Hay varios problemas. He aquí uno:
# Algoritmo - Transformación a la matriz identidad
for i in range(m):
for j in range(n2):
A[i][j] /= A[i][i]
Si tienes una línea como
[0, 5, 1, 2, 3, 4]
la idea es dividirla para que el primer valor sea 1
en lugar de 5
. El error está en que para cada división ocupas el valor de A[i][i]
, que va a cambiar tan pronto proceses la columna 2.
La solución es usar como divisor el valor original:
# Algoritmo - Transformación a la matriz identidad
for i in range(m):
factor = A[i][i]
for j in range(n2):
A[i][j] /= factor
Esto no soluciona el problema general. Para investigarlo hice una pequeña refactorización del código, proceso durante el cual llegue al resultado correcto. Supongo que hay otro error oculto.
Hice algunas optimizaciones. Por ejemplo, al buscar el pivote se elige la línea con el menor valor absoluto en la columna correspondiente. Asi el factor de ajuste (alpha
) será siempre mayor que 1, which is nice.
También agregue print
para revisar el proceso interno, y puse nombres de variables significativos, además de simplificar algunas operaciones:
def imprimir(A, titulo):
print(titulo)
for fila in A:
for value in fila:
print(f"{value:6.2f} ", end="")
print()
print("")
def inversion(A):
num_filas = len(A)
num_cols = len(A[0])
m1 = - 1
n2 = num_cols * 2
if num_filas != num_cols:
print("Error: La matriz no es cuadrada. Por tanto, no es invertible.")
return None
# Construcción de la matriz A | I
for idx_fila in range(num_filas):
A[idx_fila] += [1 if idx_fila == j else 0 for j in range(num_filas)]
imprimir(A, "Matriz ampliada inicial:")
# Algoritmo - Triangularización superior
for idx_col in range(num_cols):
# Búsqueda de pivote
print(f"Procesando columna {idx_col}")
l = [(abs(A[idx_fila][idx_col]), idx_fila) for idx_fila in range(idx_col, num_filas) if A[idx_fila][idx_col] != 0]
if len(l) == 0:
print("Error: La matriz no es invertible.")
return None
idx_fila = min(l)[1]
if idx_fila != idx_col:
print(f"Intercambiar fila {idx_fila} con {idx_col}")
A[idx_col], A[idx_fila] = A[idx_fila], A[idx_col]
imprimir(A, "Matriz intercambiada")
# Triangularización superior
for idx_fila in [idx for idx in range(idx_col + 1, num_filas) if A[idx][idx_col] != 0]:
alpha = -A[idx_fila][idx_col] / A[idx_col][idx_col]
print(f"Ajuste para fila {idx_fila} es {alpha}")
for k in range(n2):
A[idx_fila][k] += A[idx_col][k] * alpha
imprimir(A, "Matriz ajustada")
imprimir(A, "Matriz triangulación superior")
# Algoritmo - Triangularización inferior
for idx_col in range(1, num_cols):
print(f"Procesando columna {idx_col}")
for idx_fila in range(idx_col):
alpha = -A[idx_fila][idx_col] / A[idx_col][idx_col]
print(f"Fila {idx_fila}, factor {alpha}")
for k in range(idx_col, n2):
A[idx_fila][k] += A[idx_col][k] * alpha
imprimir(A, "Ajustada")
imprimir(A, "Matriz triangulación inferior")
# Algoritmo - Transformación a la matriz identidad
for idx_fila in range(num_filas):
alpha = A[idx_fila][idx_fila]
for idx_col in range(idx_fila, n2):
A[idx_fila][idx_col] /= alpha
imprimir(A, "Matriz identidad")
inversa = []
for fila in A:
inversa.append(fila[num_cols:])
return inversa
test1 = [[9, 3, 4], [4, 3, 4], [1, 1, 1]]
x = inversion(test1)
imprimir(x, "Inversa")
produce:
Matriz ampliada inicial:
9.00 3.00 4.00 1.00 0.00 0.00
4.00 3.00 4.00 0.00 1.00 0.00
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
Procesando columna 0
Intercambiar fila 2 con 0
Matriz intercambiada
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
4.00 3.00 4.00 0.00 1.00 0.00
9.00 3.00 4.00 1.00 0.00 0.00
Ajuste para fila 1 es -4.0
Matriz ajustada
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
9.00 3.00 4.00 1.00 0.00 0.00
Ajuste para fila 2 es -9.0
Matriz ajustada
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 -6.00 -5.00 1.00 0.00 -9.00
Procesando columna 1
Ajuste para fila 2 es -6.0
Matriz ajustada
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Procesando columna 2
Matriz triangulación superior
1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Procesando columna 1
Fila 0, factor 1.0
Ajustada
1.00 0.00 1.00 0.00 1.00 -3.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Procesando columna 2
Fila 0, factor 0.2
Ajustada
1.00 0.00 0.00 0.20 -0.20 0.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Fila 1, factor 0.0
Ajustada
1.00 0.00 0.00 0.20 -0.20 0.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Matriz triangulación inferior
1.00 0.00 0.00 0.20 -0.20 0.00
0.00 -1.00 0.00 0.00 1.00 -4.00
0.00 0.00 -5.00 1.00 -6.00 15.00
Matriz identidad
1.00 0.00 0.00 0.20 -0.20 0.00
0.00 1.00 -0.00 -0.00 -1.00 4.00
0.00 0.00 1.00 -0.20 1.20 -3.00
Inversa
0.20 -0.20 0.00
-0.00 -1.00 4.00
-0.20 1.20 -3.00
num_filas
ei_fila