1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409
|
void opgave4(double A[maxgrad][maxgrad], double b[maxgrad], int mmax, int nmax);
long double H[maxgrad][maxgrad][maxgrad], R[maxgrad][maxgrad][maxgrad], Q[maxgrad][maxgrad][maxgrad];
double l[maxgrad], x[maxgrad], reflx[maxgrad], w[maxgrad], Qt[maxgrad][maxgrad], Q1tb[maxgrad], R1Q1tb[maxgrad][maxgrad+1], xloes[maxgrad], I[maxgrad][maxgrad], tjekA[maxgrad][maxgrad];
int kol;
char svar;
opgave4praesentation();
do
{
cout<<"\n Oensker du at finde mindste kvadraters loesningen via grafisk forstaaelse, hvor du skal\n";
cout<<" indtaste linien l, eller via metoden hvor ingen linie skal indtastes. Tast l hvis du vil\n";
cout<<" bruge den grafiske forstaaelse: ";
cin>>svar;
if(svar=='l')
{
indtastl(A, l, mmax);
for(kol=0;kol<nmax;kol=kol+1)
{
beregnx(A, R, x, kol, mmax);
beregnreflx(x, l, reflx, mmax);
beregnwl(x, reflx, w, mmax);
beregnH(w, H, kol, mmax);
beregnR(H, A, R, kol, mmax, nmax);
beregnQ(H, Q, kol, mmax, nmax);
}
}
else
{
for(kol=0;kol<nmax;kol=kol+1)
{
beregnx(A, R, x, kol, mmax);
beregnw(x, w, kol, mmax);
beregnH(w, H, kol, mmax);
beregnR(H, A, R, kol, mmax, nmax);
beregnQ(H, Q, kol, mmax, nmax);
}
}
transponermatrix1(Q, Qt, mmax, nmax);
beregnQ1tb(Qt, b, Q1tb, mmax, nmax);
totalmatrix1(R, Q1tb, R1Q1tb, mmax, nmax);
cout<<"\n\n Vi har nu totalmatricen:\n\n";
udskrivtotalmatrix(R1Q1tb, nmax);
backwardssubstitution(R1Q1tb, xloes, nmax);
cout<<"\n\n Her er mindste kvadraters loesningen:\n";
udskrivloesning(xloes, nmax);
tjekloesning1(Qt, Q, I, mmax, nmax);
cout<<"\n Da Q er en ortonormal matrix burde Q transponeret ganget med Q meget gerne give enhedsmatricen.\n";
cout<<" Her er hvad Qt*Q bliver:\n\n";
udskrivmatrix2(I, nmax);
tjekloesningA1(Q, R, tjekA, mmax, nmax);
cout<<"\n Vi har jo at A=Q*R. Saa her har du foerst din indtastet matrix A og efterfoelgende matrix A beregnet\n";
cout<<" via Q*R som altsaa meget gerne skulle ligne den foerste.\n\n";
udskrivmatrix(A, mmax, nmax);
cout<<"\n\n";
udskrivmatrix(tjekA, mmax, nmax);
cout<<"\n Oensker du at finde mindste kvadraters loesningen igen ved brug af Householder reflections? ";
cin>>svar;
}
while(svar=='j');
}
void opgave4praesentation()
{
}
void indtastl(double A[maxgrad][maxgrad], double v[maxgrad], int mmax)
{
double temp, temp1;
int i;
char svar;
cout<<"\n Indtast elementerne for den faste linie/vektor l, som der skal reflekteres om.\n";
do
{
do
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
cout<<"\n Indtast element nr."<<i+1<<" i vektoren her: ";
cin>>v[i];
}
temp=A[0][0]/v[0];
i=1;
do
{
temp1=A[i][0]/v[i];
i=i+1;
}
while(temp==temp1&&i<mmax);
if(temp==temp1)
{
cout<<"\n Den indtastet vektor har samme retning som den foerste kolonne i matrix A, saa indtast\n";
cout<<" en ny vektor\n.";
}
}
while(temp==temp1);
cout<<"\n Dette er den indtastet linie der skal reflekteres om:\n\n";
udskrivvektor(v, mmax);
cout<<"\n Vil du indtaste elementerne om? ";
cin>>svar;
}
while(svar=='j');
}
void beregnreflx(double x[maxgrad], double l[maxgrad], double reflx[maxgrad], int mmax)
{
double temp, temp1, temp2, projx[maxgrad];
int i;
temp1=0;
temp2=0;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
temp1=x[i]*l[i]+temp1;
temp2=pow(l[i],2)+temp2;
}
temp=temp1/temp2;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
projx[i]=temp*l[i];
reflx[i]=2*projx[i]-x[i];
}
}
void beregnwl(double x[maxgrad], double reflx[maxgrad], double w[maxgrad], int mmax)
{
double temp, temp1, temp2;
int i;
temp=0;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
temp2=x[i]-reflx[i];
temp=pow(temp2,2)+temp;
}
temp1=1/sqrt(temp);
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
w[i]=temp1*(x[i]-reflx[i]);
}
}
void beregnH(double w[maxgrad], long double H[maxgrad][maxgrad][maxgrad], int kol, int mmax)
