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行列 $A = (1−251−1−2−45−3)$ を
下三角行列 $L = (100l2110l31l321)$ と上三角行列 $U = (u11u12u130u22u2300u33)$ を用いて
$A = LU$
と表したい。この時 $u_{33}$ の値として正しいものを以下の選択肢から選びなさい。
$-4$
$3$
$-2$
$1$
$A = LU$ であるから
$(1−251−1−2−45−3)=(100l2110l31l321)(u11u12u130u22u2300u33)=(u11u12u13l21u11l21u12+u22l21u13+u23l31u11l31u12+l32u22l31u13+l32u23+u33)$
$1$ 行目を比べれば
$u_{11} = 1,~~u_{12} = -2,~~u_{13} = 5$
であるので, 代入し $1$ 列目を比べれば
$l_{21} = 1,~~l_{31} = -4$
一度整理すると
$(1−251−1−2−45−3) = (1−251−2+u225+u23−48+l32u22−20+l32u23+u33)$
次に $2$ 行目を比べると
$u_{22} = 1,~~u_{23} = -7$
$(3,2)$ 成分に代入すると
$5 = 8 + l_{32}$
より $l_{32} = -3$ である。これらを $(3,3)$ 成分に代入すると
$-3 = -20 + 21 + u_{33}$
よって $u_{33} = -4$ である。