Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Итерационные методы решения системы линейных алгебраических уравнений

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
1616
Размер файла
35 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Итерационные методы решения системы линейных алгебраических уравнений

Кафедра: Автоматика и информационные технологии

"ИТЕРАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ СЛАУ"

Екатеринбург 2006

РЕШЕНИЕ СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ МЕТОДОМ ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ

Одной из самых распространенных и важных задач вычислительной математики является решение системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ):

a11 x1 + a12 x2 + … + a1n xn = b1

a21 x1 + a22 x2 + … + a21 xn = b2

……………………………………. .

an1 x1 + an1 x2 +… + annxn = bn,

или в векторно-матричном виде:

Ax = B, (1)

где

а11 а12 ......а1n

а21 а22 -… .. а2n

А = ................

аn1 аn2 … . ann

b1

b2

B =

bn

x1

x2

x =

xn

Итерационные методы решения СЛАУ используются для решения СЛАУ большой размерности с разреженными матрицами, а также для уточнения решения СЛАУ, полученного с помощью прямого метода. Формулировка и применение итерационных методов требует определенных знаний и определенного опыта. Выбор эффективного итерационного метода решения конкретной задачи существенно зависит от ее характерных свойств и от архитектуры вычислительной машины, на которой будет решаться задача. Поэтому никаких общих правил выбора наилучшего итерационного метода решения не существует. Метод простой итерации приведен здесь как иллюстрация действия механизма вычисления решения на основе итерационной процедуры.

Суть метода состоит в следующем. От системы уравнений вида Ах = в (2) переходят к системе уравнений

x=Dх + С (3)

Например, от системы уравнений

а11х112х213х31

а21х122х223х32 (4)

а31х132х233х33

можно перейти к виду (3), выразив из первого уравнения х1, из второго - х2, из третьего - х3:

х1= - а1211х2 - а1311х3111

х2= - а2122х1 - а2322х3222 (5)

х3= - а3133х1 - а3233х2+ в333

Приведение исходной системы уравнений в виду (3) можно осуществить различными способами. Например, в СЛАУ (4) из первого уравнения можно выразить х2, из второго - х1, из третьего - х3 и, переставив уравнения для сохранения порядка следования переменных в векторе решения х, снова прийти к виду (3). Естественно, что матрица D и вектор с будут уже иными. Возможны и другие способы преобразования исходных уравнений.

После преобразования (2) к виду (3) назначается нулевое приближение решения х (0):

х1 (0)

х (0) = х2 (0)

х3 (0).

Если приблизительно известны значения хiвектора решения х, то они выбираются в качестве нулевого приближения, если нет, то в качестве вектора х (0) выбирается любой вектор, например х (0) =С.

Первый шаг итерационного процесса состоит в вычислении приближения х (1):

х (1) = Dx (0) +С.

Например, назначив х (0) и подставив его в систему уравнений (3), получим:

х1 (1) = - а1211х (0) - а1311х3 (0) 111

х2 (1) = - а2122х1 (0) - а2322х3 (0) 222

х3 (0) = - а3133х1 (0) - а3233х2 (0) 333.

Далее вычисляем:

х (2) = Dx (1) +C

х (к) =Dх (к-1)

и т.д.

Достаточное условие сходимости метода итерации заключается в следующем, если норма матрицы D (обозначается ║D║) меньше 1, то система уравнений (3) имеет единственное решение х* и итерации сходятся к этому решению со скоростью геометрической прогрессии Иными словами, если

║D║<1, (6)

то

ℓim ║х (к) - х*║= 0

к→∞

и выполняется тождество

х*=Dх*+С.

В качестве нормы матрицы D используются нормы ║D║1 или

║D║: n

║D║1 = max ∑ | dij |,

ji=1

n

║D║= max ∑ | dij |.

ij=1

Аналогично вводятся нормы вектора х:

n

║х║1 = ∑ |хi|

i=1

║х║= max |xi|.

i

Из условия сходимости (6) ясно, что не всякое преобразование исходной системы (2) к виду (3) позволит получить решение уравнения на основе итерационного процесса, а только такое, которое обеспечит выполнение условия ║D║<1. Важно иметь в виду, что при выполнении этого условия итерационный процесс сходится для любого начального приближения х (0) и выбор х (0) =С диктуется просто соображениями удобства назначения х (0).

Если задана допустимая погрешность вычислений Δ, то для оценки погрешности к - го приближения широко используется следующее неравенство:

║х (к) - х*║≤║D║ ∕ (1-║D║) •║х (к) - х (к-1) ║<Δ (7)

Из этого неравенства следует критерий окончания итерационного процесса

║х (к) - х (к-1) ║ < (1-║ D║) •∆ ∕ ║D║ (8)

Каждый раз при вычислении очередного приближения х (k) проверяется выполнение неравенства (8).

