Decomposition QR d'une matrice
Factorisez une matrice réelle en Q, à colonnes orthonormées, et R, triangulaire supérieure, par Gram-Schmidt : la matrice de lignes 3, 1 et 0, 2 est déjà triangulaire, donc Q est l'identité et R reste la matrice. Jusqu'à 20 lignes et 20 colonnes. Gratuit dans votre navigateur.
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Ce calculateur de décomposition QR factorise une matrice réelle A en un facteur orthonormé Q et un facteur triangulaire supérieur R, de sorte que A égale Q fois R, en appliquant le procédé de Gram-Schmidt aux colonnes de A. Lorsqu'une colonne est une combinaison linéaire des précédentes, le résidu après orthogonalisation s'effondre et la requête est rejetée pour entrée invalide, plutôt que d'inventer un substitut révélateur de rang ou un chemin Householder. L'arithmétique est entièrement déterministe : produits scalaires, normes euclidiennes et mises à jour de colonnes n'utilisent que des opérations finies en virgule flottante, sans appel réseau, sans échantillonnage et sans raccourci dépendant de la date.
Ce que signifie la décomposition QR et ce que contient la réponse
La factorisation QR d'une matrice réelle A à m lignes et n colonnes, où m est au moins n, écrit A comme le produit d'une matrice Q de m par n dont les colonnes sont orthonormées et d'une matrice R triangulaire supérieure de n par n. Orthonormé signifie que la transposée de Q fois Q égale l'identité d'ordre n : chaque colonne a une longueur euclidienne un et des colonnes distinctes sont deux à deux orthogonales.
L'existence de cette factorisation mince avec une diagonale strictement positive sur R équivaut à ce que les colonnes de A soient linéairement indépendantes. Si une colonne ultérieure appartient à l'enveloppe des précédentes, Gram-Schmidt produit un résidu dont la norme euclidienne est nulle et aucune colonne unitaire bien définie ne peut être formée. Ce calculateur applique le procédé de Gram-Schmidt, modifié pour la stabilité numérique, aux colonnes que vous fournissez, enregistre les produits scalaires successifs dans R et normalise chaque résidu pour obtenir Q.
Où la factorisation QR s'inscrit dans l'étude, la science et le logiciel
Les étudiants rencontrent la décomposition QR lorsqu'un cours d'algèbre linéaire passe de l'orthogonalisation de Gram-Schmidt aux moindres carrés, lorsqu'un problème de concours demande Q et R d'une petite matrice entière, ou lorsqu'ils vérifient que la transposée de Q fois Q est l'identité avant de faire confiance à un calcul à la main.
Les enseignants peuvent préparer à l'avance des corrigés pour des m et n modestes sans se fier à des applications de calculatrice opaques qui basculent en silence vers des réflecteurs Householder, inversent les signes de colonnes ou abandonnent une colonne dépendante sans le dire.
Les développeurs appellent le même contrat depuis des scripts pour semer des vecteurs de test déterministes destinés aux solveurs, pour orthonormaliser des colonnes de base saisies par l'utilisateur avant une démonstration de projection, ou pour satisfaire des énoncés de défis de programmation qui exigent la paire QR de Gram-Schmidt plutôt qu'une ébauche.
La pratique d'ingénierie et de données a souvent besoin d'une factorisation rapide et hors ligne d'un petit système de rang plein, afin qu'un résidu de moindres carrés ou un changement de base puisse être vérifié sans une pile complète d'algèbre computationnelle sous pression de temps. Les outils de produit et d'éducation utilisent la factorisation lorsqu'un apprenant saisit une matrice et que l'interface doit afficher Q à côté de R avec la méthode nommée.
Conservez m et n modestes et des coefficients dans des magnitudes habituelles de virgule flottante afin que l'annulation ne domine pas ; pour les entiers de salle de classe et les échelles d'ingénierie typiques, les facteurs sont exacts dans la précision double.
Cas d’usage
Devoirs et vérifications de Gram-Schmidt
Factorisez des matrices de manuel en Q et R et vérifiez que Q a des colonnes orthonormées et que A égale Q fois R avant les examens ou les leçons de moindres carrés.
Jeux de tests déterministes
Générez des valeurs reproductibles de Q et R pour tests unitaires, contrôles de propriétés et assertions d'intégration continue qui ne doivent pas dépendre d'une bibliothèque numérique locale.
Solveurs et logiciels de tutorat
Orthonormalisez des colonnes de base saisies par l'utilisateur en une paire QR mince pour des démonstrations de projection, des aides aux moindres carrés et des leçons interactives d'algèbre linéaire.
Questions fréquentes
Combien coûte le calculateur de décomposition QR ?
Il est gratuit dans votre navigateur sur cette page.
Comment Q et R sont-ils calculés ?
Par Gram-Schmidt modifié sur les colonnes de A. Chaque colonne est orthogonalisée contre les colonnes unitaires déjà acceptées ; la longueur du résidu devient une entrée diagonale positive de R et le résidu est mis à l'échelle à longueur unitaire pour former la colonne suivante de Q.
Que se passe-t-il si les colonnes sont linéairement dépendantes ?
Un résidu de longueur quasi nulle signifie qu'une colonne ultérieure appartient à l'enveloppe des précédentes, si bien qu'une QR mince à diagonale strictement positive n'existe pas. Cet outil ne supprime pas de colonnes et ne renvoie pas de substitut révélateur de rang.
