Gaussian-Jordan 消除法是一种常用且方便的技术。在矩阵计算中,该方法得到广泛应用。但是,Python 库中没有此方法的内置函数。设计这样的功能并不困难。开发人员似乎忽略了这个功能。这可能是什么原因?
希望开发者能够重视这一点,并开发与该方法相关的功能。
虽然高斯-约旦消元法在教学上用于求解线性方程组, 但它并不是数值计算库中用于实际应用的首选方法 。以下是原因:
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效率: 与高斯-约旦消元法相比,LU 分解等其他算法在计算上效率更高,尤其是对于大型矩阵而言。由于性能是库设计中的一个关键考虑因素,因此他们优先考虑更有效的算法。
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数值稳定性: 在实践中,高斯-约旦消元法容易受到舍入误差的影响,这可能导致不准确的结果,尤其是对于病态矩阵而言。诸如 LU 分解和奇异值分解 (SVD) 之类的替代方法在这方面更加稳健。
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功能: LU 分解等方法提供了比高斯-约旦消元法更多的功能。例如,LU 分解可用于计算行列式、求解多个右手边,并且可以更容易地更新修改后的矩阵。
尽管 Python 库中没有显式的高斯-约旦函数,
但它们确实提供了实现相同目标的强大且经过优化的函数
。例如,
numpy.linalg.solve
可用于求解线性方程组,而
numpy.linalg.inv
可用于计算矩阵的逆矩阵(尽管不建议将其用于求解线性方程组)。
总而言之,虽然高斯-约旦消元法是一个有价值的教学工具,但它并不是在数值计算库中实现的最有效、最稳定或最通用的方法。 开发人员已经专注于提供更强大、更高效和更适合实际应用的替代方案。
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