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行列 $A = (111543−4−20)$ 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。
$0$
$-2$
$2$
$4$
$A = LU$ であるから
$(111543−4−20)=(100l2110l31l321)(u11u12u130u22u2300u33)=(u11u12u13l21u11l21u12+u22l21u13+u23l31u11l31u12+l32u22l31u13+l32u23+u33)$
$1$ 行目を比べれば
$u_{11} = 1,~~u_{12} = 1,~~u_{13} = 1$
であるので, 代入し $1$ 列目を比べれば
$l_{21} = 5,~~l_{31} = -4$
一度整理すると
$(111543−4−20) = (11155+u225+u23−4−4+l32u22−4+l32u23+u33)$
次に $2$ 行目を比べると
$u_{22} = -1,~~u_{23} = -2$
$(3,2)$ 成分に代入すると
$-2 = -4 - l_{32}$
より $l_{32} = -2$ である。これらを $(3,3)$ 成分に代入すると
$0 = -4 + 4 + u_{33}$
よって $u_{33} = 0$ である。