Cela fonctionne-t-il pour les matrices rectangulaires ?
Oui, lorsque la matrice est haute ou carrée (au moins autant de lignes que de colonnes) et que les colonnes sont linéairement indépendantes. Une matrice large, avec plus de colonnes que de lignes, est rejetée car ces colonnes ne peuvent être indépendantes.
Pourquoi les résultats sont-ils arrondis à une précision ?
La précision par défaut est 10 décimales ; vous pouvez fixer precision de 0 à 15.
Outils associés
Pour les développeurs — accès API
Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.
Endpoint
Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.
Appeler depuis votre stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/math/qr-decomposition \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"matrix":[[1,1],[1,0],[0,1]]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/math/qr-decomposition", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"matrix": [
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1
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[
1,
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],
[
0,
1
]
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/math/qr-decomposition",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"matrix": [
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1
],
[
1,
0
],
[
0,
1
]
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/math/qr-decomposition", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"matrix":[[1,1],[1,0],[0,1]]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"matrix":[[1,1],[1,0],[0,1]]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/math/qr-decomposition", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemple de requête
{
"matrix": [
[
1,
1
],
[
1,
0
],
[
0,
1
]
]
}Exemple de réponse
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "math.qr_decomposition",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.
Limites
max_rows | 20 |
max_cols | 20 |
max_abs_entry | 1000000000000000 |
Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
Notes techniques
Lorsque les colonnes sont linéairement indépendantes, le moteur renvoie les deux matrices, le nombre de lignes et de colonnes, l'étiquette de la méthode et la précision d'arrondi utilisée pour un contrat JSON stable. Utilisez-le gratuitement dans le navigateur pour les devoirs d'algèbre linéaire, les montages de moindres carrés et les jeux de données de concours de programmation, ou appelez l'API à $0.002 par requête réussie lorsque vous avez besoin d'une paire QR reproductible en intégration continue, dans un logiciel de soutien scolaire ou des démonstrations pédagogiques.
Ce que signifie la décomposition QR et ce que contient la réponse
La réponse renvoie Q et R arrondies à la précision demandée, un écho de la matrice d'entrée, les dimensions, l'étiquette de méthode gram_schmidt, la précision utilisée et un court rappel de formule. Il n'existe ni chemin de réflecteurs Householder, ni de rotations de Givens, ni de repli révélateur de rang : le moteur termine avec une factorisation de rang colonne plein dans les limites documentées de taille et de magnitude, ou rejette l'entrée avec invalid_input. Les cas rejetés comprennent une matrice manquante, des lignes qui ne sont pas des tableaux, des formes irrégulières, plus de colonnes que de lignes, des entrées non finies, des magnitudes au-dessus du plafond, et toute matrice dont les colonnes sont linéairement dépendantes. Si vous avez besoin d'une inverse, d'un déterminant, d'un décompte de rang ou de la résolution de A x égale b, utilisez un outil dédié à cette question ; cette page ne répond qu'à la paire QR, avec une sortie numérique stable, adaptée aux feuilles d'exercices, aux tests unitaires et aux consommateurs de l'API qui ne doivent pas inventer une factorisation de substitution.
Comment la matrice est lue et comment Q et R restent reproductibles
Les signes plus initiaux facultatifs et la notation scientifique sur les chaînes d'entrée sont autorisés lorsqu'ils s'interprètent comme des décimaux finis ; les espaces incrustés, les préfixes hexadécimaux et les jetons non numériques sont rejetés avec un message clair, afin qu'une mauvaise cellule ne devienne pas un facteur erroné. La forme doit être haute ou carrée : m lignes par n colonnes avec m au moins n, car davantage de colonnes que de lignes ne peuvent être linéairement indépendantes. Le calcul utilise Gram-Schmidt modifié : chaque colonne de travail est orthogonalisée contre les colonnes unitaires déjà acceptées, la longueur du résidu devient la prochaine entrée diagonale positive de R, et le résidu est mis à l'échelle à longueur unitaire. Le champ privilégié est matrix, un tableau imbriqué de lignes de nombres finis avec le même nombre de colonnes à chaque ligne, mais les alias a, A et mat sont acceptés afin que tableurs, chaînes de requête et formulaires typés réutilisent le même contrat. Un champ facultatif precision, avec les alias decimals et dp, choisit combien de décimales exposer pour chaque entrée de Q et de R, par défaut dix et plafonné à quinze afin que les goldens JSON restent stables. Un résidu dont la longueur tombe sous une tolérance absolue et relative serrée est traité comme une dépendance linéaire et échoue avec invalid_input. Associez l'exécution gratuite dans le navigateur de cette page à l'API tarifée lorsque vous avez besoin du même résultat mathématique dans un pipeline automatisé, sans réimplémenter Gram-Schmidt vous-même.
Où la factorisation QR s'inscrit dans l'étude, la science et le logiciel
Sur cette page, le travail s'exécute entièrement dans votre navigateur ; via l'API, chaque consultation réussie coûte $0.002, une validation échouée n'est pas facturée, et rien n'est stocké après le renvoi de la réponse. Cette séparation — exploration interactive gratuite et API tarifée identique — correspond au reste du catalogue de niveau A et vous permet de passer d'une démonstration en classe à un pipeline automatisé sans changer le résultat mathématique.