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LR-Zerlegung

LR-Zerlegung (LR links-rechts), im englischen LU (lower-upper-decomposition), Zerlegung einer Matrix in ein Produkt einer rechten Dreiecksmatrix mit einer linken Dreiecksmatrix , basierend auf dem Gauß-Verfahren.
 
Jede Matrix , bei der für die Durchführung des Gauß-Algorithmus keine Pivotisierung erforderlich ist, kann als Produkt einer linken unteren und einer rechten oberen Dreiecksmatrix geschrieben werden:


 
Nicht jede Matrix besitzt eine LR-Zerlegung.
 
besitzt keine LR-Zerlegung.
 
Algorithmus zur Lösung des Gleichungssystems

1. Schritt: LR-Zerlegung der Koeffizientenmatrix

2. Schritt: Einführung eines (unbekannten) Hilfsvektors und Lösung des linearen Gleichungssystems :

3. Schritt: Lösung des Gleichungssystems :


 
Die LR-Zerlegung ist dann zu empfehlen, wenn mehrere lineare Gleichungssysteme mit gleicher Koeffizientenmatrix A aber jeweils verschiedener Inhomogenität c zu lösen sind; Schritt 1 ist dann nur einmal durchzuführen.
 
Die Zerlegung der Koeffizientenmatrix in die linke Dreiecksmatrix und die rechte Dreiecksmatrix ist nicht eindeutig. Die wichtigsten Zerlegungen, basierend auf der Gaußelimination, sind die Doolittle-, die Crout- und die Cholesky-Zerlegung.

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