_{3} = R_{3} + \frac{3 R_{2}}{25}.

[271025232005825]\left[\begin{array}{ccc}2 & 7 & 1\\0 & - \frac{25}{2} & - \frac{3}{2}\\0 & 0 & \frac{58}{25}\end{array}\right]

Escreva o coeficiente 325- \frac{3}{25} na matriz LL na linha 33, coluna 22:

L=[1003210123251]L = \left[\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\\frac{3}{2} & 1 & 0\\\frac{1}{2} & - \frac{3}{25} & 1\end{array}\right]

A matriz obtida é a matriz UU.

Resposta

L=[1003210123251]=[1001.5100.50.121]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]A

U=[271025232005825]=[271012.51.5002.32]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]A