Table des matières
回复内容:
Maison développement back-end Tutoriel Python 123456789组成的3×3的矩阵的行列式最大的值是多少?

123456789组成的3×3的矩阵的行列式最大的值是多少?

Jun 06, 2016 pm 04:23 PM

123456789怎样运算等于1? - abccsss 的回答
123456789组成的3×3的矩阵的行列式最大的值是多少?假定每个数字只能出现一次。

回复内容:

Mathematica代码

较简洁
Det/@N@Range@9~Permutations~{9}~ArrayReshape~{9!,3,3}//Max
Copier après la connexion
\begin{Large}
\det
\begin{vmatrix}
9 & 2 & 4 \\
5 & 7 & 1 \\
3 & 6 & 8 \\
\end{vmatrix}
= 412
\end{Large}

以上用Matlab暴力破解(枚举9! = 362880种情形),暂未输出行列式相同的其他情形,貌似基本秒出。
<span class="n">max_det</span> <span class="p">=</span> <span class="mi">0</span><span class="p">;</span>
<span class="n">init_perm</span> <span class="p">=</span> <span class="nb">reshape</span><span class="p">(</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="mi">9</span><span class="p">,</span> <span class="p">[</span><span class="mi">3</span><span class="p">,</span> <span class="mi">3</span><span class="p">]);</span>
<span class="n">all_perms</span> <span class="p">=</span> <span class="nb">perms</span><span class="p">(</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="mi">9</span><span class="p">);</span>

<span class="k">for</span> <span class="nb">i</span> <span class="p">=</span> <span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="nb">size</span><span class="p">(</span><span class="n">all_perms</span><span class="p">,</span> <span class="mi">1</span><span class="p">)</span>
    <span class="n">matrix</span> <span class="p">=</span> <span class="n">all_perms</span><span class="p">(</span><span class="nb">i</span><span class="p">,</span> <span class="p">:);</span>
    <span class="n">matrix</span> <span class="p">=</span> <span class="nb">reshape</span><span class="p">(</span><span class="n">matrix</span><span class="p">,</span> <span class="p">[</span><span class="mi">3</span><span class="p">,</span> <span class="mi">3</span><span class="p">]);</span>
    <span class="n">det_value</span> <span class="p">=</span> <span class="n">det</span><span class="p">(</span><span class="n">matrix</span><span class="p">);</span>
    
    <span class="k">if</span> <span class="n">det_value</span> <span class="o">></span> <span class="n">max_det</span>
        <span class="n">max_det</span> <span class="p">=</span> <span class="n">det_value</span><span class="p">;</span>
        <span class="n">init_perm</span> <span class="p">=</span> <span class="n">matrix</span><span class="p">;</span>
    <span class="k">end</span>
    
<span class="k">end</span>
Copier après la connexion
123456789组成的3×3的矩阵的行列式最大的值是多少?list = Permutations[Range[9], {9}];
matrix = Partition[#, 3] & /@ list;
answer = Det /@ matrix;
m = Max[answer];
pos = Flatten[Position[answer, m]];
matrix[[#]] & /@ pos 贴个毫无技术含量暴力程度max的python版。。。

import itertools
import time

def max_matrix():
	begin = time.time()
	elements = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
	maxdet = 0
	maxmat = []
	for i in itertools.permutations(elements, 9):
		det = i[0] * i[4] * i[8] + i[1] * i[5] * i[6] + i[2] * i[3] * i[7] - i[2] * i[4] * i[6] - i[1] * i[3] * i[8] - i[0] * i[5] * i[7]
		if(det > maxdet):
			maxdet = det
			maxmat = []
			for j in range(0, 9):
				maxmat.append(i[j])
	print "|" + str(maxmat[0]) + " " + str(maxmat[1]) + " " + str(maxmat[2]) + "|"
	print "|" + str(maxmat[3]) + " " + str(maxmat[4]) + " " + str(maxmat[5]) + "| = " + str(maxdet)
	print "|" + str(maxmat[6]) + " " + str(maxmat[7]) + " " + str(maxmat[8]) + "|"
	end = time.time()
	print str(end - begin) + 's used.'

