Численные методы линейной алгебры Учебное пособие. Ширапов Д.Ш. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

бой относительную малость векторов погрешности z
(k)
. Для таких задач условие (3.5) явля-
ется корректным.
Для плохо обусловленной системы (3.1) относительная малость векторов невязок R
(k)
не
влечет относительную малость векторов погрешности z
(k)
. Для таких задач условие (3.5) яв-
ляется не вполне корректным.
3.1. Метод простой итерации
Для описания метода простой итерации [2-4, 6, 11] распишем систему (3.1)
=+++
=+++
=+++
.bxa...xaxa
...............................................
,bxa...xaxa
,bxa...xaxa
nnnn2n21n1
2n2n222121
1n1n212111
(3.7)
Полагая, что коэффициенты a
ii
0 (i=1, 2,…, n) разрешим первое уравнение из (3.7) от-
носительно х
1
, второе относительно х
2
и т.д. Тогда получим
α++α+α+β=
α++α+α+β=
α++α+α+β=
,xxxx
,xxxx
,xxxx
n1nn22n11nnn
nn232312122
nn131321211
L
LLLLLLLLLLLLLL
L
L
(3.8)
где
β
i
=b
i
/a
ii
, α
ij
=-a
ij
/a
ii
при ij, α
ij
=0 при i=j,
(i,j=1, 2,…,n).
Вводя обозначения
ααα
ααα
ααα
=α
nn2n1n
n22221
n11211
L
LLLL
L
L
,
β
β
β
=β
n
2
1
M
,
=
n
2
1
x
x
x
x
M
перепишем систему уравнений (3.8) в матричной форме
х=
β+αх . (3.9)
Систему уравнений (3.9) будем решать методом последовательных приближений. За ну-
левое приближение примем столбец свободных членов
х
(0)
=β ,
где индекс (0) – номер нулевого приближения.
Дальше строим последовательность
х
(1)
= β+αх
(0)
,
х
(2)
= β+αх
(1)
,
………….. (3.10)
х
(k+1)
= β+αх
(k)
.
Если последовательность приближений х
(0)
, х
(0)
,…, х
(k)
,… имеет предел
xxlim
)k(
k
=
, то
этот предел будет решением системы уравнений (3.8).
Таким образом, алгоритм метода простой итерации для решения СЛАУ будет следую-
щим
бой относительную малость векторов погрешности z(k). Для таких задач условие (3.5) явля-
ется корректным.
   Для плохо обусловленной системы (3.1) относительная малость векторов невязок R(k) не
влечет относительную малость векторов погрешности z(k). Для таких задач условие (3.5) яв-
ляется не вполне корректным.

                                            3.1. Метод простой итерации

   Для описания метода простой итерации [2-4, 6, 11] распишем систему (3.1)
                       a 11 x 1 + a 12 x 2 + ... + a 1n x n = b 1 ,
                       
                       a 21 x 1 + a 22 x 2 + ... + a 2n x n = b 2 ,
                                                                                              (3.7)
                       ...............................................
                       a x + a x + ... + a x = b .
                        n1 1          n2 2                nn n         n

   Полагая, что коэффициенты aii≠0 (i=1, 2,…, n) разрешим первое уравнение из (3.7) от-
носительно х1 , второе относительно х2 и т.д. Тогда получим
                        x 1 = β1 + α 12 x 2 + α 13 x 3 + L + α 1n x n ,
                        x = β + α x + α x +L+ α x ,
                        2       2    21 1
                        LLLLLLLLLLLLLL
                                                 23 3           2n n
                                                                                               (3.8)
                       
                       x = β + α x + α x + L + α                   x ,
                        n     n     n1 1       n2 2           nn −1 n

где βi=bi/aii , αij=-aij/aii при i≠j, αij=0 при i=j,
(i,j=1, 2,…,n).
Вводя обозначения

                                     α 11        α 12     L α 1n         β1    x1 
                                                                               
                                    α            α 22     L α 2n        β2    x 
                                α =  21                            , β = , x = 2 
                                      L          L         L L               M       M
                                                                               
                                    α           α n2      L α nn       β     x 
                                     n1                                   n     n
перепишем систему уравнений (3.8) в матричной форме
                     х=β+αх .                                    (3.9)
    Систему уравнений (3.9) будем решать методом последовательных приближений. За ну-
левое приближение примем столбец свободных членов
    х(0)=β ,
где индекс (0) – номер нулевого приближения.
    Дальше строим последовательность

   х(1)= β+αх(0) ,
   х(2)= β+αх(1) ,
   …………..                                                                   (3.10)
   х(k+1)= β+αх(k) .

Если последовательность приближений х(0) , х(0) ,…, х(k) ,…                          имеет предел lim x ( k ) = x , то
                                                                                                       k →∞

этот предел будет решением системы уравнений (3.8).
   Таким образом, алгоритм метода простой итерации для решения СЛАУ будет следую-
щим