פירוק שור מחשבון

הערות לפתרון
ללא תיאור (תשובה בלבד)

a

b

c

d

x

y

z

AC

i

ab
x2
xn

Randomize

תצוגת מספר
313131313135151515151552188552198585858586
עגל ל
ספרות אחרי הנקודה העשרונית
10
=פתור

  אודות מחשבון פירוק שור של מטריצה

מחשבון פירוק שור של מטריצה מקוון זה מחשב את פירוק שור עבור מטריצה עם תיאור פתרונות שלם, מפורט, שלב אחר שלב, המבצע פעולות עם מטריצות בגודל עד 20x20 עם איברי מטריצה מסוג זה: מספרים עשרוניים, שברים, מספרים מרוכבים, משתנים.

כדי להתחיל את החישוב, עליך תחילה להזין את גודל המטריצה בשדה הקלט שניתן למצוא בחלק העליון ביותר של המסך, כמו כן שם תוכל לבחור את שיטת החישוב הרצויה.

מעט למטה תמצאו חלון מטריצה שבו עליכם להזין את איברי המטריצה באמצעות המקלדת. פנל הבקרה של המטריצה ממוקם גם כאן, ומפשט את העבודה עם מטריצות ומכיל את אלמנטי הבקרה הבאים:

  • האלמנט הראשון מאפשר להרחיב את חלון המטריצה. זה יכול להיות שימושי במיוחד במקרים שבהם אתה צריך לבצע חישובים עם מטריצות גדולות מאוד שלא מתאימות לחלוטין. אם המטריצה עדיין לא נראית לאחר הרחבת החלון, אתה יכול לשנות את קנה המידה של המטריצה באמצעות הכפתורים + / -;
  • האלמנט השני מבצע את הפונקציה של העתקת קלט המטריצה לחוצץ הזיכרון. זה יכול להיות שימושי במקרים בהם אתה משתמש לעתים קרובות באותה מטריצה עבור חישובים, או אם אתה צריך להעביר מטריצות בין פעולות;
  • והאלמנט האחרון מחדיר את המטריצה שהועתקה קודם לכן, מה שמאפשר לך להאיץ את תהליך הזנת המטריצה לכמה לחיצות בלבד, במקום לעשות זאת באופן ידני;

ו dále [and further down] תמצאו סרגל כלים המאפשר לך להתאים אישית את המחשבון ולהקל על העבודה איתו. הוא מחולק ויזואלית לשלושה חלקים, כאשר כל אחד מהם אחראי על הפונקציונליות הבאה:

  • הראשון מאפשר לך לבחור את תבנית המספרים כאשר מוצג תוצאת הפתרון. כמו כן, כאן אתה יכול לכבות הערות לפתרון הבעיה אם כבר הבנת איך לפתור את הבעיה הזו, ואתה משתמש במחשבון כדי להאיץ או לבדוק את החישובים שלך בעצמך. או שאתה יכול לכבות את הפתרון שלב אחר שלב לחלוטין אם אתה צריך רק את תוצאת הפתרון;
  • השני מכיל כפתורים המאפשרים לך לשנות את סוג שדה קלט המטריצה, למחוק את האלמנטים שלה או את כל המטריצה, והכפתור הגדול ביותר עם סימן שווה, שיוביל אותך למסך עם פתרון הבעיה. כל הכפתורים האלה משוכפלים על ידי מקשים במקלדת. כדי לגלות איזה מקש במקלדת צריך ללחוץ, פשוט רחף מעל אחד מהכפתורים ותופיע תצוגת על עם שם המקש. אתה יכול גם להשתמש במקשי החצים במקלדת שלך כדי להזיז את הסמן בין שדות קלט המטריצה;
  • והאחרון מאפשר לך לבחור את מספר הספרות אחרי הנקודה העשרונית לעיגול מספרים שאינם שלמים. כמו כן, כאן תוכל לראות מיד דוגמה איך שברים מעוגלים ייראו;

  מהו פירוק שור של מטריצה?

פירוק שור הוא פירוק של מטריצה ריבועית נתונה לשלוש מטריצות, האחת מטריצה酉 (unitary matrix), השנייה מטריצה משולשת עליונה והשלישית היא ההופכית של מטריצת 酉. האלכסון הראשי של המטריצה המשולשת העליונה מכיל את הערכים העציים של המטריצה המקורית. מכפלת מטריצת 酉 על ידי המטריצה המשולשת העליונה ועל ידי ההופכית של מטריצת 酉 צריכה לתת את המטריצה המקורית.

  כיצד לבצע פירוק שור של מטריצה?