if __name__ == '__main__':
	max_matrix()
Copier après la connexion
题目应该改成1 2 3 ...n^2组成n阶行列式的最大值。并求最优解的时间复杂度才有意思。 C++:
<span class="cp">#include <cstdio></span>
<span class="cp">#include <algorithm></span>
<span class="k">using</span> <span class="k">namespace</span> <span class="n">std</span><span class="p">;</span>
<span class="kt">int</span> <span class="n">ans</span><span class="p">,</span> <span class="n">a</span><span class="p">[]</span> <span class="o">=</span> <span class="p">{</span><span class="mi">1</span><span class="p">,</span> <span class="mi">2</span><span class="p">,</span> <span class="mi">3</span><span class="p">,</span> <span class="mi">4</span><span class="p">,</span> <span class="mi">5</span><span class="p">,</span> <span class="mi">6</span><span class="p">,</span> <span class="mi">7</span><span class="p">,</span> <span class="mi">8</span><span class="p">,</span> <span class="mi">9</span><span class="p">};</span>
<span class="kt">int</span> <span class="nf">main</span><span class="p">()</span> <span class="p">{</span>
  <span class="k">do</span>
    <span class="n">ans</span> <span class="o">=</span> <span class="n">max</span><span class="p">(</span><span class="n">ans</span><span class="p">,</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">0</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="p">(</span><span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">4</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">8</span><span class="p">]</span> <span class="o">-</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">5</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">7</span><span class="p">])</span> <span class="o">+</span>
                   <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">1</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="p">(</span><span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">5</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">6</span><span class="p">]</span> <span class="o">-</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">3</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">8</span><span class="p">])</span> <span class="o">+</span>
                   <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">2</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="p">(</span><span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">3</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">7</span><span class="p">]</span> <span class="o">-</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">4</span><span class="p">]</span> <span class="o">*</span> <span class="n">a</span><span class="p">[</span><span class="mi">6</span><span class="p">]));</span>
  <span class="k">while</span> <span class="p">(</span><span class="n">next_permutation</span><span class="p">(</span><span class="n">a</span><span class="p">,</span> <span class="n">a</span> <span class="o">+</span> <span class="mi">9</span><span class="p">));</span>
  <span class="n">printf</span><span class="p">(</span><span class="s">"%d</span><span class="se">\n</span><span class="s">"</span><span class="p">,</span> <span class="n">ans</span><span class="p">);</span>
<span class="p">}</span>
Copier après la connexion
把yellow的答案重排一下可得
9 4 2
3 8 6
5 1 7

很容易看出思路了。
1.所有数按大小在斜率为-1的对角线上依次排开。(即:987在一条对角线,654在一条,321在一条)很容易看出这是让正向数值最大的方法。
2.对于反向的对角线,排除主对角线之外的任意两个数之和相等,且乘积越大的,相应的主对角线元素越小。(也就是让三个乘积的最大值最小,然后最大的结果再和最小的数相配这样)

但是以上方法仅限于1~9的3x3矩阵,对于其它的矩阵不一定适用。
因为显然这种方法要求正向和负向都只有对角线(或平行于对角线),但是4x4的行列式就开始有拐弯了。。。

然后,我感觉还有三个漏洞,一是贪心法不一定保证正向最大,也不一定保证反向最小,更不一定保证正反向之差最大。(不一定都是漏洞,可能有的是恒成立的)
但是我感觉对3x3的非负矩阵来说,贪心在多数情况下是可以拿到最大值的。