Выполнение неравенства (8) означает выполнение неравенства

║х (к) - х*║ < ∆

и, следовательно, прекращение итерационного процесса.

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Проверить выполнение условия сходимости итерационного процесса.

Найти решение СЛАУ, задавая различные значения вектора начального приближения к решению x (0) и фиксируя количество итераций, необходимых для достижения решения с заданной точностью.

Построить графики xi (k),i=1,nрешения в зависимости от номера итерации k.

Варианты заданий к теме "Решение СЛАУ методом итераций"

№ вариантаDC
10.23-0.040.21-0.181.24
0.45-0.230.060.00-0.88
0.260.34-0.110.000.62
0.05-0.260.34-0.12-1.17
20.210.12-0.34-0.15-0.64
0.34-0.080.17-0.181.42
0.160.340.15-0.31-0.42
0.12-0.25-0.080.250.83
30.32-0.180.020.211.83
0.160.12-0.140.270.65
0.370.27-0.02-0.242.23
0.120.21-0.180.25-0.13
40.42-0.520.030.000.44
0.31-0.25-0.360.001.42
0.100.08-0.14-0.24-0.83
0.15-0.35-0.180.00-1.42
50.18-0.34-0.120.15-1.33
0.110.23-0.450.320.84
0.05-0.120.14-0.18-1.16
0.120.080.060.000.57
60.130.23-0.44-0.052.13
0.240.00-0.310.15-0.18
0.060.150.00-0.231.44
0.52-0.08-0.050.002.42
70.170.31-0.180.22-1.71
-0.210.000.330.220.62
0.32-0.180.05-0.19-0.89
0.120.28-0.140.000.94
80.130.27-0.22-0.181.21
-0.210.00-0.350.18-0.33
0.120.13-0.330.10-0.48
0.33-0.050.05-0.28-0.17

Варианты заданий к теме "Решение СЛАУ методом итераций"

№ вариантаDC
90.19-0.070.38-0.21-0.81
-0.220.080.110.33-0.64
0.51-0.070.09-0.111.71
0.33-0.410.000.00-1.21
100.000.22-0.110.312.70
0.380.00-0.120.22-1.50
0.110.230.00-0.511.20
0.17-0.210.310.00-0.17
110.07-0.080.11-0.18-0.51
0.180.520.000.211.17
0.130.310.00-0.21-1.02
0.080.00-0.330.28-0.28
120.05-0.06-0.120.14-2.17
0.04-0.120.680.111.40
0.340.06-0.060.44-2.10
0.110.120.00-0.03-0.80
130.08-0.030.00-0.04-1.20
0.000.510.27-0.080.81
0.33-0.370.000.21-0.92
0.110.000.030.580.17
140.12-0.230.25-0.161.24
0.140.34-0.180.24-0.89
0.330.030.48-0.321.15
0.12-0.050.000.15-0.57
150.23-0.140.06-0.121.21
0.120.000.32-0.18-0.72
0.08-0.120.230.32-0.58
0.250.220.140.001.60
160.140.230.180.17-1.42
0.12-0.140.080.09-0.83
0.160.240.00-0.351.21
0.23-0.080.550.250.65

Варианты заданий к теме "Решение СЛАУ методом итераций"

№ вариантаDC
170.240.210.06-0.341.42
0.050.000.320.12-0.57
0.35-0.270.00-0.050.68
0.12-0.430.34-0.21-2.14
180.170.27-0.13-0.11-1.42
0.13-0.120.09-0.060.48
0.110.05-0.020.12-2.34
0.130.180.240.430.72
190.000.28-0.170.060.21
0.520.000.120.17-1.17
0.17-0.180.210.00-0.81
0.110.220.030.050.72
200.150.05-0.080.14-0.48
0.32-0.43-0.120.111.24
0.170.06-0.080.121.15
0.21-0.160.360.00-0.88
210.000.520.080.13-0.22
0.07-0.38-0.050.411.80
0.040.420.11-0.07-1.30
0.170.18-0.130.190.33
220.000.17-0.330.18-1.20
0.000.180.43-0.080.33
0.220.180.210.070.48
0.080.070.710.04-1.20
230.010.02-0.620.08-1.30
0.030.280.33-0.071.10
0.090.130.420.28-1.70
0.19-0.230.080.371.50
240.03-0.050.22-0.330.43
0.220.55-0.880.07-1.80
0.330.13-0.08-0.05-0.80
0.080.170.290.331.70

