Тема . Линал и алгебра.
.04 Геометрия евклидовых линейных пространств.
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#54991

Разложить матрицу     (        )
    | 1  3  1|
A = | 2  2  1|
    (        )
      3  1  3 в произведение A = QR  , где Q  - ортогональная матрица, а R  - верхнетреугольная с положительными числами на диагонали.

Показать ответ и решение

Как нам гласит теорема о существовании QR  -разложения, это разложение может быть получено в виде

A  = B′DC − 1, где Q = B ′,R = DC −1

где в свою очередь C  - матрица перехода, которая получается, если ортогонализовать столбцы матрицы A  при помощи процесса Грамма-Шмидта, B ′ - это матрица перехода, которая получается, если мы из ортогональной системы полученной на первом шаге делаем ортонормированную (т.е. все вектора делим на их длину), D  - диагональная матрица, на диагонали которой стоят длины векторов системы, полученной на первом шаге, после ортогонализации столбцов матрицы A  .

Итак:
1 шаг. Ортогонализовать столбцы матрицы A  . Если их преобразовать при помощи процесса Грамма-Шмидта, то получится такая система векторов:

                  2  4   8        1   2 1
b1 = (1,2,3),b2 = (27-,7,− 7),b3 = (3,− 3,3)

А матрица перехода C  будет такой:     (             )
      1  − 57  − 1112
    ||          1- ||
C = ( 0   1    12 )
      0   0    1 . Тогда, находим  − 1
C   :

      (    5    6 )
      | 1  7    7 |
C −1 = |( 0 1  − 112|)

        0  0    1

2 шаг. Матрица D  - это просто матрица, у которой по диагонали стоят длины векторов после применения процесса Грамма-Шмидта. То есть,

     (√ ---           )
        14    0     0
     ||       ∘ -3     ||
D =  |(  0   4   7  ∘0-|)
        0     0      2
                     3

3 шаг. Матрица B ′ - это матрица, по столбцам которой стоят вектора после применения система Грамма-Шмидта и после того, как мы их отнормировали, то есть поделили на их длину. То есть,

     ( √1-  -∘4-- -∘1-)
     |  14  7  37  3  23|
     || -2-  --1-  -−2-||
B ′ = || √14 7∘ 3- 3∘ 2||
     ( -3-  -−27  --13)
       √14  7∘ 3- 3∘ 2-
               7     3

4 шаг. Далее, как мы и говорили,

                      ( √---           ) (           )    (√ ---  ∘ --   ∘ -)
                         14    0     0     1  5    6         14  5  27   6  27
      ′          −1   ||        ∘ 3-    || |    7    71 |    ||       ∘ 3-    1 ||
Q = B ,  R =  DC    = |(  0   4   7  ∘0-|) |( 0  1  − 12|) =  |(  0   4  7  −∘√21|)
                         0     0      2    0  0    1                       2
                                      3                      0     0       3

И мы получили искомое разложение A  = QR  , где Q  - ортогональная матрица, а R  - верхнетреугольная с положительными числами на диагонали.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!