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
1607
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
156450
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
63 457 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Московской област
Спасибо Елизавете за оперативность. Так как это было важно для нас! Замечаний особых не бы...
star star star star star
РУТ
Огромное спасибо за уважительное отношение к заказчикам, быстроту и качество работы
star star star star star
ТГПУ
спасибо за помощь, работа сделана в срок и без замечаний, в полном объеме!
star star star star star

Последние размещённые задания

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

решить 6 практических

Решение задач, Спортивные сооружения

Срок сдачи к 17 дек.

только что

Задание в microsoft project

Лабораторная, Программирование

Срок сдачи к 14 дек.

только что

Решить две задачи №13 и №23

Решение задач, Теоретические основы электротехники

Срок сдачи к 15 дек.

только что

Решить 4задачи

Решение задач, Прикладная механика

Срок сдачи к 31 дек.

только что

Выполнить 2 задачи

Контрольная, Конституционное право

Срок сдачи к 12 дек.

2 минуты назад

6 заданий

Контрольная, Ветеринарная вирусология и иммунология

Срок сдачи к 6 дек.

4 минуты назад

Требуется разобрать ст. 135 Налогового кодекса по составу напогового...

Решение задач, Налоговое право

Срок сдачи к 5 дек.

4 минуты назад

ТЭД, теории кислот и оснований

Решение задач, Химия

Срок сдачи к 5 дек.

5 минут назад

Решить задание в эксель

Решение задач, Эконометрика

Срок сдачи к 6 дек.

5 минут назад

Нужно проходить тесты на сайте

Тест дистанционно, Детская психология

Срок сдачи к 31 янв.

6 минут назад

Решить 7 лабораторных

Решение задач, визуализация данных в экономике

Срок сдачи к 6 дек.

7 минут назад

Вариационные ряды

Другое, Статистика

Срок сдачи к 9 дек.

8 минут назад

Школьный кабинет химии и его роль в химико-образовательном процессе

Курсовая, Методика преподавания химии

Срок сдачи к 26 дек.

8 минут назад

Вариант 9

Решение задач, Теоретическая механика

Срок сдачи к 7 дек.

8 минут назад

9 задач по тех меху ,к 16:20

Решение задач, Техническая механика

Срок сдачи к 5 дек.

9 минут назад
9 минут назад
10 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