PS:试了很多组数,都是这个解,然后又试了一组[1 2 3 4 5 6 7 8 100],显然答案发生了变化,因为100的权值比8和7大太多,所以负向的时候直接就把2和1给了100。那么这也就证明了贪心法确实有时候得不到最大值。 前面已经有了python,c和MMA的代码了,我来一发matlab的吧
<span class="n">p</span><span class="p">=</span><span class="nb">perms</span><span class="p">(</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="mi">9</span><span class="p">);</span>
<span class="p">[</span><span class="n">n</span><span class="p">,</span><span class="o">~</span><span class="p">]=</span><span class="nb">size</span><span class="p">(</span><span class="n">p</span><span class="p">);</span>
<span class="n">z</span><span class="p">=</span><span class="nb">zeros</span><span class="p">(</span><span class="n">n</span><span class="p">,</span><span class="mi">1</span><span class="p">);</span>
<span class="k">for</span> <span class="nb">i</span><span class="p">=</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="n">n</span>
    <span class="n">z</span><span class="p">(</span><span class="nb">i</span><span class="p">)=</span><span class="n">det</span><span class="p">(</span><span class="nb">reshape</span><span class="p">(</span><span class="n">p</span><span class="p">(</span><span class="nb">i</span><span class="p">,:),</span><span class="mi">3</span><span class="p">,</span><span class="mi">3</span><span class="p">));</span>
<span class="k">end</span>
<span class="n">max</span><span class="p">(</span><span class="n">z</span><span class="p">)</span>
<span class="n">id</span><span class="p">=</span><span class="nb">find</span><span class="p">(</span><span class="n">z</span><span class="o">==</span><span class="n">max</span><span class="p">(</span><span class="n">z</span><span class="p">));</span>
<span class="k">for</span> <span class="nb">i</span><span class="p">=</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="nb">length</span><span class="p">(</span><span class="n">id</span><span class="p">)</span>
    <span class="nb">disp</span><span class="p">(</span><span class="nb">reshape</span><span class="p">(</span><span class="n">p</span><span class="p">(</span><span class="n">id</span><span class="p">(</span><span class="nb">i</span><span class="p">),:),</span><span class="mi">3</span><span class="p">,</span><span class="mi">3</span><span class="p">));</span>
<span class="k">end</span>
Copier après la connexion
对于三阶的穷举,可以不用det函数会比较简单:
<span class="n">p</span> <span class="p">=</span> <span class="nb">reshape</span><span class="p">(</span><span class="nb">perms</span><span class="p">(</span><span class="mi">1</span><span class="p">:</span><span class="mi">9</span><span class="p">),</span><span class="s">''</span><span class="p">,</span><span class="mi">3</span><span class="p">,</span><span class="mi">3</span><span class="p">);</span>
<span class="n">M</span> <span class="p">=</span> <span class="n">max</span><span class="p">(</span><span class="n">sum</span><span class="p">(</span><span class="n">prod</span><span class="p">(</span><span class="n">p</span><span class="p">,</span><span class="mi">2</span><span class="p">),</span><span class="mi">3</span><span class="p">)</span><span class="o">-</span><span class="n">sum</span><span class="p">(</span><span class="n">prod</span><span class="p">(</span><span class="n">p</span><span class="p">,</span><span class="mi">3</span><span class="p">),</span><span class="mi">2</span><span class="p">));</span>
Copier après la connexion
话题的语言还少个Mathematica,就我来吧
直接9!个结果存下来刚正面,0优化
Det[Partition[#, 3]] & /@ Permutations[Range[9]] // Max

412
Copier après la connexion
Déclaration de ce site Web
Le contenu de cet article est volontairement contribué par les internautes et les droits d'auteur appartiennent à l'auteur original. Ce site n'assume aucune responsabilité légale correspondante. Si vous trouvez un contenu suspecté de plagiat ou de contrefaçon, veuillez contacter admin@php.cn

Outils d'IA chauds

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

Application basée sur l'IA pour créer des photos de nu réalistes

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

Outil d'IA en ligne pour supprimer les vêtements des photos.

Undress AI Tool

Undress AI Tool

Images de déshabillage gratuites

Clothoff.io

Clothoff.io

Dissolvant de vêtements AI

Video Face Swap

Video Face Swap

Échangez les visages dans n'importe quelle vidéo sans effort grâce à notre outil d'échange de visage AI entièrement gratuit !

