4.4 Die Gauß-Transformation



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4.4 Die Gauß-Transformation

 

Ziel ist es, die Matrix in ein Produkt von Matrizen

zu überführen. Eine einmalige Zerlegung der Matrix in eine untere und obere Dreiecksmatrix ist hier effizienter als die Gaußsche Elimination auf das Gesamtsystem anzuwenden, da veränderte Randbedingungen die Koeffizientenmatrix nicht verändern. Ist nämlich eine Dreieckszerlegung

gefunden, so kann eine effektive Lösung des Gleichungssystems in zwei Teilschritten

und

erfolgen.

Das Problem wird dadurch im wesentlichen auf eine Vorwärtselimination

 

und Rücksubstitution

 

zerlegt. Zu erwähnen ist, daß hier eine Vorwärtselimination und Rücksubstitution für den allgemeinen Fall gezeigt wurde. Die Faktorisierung bewirkt, daß die bzw. eins sind und die Divisionen damit entfallen.

In dieser Implementierung wird die strikte untere Dreiecksmatrix zeilenweise abgespeichert. Daher kann die Vorwärtselimination ähnlich wie in (4.13) durchgeführt werden. Da die Rücksubstitution benutzt und ein Abarbeiten in Spalten von ohne Suchvorgang unmöglich ist, muß auch die Rücksubstitution zeilenweise in der Form

durchgeführt werden. Eine Implementierung im MCSR-Format kann aus der in Abschnitt 4.1 gezeigten Matrix-Vektor-Multiplikation gewonnen werden.

Der Vektor kann natürlich überschrieben werden, um den zusätzlichen Hilfsvektor in der Vorwärtselimination zu vermeiden.





Martin Stiftinger
Fri Nov 25 16:50:24 MET 1994