QR分解 計算機

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2
2510
=Solve

  行列 QR 分解計算機について

これは無料のオンライン行列 QR 分解計算機です。 は、小数、分数、複素数、変数などの型の行列要素を持つ、最大99x99サイズの行列に対して、完全で詳細なステップバイステップの解答説明を行います。

計算を開始するには、まず、画面上部にある入力フィールドにマトリックスのサイズを入力し、そこに希望の計算方法を選択します。

少し下に、キーボードを使用してマトリックス要素を入力する必要があるマトリックスウィンドウがあります。また、マトリックスの作業を簡素化するマトリックスコントロールパネルもあり、次のコントロール要素が含まれています:

  • 最初の要素は、マトリックスウィンドウを拡大することができます。これは、完全に収まらない非常に大きなマトリックスで計算を実行する必要がある場合に特に役立ちます。ウィンドウを拡大してもマトリックスが表示されない場合は、+ / -ボタンを使用してマトリックスのスケールを変更できます。
  • 2番目の要素は、マトリックス入力をメモリバッファにコピーする機能を実行します。これは、同じマトリックスを頻繁に計算に使用する場合や、操作間でマトリックスを移動する必要がある場合に役立ちます。
  • 最後の要素は、以前にコピーされたマトリックスを挿入します。これにより、マトリックスを手動で入力する代わりに、数回のクリックでマトリックスの入力プロセスを高速化できます。

さらに下に、電卓をカスタマイズして作業を簡単にするためのツールバーがあります。視覚的に3つの部分に分かれており、それぞれが次の機能を担当しています:

  • 1つ目は、解答結果が表示されるときの数字の書式を選択できます。また、ここでは、問題の解決方法をすでに理解しており、計算を高速化または確認するために電卓を使用している場合は、問題の解決策へのコメントをオフにすることができます。または、ソリューションの結果のみが必要な場合は、ステップバイステップのソリューションを完全にオフにすることができます。
  • 2つ目は、マトリックス入力フィールドのタイプを変更したり、その要素またはマトリックス全体を消去したりできるボタンと、解答画面に移動する等号の付いた最大のボタンが含まれています。これらのボタンはすべてキーボードのキーで複製されます。キーボードのどのキーを押すかを確認するには、ボタンの1つにカーソルを合わせると、キーの名前がツールチップに表示されます。キーボードの矢印キーを使用して、マトリックス入力フィールド間でカーソルを移動することもできます。
  • 最後の1つは、非整数の数値を丸めるための小数点以下の桁数を選択できます。また、ここでは、丸められた分数の外観の例をすぐに確認できます。

  行列の QR 分解とは何ですか?

QR 分解とは、与えられた行列を 2 つの行列に分解することです。これらの 2 つの行列の積によって、元の行列が得られます。QR 分解は、列数が行数を超えない行列に適用できます。

  Gram-Schmidt を使用して行列の QR 分解を実行するにはどうすればよいですか?

まず、Gram-Schmidt 法(直交化と正規直交化)を、与えられた行列の列に適用する必要があります。その結果得られるベクトルが、直交行列の列になります。次に、上三角行列を得るには、直交行列の転置行列を見つけ、それを元の行列と乗算する必要があります。

  QR分解の例

初期行列
A
を書き出す:
A
=
1
1
0
1
0
1
0
1
1
QR
分解は、行列
A
A
=
Q
*
R
の形で表現することです。
行列
Q
は直交行列です。
行列
R
は上三角行列です。
グラムシュミット法を用いて
QR
分解を行うには、以下のことを行う必要があります。
1)
行列 A の列にグラムシュミット法(直交化と正規直交化)を適用し、得られたベクトルを行列 Q の列とします。
2)
行列 R を得るには、行列 Qᵀ に行列 A を掛けます。
2
直交化
1
1
0
1
2
-
1
2
1
-
2
3
2
3
2
3
3
正規直交化
Q
=
79
112
79
112
0
71
173
-
71
173
49
60
-
15
26
15
26
15
26
4
行列 Qᵀ
Q
T
0
=
79
112
71
173
-
15
26
79
112
-
71
173
15
26
0
49
60
15
26
q
T
0
0
1,1
=
q
0
1,1
=
79
112
;
q
T
0
0
1,2
=
q
0
2,1
=
79
112
;
q
T
0
0
1,3
=
q
0
3,1
=
0
;
q
T
0
0
2,1
=
q
0
1,2
=
71
173
;
q
T
0
0
2,2
=
q
0
2,2
=
-
71
173
;
q
T
0
0
2,3
=
q
0
3,2
=
49
60
;
q
T
0
0
3,1
=
q
0
1,3
=
-
15
26
;
q
T
0
0
3,2
=
q
0
2,3
=
15
26
;
q
T
0
0
3,3
=
q
0
3,3
=
15
26
;
説明を隠す
9 個の要素
5
行列 R
R
=
Q
T
0
·
A
=
79
112
71
173
-
15
26
79
112
-
71
173
15
26
0
49
60
15
26
·
1
1
0
1
0
1
0
1
1
=
1
89
214
0
0
79
112
1
47
208
0
79
112
20
49
1
19
122
r
0
1,1
=
q
T
0
0
1,1
·
a
0
1,1
+
q
T
0
0
1,2
·
a
0
2,1
+
q
T
0
0
1,3
·
a
0
3,1
=
79
112
*
1
+
79
112
*
1
+
0
*
0
=
1
89
214
;
r
0
1,2
=
q
T
0
0
1,1
·
a
0
1,2
+
q
T
0
0
1,2
·
a
0
2,2
+
q
T
0
0
1,3
·
a
0
3,2
=
79
112
*
1
+
79
112
*
0
+
0
*
1
=
79
112
;
r
0
1,3
=
q
T
0
0
1,1
·
a
0
1,3
+
q
T
0
0
1,2
·
a
0
2,3
+
q
T
0
0
1,3
·
a
0
3,3
=
79
112
*
0
+
79
112
*
1
+
0
*
1
=
79
112
;
r
0
2,1
=
q
T
0
0
2,1
·
a
0
1,1
+
q
T
0
0
2,2
·
a
0
2,1
+
q
T
0
0
2,3
·
a
0
3,1
=
71
173
*
1
+
-
71
173
*
1
+
49
60
*
0
=
0
;
r
0
2,2
=
q
T
0
0
2,1
·
a
0
1,2
+
q
T
0
0
2,2
·
a
0
2,2
+
q
T
0
0
2,3
·
a
0
3,2
=
71
173
*
1
+
-
71
173
*
0
+
49
60
*
1
=
1
47
208
;
r
0
2,3
=
q
T
0
0
2,1
·
a
0
1,3
+
q
T
0
0
2,2
·
a
0
2,3
+
q
T
0
0
2,3
·
a
0
3,3
=
71
173
*
0
+
-
71
173
*
1
+
49
60
*
1
=
20
49
;
r
0
3,1
=
q
T
0
0
3,1
·
a
0
1,1
+
q
T
0
0
3,2
·
a
0
2,1
+
q
T
0
0
3,3
·
a
0
3,1
=
-
15
26
*
1
+
15
26
*
1
+
15
26
*
0
=
0
;
r
0
3,2
=
q
T
0
0
3,1
·
a
0
1,2
+
q
T
0
0
3,2
·
a
0
2,2
+
q
T
0
0
3,3
·
a
0
3,2
=
-
15
26
*
1
+
15
26
*
0
+
15
26
*
1
=
0
;
r
0
3,3
=
q
T
0
0
3,1
·
a
0
1,3
+
q
T
0
0
3,2
·
a
0
2,3
+
q
T
0
0
3,3
·
a
0
3,3
=
-
15
26
*
0
+
15
26
*
1
+
15
26
*
1
=
1
19
122
;
説明を隠す
9 個の要素
Answer
A = Q · R
Q
=
79
112
79
112
0
71
173
-
71
173
49
60
-
15
26
15
26
15
26
R
=
1
89
214
0
0
79
112
1
47
208
0
79
112
20
49
1
19
122
サイズ3×3方法グラム-シュミット

  計算方法

  ソース