Eliminação Gaussiana

Geometria e álgebra de aplicações lineares, vetores e matrizes

A eliminação gaussiana é o algoritmo sistemático para resolver Ax = b, à mão ou por computador. A ideia: usar operações de linha simples para esculpir o sistema numa forma em escada (echelon) e depois ler a resposta de baixo para cima.

São permitidas três operações de linha, e nenhuma altera o conjunto-solução: trocar duas linhas, multiplicar uma linha por um número não-nulo, ou somar a uma linha um múltiplo de outra. Você usa-as para anular entradas, levando-as a zero uma coluna de cada vez.

A primeira entrada não-nula de cada linha é um pivô. Trabalhe de cima para baixo, usando cada pivô para limpar tudo o que está abaixo dele, até a matriz ficar triangular superior. Depois faça a substituição inversa: a última linha dá uma variável diretamente; substitua-a na linha de cima e vá subindo.

Onde isso aparece no MLA eliminação gaussiana é o antepassado computacional da decomposição LU, a rotina que a sua biblioteca de álgebra linear de fato invoca para resolver sistemas e inverter matrizes rapidamente. Raramente a executa à mão em ML, mas é ela que sustenta os solvers por trás da regressão de forma fechada, dos cálculos de covariância e de qualquer passo do tipo "resolva este sistema linear" dentro de um…
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