Варианты заданий к теме "Решение СЛАУ методом итераций"

№ вариантаDC
250.130.22-0.330.070.11
0.000.45-0.230.07-0.33
0.110.00-0.080.780.85
0.080.090.330.21-1.70
260.32-0.16-0.080.152.42
0.16-0.230.11-0.211.43
0.05-0.080.000.34-0.16
0.120.14-0.180.061.62
270.000.08-0.230.321.34
0.16-0.230.180.16-2.33
0.150.120.32-0.180.34
0.250.21-0.160.030.63
280.060.180.330.162.33
0.320.000.23-0.35-1.12
0.16-0.080.00-0.120.43
0.090.22-0.130.000.83
290.000.340.23-0.061.42
0.11-0.23-0.180.36-0.66
0.23-0.120.16-0.351.08
0.120.12-0.430.181.72
300.32-0.230.41-0.060.67
0.180.12-0.330.00-0.88
0.120.32-0.350.67-0.18
0.05-0.110.09-0.121.44

Список литературы

1. Вержбицкий В.М. Основы численных методов: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 2002. - 840с.

2. Волков Е.А. Численные методы: Учебное пособие. - 3-е изд., испр. - СПб: Лань, 2004. - 248с.

3. Кетков Ю.Л. MATLAB 6: программирование численных методов. - СПб.: БВХ-Петербург, 2004. - 672с.

4. Турчак Л.И. Основы численных методов: Учебное пособие. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1987. - 320с.

5. ИТЕРАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ СЛАУ: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Вычислительная математика"/сост. И.А. Селиванова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 12 с.

6. Указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности 230101 - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" и бакалавров направления 230100 - "Информатика и вычислительная техника".


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156492
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
64 395 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ЮУрГУ
Анна очень добросовестный исполнитель, я буду обращаться к ней еще. Задание выполнено намн...
star star star star star
ОГИС
Работа выполнена быстро и качественно! По написанию-доступна к восприятию! Легко читается!...
star star star star star
ИРНИТУ
Работа выполнена досрочно, исполнитель всегда на связи, можно обсудить интересующие вопрос...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Решить задачи по земельному праву

Решение задач, Юриспруденция

Срок сдачи к 18 янв.

1 минуту назад

Выполнить 9 тестов внимательно!

Тест дистанционно, Инвестиционная безопасность

Срок сдачи к 16 янв.

1 минуту назад

Необходимо выполнить и оформить три лабораторных работы в программе...

Лабораторная, Математическое моделирование

Срок сдачи к 15 янв.

3 минуты назад

Задача. Вариант 13

Решение задач, Станкостроение, машиностроение, детали машин

Срок сдачи к 21 янв.

4 минуты назад

ответить на вопросы

Ответы на билеты, Металлургия цветных металлов

Срок сдачи к 19 янв.

4 минуты назад

Практические работы

Другое, Транспортная инфраструктура, автомобильное дело, машиностроение, детали машин

Срок сдачи к 18 янв.

4 минуты назад

Оформить списка литературы согласно требованиям.

Диплом, Информатика

Срок сдачи к 17 янв.

5 минут назад

Выполнить 3 теста по Технологии продукции общественного питания. М-08210

Тест дистанционно, Общественное питание, кулинария

Срок сдачи к 15 янв.

7 минут назад

Патентные исследования по теме студенческой работы «Составы и способы получения пленок из полимерных материалов»

Курсовая, Основы научных исследований и защита информации

Срок сдачи к 23 янв.

7 минут назад

Выполнить строго!!!

Контрольная, Экономическая безопасность

Срок сдачи к 15 янв.

9 минут назад

Сущность языка, проблема его происхождения

Реферат, Русский язык и культура речи

Срок сдачи к 15 янв.

9 минут назад

Методика преподавания дисциплин (модулей) психолого-педагогического профиля

Тест дистанционно, Психология и педагогика

Срок сдачи к 16 янв.

9 минут назад

Криминалистика. Ответить на 2 вопроса и одна задача

Решение задач, Юриспруденция

Срок сдачи к 18 янв.

9 минут назад

Лейкоз семейства кошачьих

Диплом, Дипломная работа + презентация

Срок сдачи к 11 мар.

9 минут назад

Вам нужно сконструировать представления для решения трех различных...

Решение задач, Анализ и визуализация данных, дизайн, информатика экономика,

Срок сдачи к 15 янв.

10 минут назад

Тест дистанционно

Тест дистанционно, Менеджмент организации

Срок сдачи к 30 янв.

11 минут назад
11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно