用Python实现三阶矩阵的求逆?

Python014

用Python实现三阶矩阵的求逆?,第1张

你好,下面是一个对应的三阶矩阵求逆的代码

import warnings

warnings.filterwarnings("ignore")

matrix1 = [

    [1,2,0,0],

    [3,4,0,0],

    [0,0,4,1],

    [0,0,3,2],

]

matrix2 = [

    [1,0,-1,2,1],

    [3,2,-3,5,-3],

    [2,2,1,4,-2],

    [0,4,3,3,1],

    [1,0,8,-11,4],

]

matrix3 = [

    [1,0,-1,2,1,0,2],

    [1,2,-1,3,1,-1,4],

    [2,2,1,6,2,1,6],

    [-1,4,1,4,0,0,0],

    [4,0,-1,21,9,9,9],

    [2,4,4,12,5,6,11],

    [7,-1,-4,22,7,8,18],

]

def step0(m):

    n = len(m)

    l = []

    for i in range(0,n):

        l.append([])

        for j in range(0,n):

            if i == j:

                l[i].append(1)

            else:

                l[i].append(0)

    return l

def step1(m):

    n = len(m)

    """交换操作记录数组 swap"""

    swap = []

    l = []

    for i in range(0,n):

        swap.append(i)

        l.append([])

        for j in range(0,n):

            l[i].append(0)

    """对每一列进行操作"""

    for i in range(0,n):

        max_row = m[i][i]

        row = i

        for j in range(i,n):

            if m[j][i] >= max_row:

                max_row = m[j][i]

                #global row

                row = j

        swap[i] = row

        """交换"""

        if row != i:

            for j in range(0,n):

                m[i][j],m[row][j] = m[row][j],m[i][j]

        """消元"""

        for j in range(i+1,n):

            if m[j][i] != 0:

                l[j][i] = m[j][i] / m[i][i]

                for k in range(0,n):

                    m[j][k] = m[j][k] - (l[j][i] * m[i][k])

    return (swap,m,l)

def step2(m):

    n = len(m)

    long = len(m)-1

    l = []

    for i in range(0,n):

        l.append([])

        for j in range(0,n):

            l[i].append(0)

    for i in range(0,n-1):

        for j in range(0,long-i):

            if m[long-i-j-1][long-i] != 0 and m[long-i][long-i] != 0:

                l[long-i-j-1][long-i] = m[long-i-j-1][long-i] / m[long-i][long-i]

                for k in range(0,n):

                    m[long-i-j-1][k] = m[long-i-j-1][k] - l[long-i-j-1][long-i] * m[long-i][k]

    return (m,l)

def step3(m):

    n = len(m)

    l = []

    for i in range(0,n):

        l.append(m[i][i])

    return l

def gauss(matrix):

    n = len(matrix)

    new = step0(matrix)

    (swap,matrix1,l1) = step1(matrix)

    (matrix2,l2) = step2(matrix1)

    l3 = step3(matrix2)

    for i in range(0,n):

        if swap[i] != i:

            new[i],new[swap[i]] = new[swap[i]],new[i]

        for j in range(i+1,n):

            for k in range(0,n):

                if l1[j][i] != 0:

                    new[j][k] = new[j][k] - l1[j][i] * new[i][k]   

    for i in range(0,n-1):

        for j in range(0,n-i-1):

            if l2[n-1-i-j-1][n-1-i] != 0:

                for k in range(0,n):

                    new[n-1-i-j-1][k] = new[n-1-i-j-1][k] - l2[n-1-i-j-1][n-i-1] * new[n-1-i][k]

    for i in range(0,n):

        for j in range(0,n):

            new[i][j] = new[i][j] / l3[i]

    return new

x1 = gauss(matrix1)

x2 = gauss(matrix2)

x3 = gauss(matrix3)

print (x1)

print (x2)

print (x3)

1、首先打开pycharm软件,新建一个python文件并导入numpy库。

2、然后创建矩阵A,这里先创建一个两行两列的数组,在用numpy的mat函数将数组转换为矩阵。

3、接着计算矩阵A的逆矩阵,逆矩阵是通过A.I求得。

4、求出了矩阵A的逆矩阵后,用矩阵B乘以这个逆矩阵就是矩阵的除法了,即为矩阵B除以矩阵A的值。