ראשית, יש למצוא את הווקטורים העציים של המטריצה המקורית, ולאחר מכן ליישם עליהם את תהליך גרם-שמידט (אורתונומליזציה ואורתונורמליזציה), והווקטורים המתקבלים יהיו עמודות המטריצה 酉. כעת נוכל לחשב את ההופכית של מטריצת 酉. ולאחר מכן, ניתן למצוא את המטריצה המשולשת העליונה על ידי הכפלת ההופכית של מטריצת 酉 במטריצה המקורית ובמטריצת 酉.

  דוגמה לפירוק שור של מטריצה

רשום את המטריצה הראשונית
A
:
A
=
71
7
2
8
8
5
5
5
8
פירוק שור הוא ייצוג של המטריצה
A
בצורה:
A
=
U
*
T
*
U
-1
0
;
מטריצה
U
היא מטריצה酉נית (אוניטרית);
מטריצה
T
היא מטריצה משולשת עליונה;
מטריצה
U
-1
0
היא ההופכי של המטריצה
U
;
כדי לבצע פירוק שור של המטריצה
A
, יש צורך לעשות את הדברים הבאים:
1)
חשב את הערכים העצמיים של המטריצה A, אם מספר הערכים העצמיים קטן מגודל המטריצה A, פירוק שור אינו אפשרי
2)
חשב את הווקטורים העצמיים של המטריצה A
3)
יישם את תהליך גרם-שמידט (אורתוגונליזציה ואורתונורמליזציה) על הווקטורים העצמיים והווקטורים המתקבלים יהיו עמודות המטריצה U
4)
חשב את ההופכי של המטריצה U
5)
ולבסוף, נוכל לחשב את המטריצה T באמצעות הנוסחה הבאה:
T
=
U
-1
0
*
A
*
U
;
2
וקטורים עצמיים
25
56466529
2500000000
2
2026620939
2500000000
1
-
25626159
125000000
4431911717
5000000000
1
7683683
156250000
-1
437318833
10000000000
1
3
אורתוגונליזציה
25
56466529
2500000000
2
2026620939
2500000000
1
-
1404440303
10000000000
8936345989
10000000000
1
5160557
2000000000
204320113
2500000000
-1
89343197
1250000000
9664911363
10000000000
4
אורתונורמליזציה
U
=
1241209911
1250000000
1115345803
10000000000
396828651
10000000000
-
520024059
5000000000
3308873223
5000000000
7424535803
10000000000
113096269
2000000000
-
1853399507
2500000000
417950707
625000000
5
הופכי של מטריצה
U
-1
0
=
1241209911
1250000000
-
520024059
5000000000
113096269
2000000000
1115345803
10000000000
3308873223
5000000000
-
1853399507
2500000000
396828651
10000000000
7424535803
10000000000
417950707
625000000
6
מטריצה T
U
-1
0
A
=
U
-1
0
·
A
=
1241209911
1250000000
-
520024059
5000000000
113096269
2000000000
1115345803
10000000000
3308873223
5000000000
-
1853399507
2500000000
396828651
10000000000
7424535803
10000000000
417950707
625000000
·
71
7
2
8
8
5
5
5
8
=
71
3608307367
10000000000
-1
2670119617
10000000000
1628411951
10000000000
9
344343983
10000000000
8
872132821
5000000000
-2
1348876899
10000000000
5
8399754663
10000000000
8
3642389033
5000000000
1
2314276771
2500000000
T
=
U
-1
0
A
·
U
=
71
3608307367
10000000000
-1
2670119617
10000000000
1628411951
10000000000
9
344343983
10000000000
8
872132821
5000000000
-2
1348876899
10000000000
5
8399754663
10000000000
8
3642389033
5000000000
1
2314276771
2500000000
·
1241209911
1250000000
1115345803
10000000000
396828651
10000000000
-
520024059
5000000000
3308873223
5000000000
7424535803
10000000000
113096269
2000000000
-
1853399507
2500000000
417950707
625000000
=
72
246037753
2500000000
0
0
2
1785601079
2000000000
12
21893173
1000000000
0
1
485740707
2000000000
-
1474604379
5000000000
2
4398458629
5000000000
Answer
A = U · T · U⁻¹
U
=
1241209911
1250000000
1115345803
10000000000
396828651
10000000000
-
520024059
5000000000
3308873223
5000000000
7424535803
10000000000
113096269
2000000000
-
1853399507
2500000000
417950707
625000000
T
=
72
246037753
2500000000
0
0
2
1785601079
2000000000
12
21893173
1000000000
0
1
485740707
2000000000
-
1474604379
5000000000
2
4398458629
5000000000
U
-1
0
=
1241209911
1250000000
-
520024059
5000000000
113096269
2000000000
1115345803
10000000000
3308873223
5000000000
-
1853399507
2500000000
396828651
10000000000
7424535803
10000000000
417950707
625000000
גודל3×3

  מקורות