Gauss-eliminatie

Meetkunde en algebra van lineaire afbeeldingen, vectoren en matrices

Gauss-eliminatie is het systematische algoritme om Ax = b op te lossen, met de hand of met de machine. Het idee: gebruik eenvoudige rijoperaties om het stelsel in een trap-vorm (echelonvorm) te kerven, en lees dan het antwoord af door achteruit te werken.

Drie rijoperaties zijn toegestaan, en geen ervan verandert de oplossingsverzameling: verwissel twee rijen, vermenigvuldig een rij met een getal ongelijk aan nul, of tel een veelvoud van de ene rij bij een andere op. Je hanteert ze om elementen tot nul terug te brengen, één kolom tegelijk.

Het leidende element ongelijk aan nul in elke rij is een pivot. Werk van boven naar beneden, gebruik elke pivot om alles eronder schoon te vegen, tot de matrix bovendriehoekig is. Substitueer dan terug: de laatste rij geeft direct één variabele; vul die in in de rij erboven en klim omhoog.

Waar dit voorkomt in MLGauss-eliminatie is de rekenkundige voorouder van de LU-decompositie, de routine die je lineaire-algebrabibliotheek daadwerkelijk aanroept om stelsels snel op te lossen en matrices te inverteren. Je voert het in ML zelden met de hand uit, maar het ligt ten grondslag aan de solvers achter regressie met gesloten vorm, covariantieberekeningen, en elke "los dit lineaire stelsel op"-stap binnen een…
▶ Gauss-eliminatie
← Ax = b: meetkundeRang, nulruimte, kolomruimte →