{
double I[maxgrad][maxgrad];
int i, j;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
I[i][j]=0;
if(i==j)
{
I[i][i]=1;
}
}
}
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
H[i][j][kol]=I[i][j]-2*w[i]*w[j];
}
}
}
void beregnR(long double H[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double A[maxgrad][maxgrad], long double R[maxgrad][maxgrad][maxgrad], int kol, int mmax, int nmax)
{
int i, j, k;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
R[i][j][kol]=0;
}
}
if(kol==0)
{
for(k=0;k<nmax;k=k+1)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
R[i][k][kol]=H[i][j][kol]*A[j][k]+R[i][k][kol];
}
}
}
}
else
{
for(k=0;k<nmax;k=k+1)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
R[i][k][kol]=H[i][j][kol]*R[j][k][kol-1]+R[i][k][kol];
}
}
}
}
}
void beregnQ(long double H[maxgrad][maxgrad][maxgrad], long double Q[maxgrad][maxgrad][maxgrad], int kol, int mmax, int nmax)
{
int i, j, k;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
Q[i][j][kol]=0;
}
}
if(kol==0)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
Q[i][j][kol]=H[i][j][kol];
}
}
}
else
{
for(k=0;k<mmax;k=k+1)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
Q[i][k][kol]=Q[i][j][kol-1]*H[j][k][kol]+Q[i][k][kol];
}
}
}
}
}
void beregnx(double A[maxgrad][maxgrad], long double R[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double x[maxgrad], int kol, int mmax)
{
int i;
if(kol==0)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
x[i]=A[i][0];
}
}
else
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
x[i]=R[i][kol][kol-1];
}
}
}
void beregnw(double x[maxgrad], double w[maxgrad], int kol, int mmax)
{
double yk, xk, sk, xkyk;
int i;
yk=0;
for(i=kol;i<mmax;i=i+1)
{
yk=pow(x[i],2)+yk;
}
if(x[kol]<0)
{
yk=sqrt(yk);
sk=yk;
xk=-x[kol];
}
if(x[kol]>0)
{
yk=-sqrt(yk);
sk=-yk;
xk=x[kol];
}
xkyk=x[kol]-yk;
w[kol]=xkyk;
if(kol>0)
{
for(i=0;i<kol;i=i+1)
{
w[i]=0;
}
}
if(kol<mmax)
{
for(i=kol+1;i<mmax;i=i+1)
{
w[i]=x[i];
}
}
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
w[i]=w[i]/sqrt(2*sk*(sk+xk));
}
}
void transponermatrix1(long double A[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double At[maxgrad][maxgrad], int mmax, int nmax)
{
int i, j;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
At[j][i]=A[i][j][nmax-1];
}
}
}
void beregnQ1tb(double At[maxgrad][maxgrad], double b[maxgrad], double Atb[maxgrad], int mmax, int nmax)
{
int i, j;
for(i=0;i<nmax;i=i+1)
{
Atb[i]=0;
}
for(i=0;i<nmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<mmax;j=j+1)
{
Atb[i]=At[i][j]*b[j]+Atb[i];
}
}
}
void totalmatrix1(long double AtA[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double Atb[maxgrad], double R1Q1tb[maxgrad][maxgrad+1], int mmax, int nmax)
{
int i, j;
for(i=0;i<nmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
R1Q1tb[i][j]=AtA[i][j][nmax-1];
}
}
for(i=0;i<nmax;i=i+1)
{
R1Q1tb[i][nmax]=Atb[i];
}
}
void tjekloesning1(double Qt[maxgrad][maxgrad], long double Q[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double I[maxgrad][maxgrad], int mmax, int nmax)
{
double temp;
int i, j, n;
for(i=0;i<nmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
I[i][j]=0;
}
}
for(n=0;n<nmax;n=n+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
temp=0;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
temp=Qt[j][i]*Q[i][n][nmax-1]+temp;
}
I[i][n]=temp;
}
}
}
void tjekloesningA1(long double Q[maxgrad][maxgrad][maxgrad], long double R[maxgrad][maxgrad][maxgrad], double tjekA[maxgrad][maxgrad], int mmax, int nmax)
{
int i, j, n;
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
tjekA[i][j]=0;
}
}
for(n=0;n<nmax;n=n+1)
{
for(i=0;i<mmax;i=i+1)
{
for(j=0;j<nmax;j=j+1)
{
tjekA[i][n]=Q[i][j][nmax-1]*R[j][n][nmax-1]+tjekA[i][n];
}
}
}
}
|