数学与数值方法
线性代数与矩阵仿真器
聚焦数学与数值方法中的线性代数与矩阵主题,便于比较相关公式、输入条件和工程判断。
18 个仿真器
相邻分类
工具列表
Cholesky 分解模拟器
线性代数与矩阵
输入对称 3×3 矩阵,实时进行 Cholesky 分解 A=LLᵀ。用 Sylvester 判据检验正定性,并可视化下三角因子 L、行列式与相对 LU 的运算量。数值线性代数工具。
矩阵条件数模拟器 — 矩阵的病态性
线性代数与矩阵
免费的矩阵条件数计算器:计算 2×2 矩阵的 κ(A),实时显示奇异值、行列式与解的误差放大率,并通过单位圆映射成椭圆的动画,直观理解 A·x=b 数值求解的危险性。
共轭梯度法模拟器 — CG 法与最速下降法收敛对比
线性代数与矩阵
共轭梯度法模拟器用 CG 法迭代求解对称正定矩阵的线性方程组 Ax=b,并与最速下降法实时对比残差收敛历史,直观展示 Krylov 子空间法的强大威力与 n 步收敛性。
高斯-赛德尔法模拟器 — 线性方程组的迭代解法
线性代数与矩阵
高斯-赛德尔法在线模拟器:迭代求解三元线性方程组 Ax=b,可视化分量收敛轨迹与无穷范数误差对数衰减,通过 SOR 松弛因子 ω 直观体验最优超松弛的加速效果。
格什戈林圆盘定理模拟器
线性代数与矩阵
无需实际计算特征值,仅从矩阵元素就能缩小特征值的存在范围——这就是格什戈林定理。改变3×3对称矩阵的对角元和非对角元,可以实时观察复平面上绘制的圆盘内必然包含特征值的情况。
雅可比特征值法模拟器
线性代数与矩阵
输入3×3对称矩阵,用雅可比法(反复平面旋转)求出全部特征值的在线模拟器。可实时可视化旋转次数、非对角范数的收敛过程,以及对角元素如何收敛到特征值。免费数值分析工具。
雅可比迭代法模拟器 — 线性方程组
线性代数与矩阵
用雅可比迭代法求解二元线性方程组 A·x=b 的模拟器。调整系数矩阵、右端项与迭代次数,根据对角占优与谱半径判断收敛或发散,并实时可视化误差收敛曲线与迭代值变化。免费数值分析工具。
线性代数矩阵变换可视化工具
线性代数与矩阵
通过交互式滑块控制2×2矩阵元素,实时可视化二维网格的旋转、缩放与剪切变换动画。直观展示特征向量在变换中方向不变的性质,揭示行列式作为面积缩放因子的几何意义。帮助用户深刻理解特征值、特征方程等线性代数核心概念的几何本质,实现从抽象公式到图形
LU分解模拟器 — Ax=b的直接解法
线性代数与矩阵
将3×3矩阵分解为L·U,通过前进代入Ly=b和后退代入Ux=y求解Ax=b的过程可视化。改变对角线元素和右手边,学习行列式・解・残差・条件数的变化。
矩阵运算与特征值计算器
线性代数与矩阵
在浏览器中即时计算矩阵加减乘、行列式、逆矩阵、转置、特征值/特征向量及线性方程组Ax=b。支持2×2至4×4,附CAE工程应用说明。
矩阵变换可视化器
线性代数与矩阵
矩阵变换可视化器将线性代数从抽象公式转化为直观几何动画。输入任意2×2矩阵,实时观看坐标网格、基向量与几何图形的平滑变换过程,同步计算行列式、特征值与特征向量,揭示矩阵的缩放、旋转与剪切效应。通过动态演示特征方程与基向量变换,帮助工程师直观
多重网格法模拟器 — V 循环求解一维泊松
线性代数与矩阵
用V循环多重网格法求解1D泊松方程,通过粗网格修正观察残差快速衰减,与Gauss-Seidel单独算法对比可视化。
幂迭代法模拟器 — 主特征值的迭代计算
线性代数与矩阵
幂迭代法模拟器对 3×3 对称矩阵反复执行 v ← Av/||Av||,估计绝对值最大的主特征值与其特征向量,并通过 Rayleigh 商读出特征值,可视化收敛比 |λ₂/λ₁| 决定的收敛速度。
QR分解模拟器 — 格拉姆-施密特与最小二乘
线性代数与矩阵
QR分解模拟器使用改进格拉姆-施密特法将3×3矩阵分解为正交矩阵Q与上三角矩阵R,并通过 Rx=Qᵀb 的回代求解最小二乘问题。实时显示正交性误差与残差范数,便于直观理解数值稳定性。
逐次超松弛(SOR)模拟器
线性代数与矩阵
用SOR(逐次超松弛)法求解一维拉普拉斯方程的免费模拟器:改变格点数、松弛因子ω与边界值,实时观察收敛加速、最优ω、相对Gauss-Seidel法的加速倍数以及残差收敛历史。
追赶法(三对角矩阵算法)模拟器
线性代数与矩阵
追赶法(TDMA・三对角矩阵算法)模拟器:用三对角求解器求解一维泊松边值问题。改变网格数、边界值与源项,可视化 O(n) 的前向消元与回代,并查看与解析解的误差。。
二维向量加法模拟器
线性代数与矩阵
最多添加和编辑5条向量,实时计算合力。通过原点显示、尖端连接法、分量柱状图这3个视角,直感地学习向量合成。
二维向量场可视化工具
线性代数与矩阵
在均匀流、点源、自由涡、偶极子、鞍点等典型二维场之间切换,调节强度与箭头密度。点击画布添加流线种子点,双击清除。