6

行列 $A = (143442303)$ 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。

$0$

$-3$

$6$

$9$

$A = LU$ であるから

$(143442303)=(100l2110l31l321)(u11u12u130u22u2300u33)=(u11u12u13l21u11l21u12+u22l21u13+u23l31u11l31u12+l32u22l31u13+l32u23+u33)$

$1$ 行目を比べれば

$u_{11} = 1,~~u_{12} = 4,~~u_{13} = -3$

であるので, 代入し $1$ 列目を比べれば

$l_{21} = -4,~~l_{31} = -3$

一度整理すると

$(143442303)(143416+u2212+u23312+l32u229+l32u23+u33)$

次に $2$ 行目を比べると

$u_{22} = 20,~~u_{23} = - 10$

$(3,2)$ 成分に代入すると

$0 = -12 + 20 l_{32}$

より $l_{32} = \dfrac{3}{5}$ である。これらを $(3,3)$ 成分に代入すると

$3 = 9 - 6 + u_{33}$

よって $u_{33} = 0$ である。