Outils chauds

Bloc-notes++7.3.1

Bloc-notes++7.3.1

Éditeur de code facile à utiliser et gratuit

SublimeText3 version chinoise

SublimeText3 version chinoise

Version chinoise, très simple à utiliser

Envoyer Studio 13.0.1

Envoyer Studio 13.0.1

Puissant environnement de développement intégré PHP

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

Outils de développement Web visuel

SublimeText3 version Mac

SublimeText3 version Mac

Logiciel d'édition de code au niveau de Dieu (SublimeText3)

Comment résoudre le problème des autorisations rencontré lors de la visualisation de la version Python dans le terminal Linux? Comment résoudre le problème des autorisations rencontré lors de la visualisation de la version Python dans le terminal Linux? Apr 01, 2025 pm 05:09 PM

Solution aux problèmes d'autorisation Lors de la visualisation de la version Python dans Linux Terminal Lorsque vous essayez d'afficher la version Python dans Linux Terminal, entrez Python ...

Comment copier efficacement la colonne entière d'une dataframe dans une autre dataframe avec différentes structures dans Python? Comment copier efficacement la colonne entière d'une dataframe dans une autre dataframe avec différentes structures dans Python? Apr 01, 2025 pm 11:15 PM

Lorsque vous utilisez la bibliothèque Pandas de Python, comment copier des colonnes entières entre deux frames de données avec différentes structures est un problème courant. Supposons que nous ayons deux dats ...

Comment enseigner les bases de la programmation novice en informatique dans le projet et les méthodes axées sur les problèmes dans les 10 heures? Comment enseigner les bases de la programmation novice en informatique dans le projet et les méthodes axées sur les problèmes dans les 10 heures? Apr 02, 2025 am 07:18 AM

Comment enseigner les bases de la programmation novice en informatique dans les 10 heures? Si vous n'avez que 10 heures pour enseigner à l'informatique novice des connaissances en programmation, que choisissez-vous d'enseigner ...

Comment éviter d'être détecté par le navigateur lors de l'utilisation de Fiddler partout pour la lecture de l'homme au milieu? Comment éviter d'être détecté par le navigateur lors de l'utilisation de Fiddler partout pour la lecture de l'homme au milieu? Apr 02, 2025 am 07:15 AM

Comment éviter d'être détecté lors de l'utilisation de FiddlereVerywhere pour les lectures d'homme dans le milieu lorsque vous utilisez FiddlereVerywhere ...

Que sont les expressions régulières? Que sont les expressions régulières? Mar 20, 2025 pm 06:25 PM

Les expressions régulières sont des outils puissants pour la correspondance des motifs et la manipulation du texte dans la programmation, améliorant l'efficacité du traitement de texte sur diverses applications.

Comment Uvicorn écoute-t-il en permanence les demandes HTTP sans servir_forever ()? Comment Uvicorn écoute-t-il en permanence les demandes HTTP sans servir_forever ()? Apr 01, 2025 pm 10:51 PM

Comment Uvicorn écoute-t-il en permanence les demandes HTTP? Uvicorn est un serveur Web léger basé sur ASGI. L'une de ses fonctions principales est d'écouter les demandes HTTP et de procéder ...

Quelles sont les bibliothèques Python populaires et leurs utilisations? Quelles sont les bibliothèques Python populaires et leurs utilisations? Mar 21, 2025 pm 06:46 PM

L'article traite des bibliothèques Python populaires comme Numpy, Pandas, Matplotlib, Scikit-Learn, Tensorflow, Django, Flask et Demandes, détaillant leurs utilisations dans le calcul scientifique, l'analyse des données, la visualisation, l'apprentissage automatique, le développement Web et H et H

Comment créer dynamiquement un objet via une chaîne et appeler ses méthodes dans Python? Comment créer dynamiquement un objet via une chaîne et appeler ses méthodes dans Python? Apr 01, 2025 pm 11:18 PM

Dans Python, comment créer dynamiquement un objet via une chaîne et appeler ses méthodes? Il s'agit d'une exigence de programmation courante, surtout si elle doit être configurée ou exécutée ...

See all articles