- •Тема 1. Решение систем линейных алгебраических уравнений прямыми методами.
- •Вычислим значения определителей всех пяти матриц (c использованием функции мопред среды excel). Получим
- •Система не имеет решений
- •Вывод значений решения
- •Система не имеет решений
- •Вывод значений корней
- •Тема 2. Решение систем линейных алгебраических уравнений итерационными методами.
- •Вычислим норму матрицы d. Получим
- •Вычислим ее норму. Получим
- •Так как норма матрицы d оказалась меньшей единицы, преобразованная таким образом система пригодна для решения методом простой итерации.
- •Тема 3. Обращение квадратных матриц,
- •Система не имеет решений
- •Вывод значений решения
Вычислим норму матрицы d. Получим
Так как норма оказалась меньшей единицы - сходимость метода простой итерации обеспечена. В качестве начального (нулевого) приближения примем компоненты вектора B. Получим
, , , .
По формуле (3.6) вычислим необходимое число шагов итерации. Определим сначала норму вектора B. Получим
Тогда
.
Следовательно, для достижения заданной точности необходимо выполнить не менее 17 итераций. Выполним первую итерацию. Получим
или
Выполнив все арифметические операции, получим
.
Продолжая аналогично, выполним дальнейшие шаги итераций. Результаты их сведем в следующую таблицу ( - наибольшая величина изменения компонент решения между текущим и предыдущим шагами)
M |
|
||||
0 |
2.15 |
-0.83 |
1.16 |
0.44 |
- |
1 |
2.9719 |
-1.0775 |
1.5093 |
-0.4326 |
0.8215 |
2 |
3.3555 |
-1.0721 |
1.5075 |
-0.7317 |
0.3836 |
3 |
3.5017 |
-1.0106 |
1.5015 |
-0.8111 |
0.1462 |
4 |
3.5511 |
-0.9277 |
1.4944 |
-0.8321 |
0.0494 |
5 |
3.5637 |
-0.9563 |
1.4834 |
-0.8298 |
0.0286 |
6 |
3.5678 |
-0.9566 |
1.4890 |
-0.8332 |
0.0056 |
7 |
3.5700 |
-0.9575 |
1.4889 |
-0.8356 |
0.0024 |
8 |
3.5709 |
-0.9573 |
1.4890 |
-0.8362 |
0.0009 |
9 |
3.5712 |
-0.9571 |
1.4889 |
-0.8364 |
0.0003 |
10 |
3.5713 |
-0.9570 |
1.4890 |
-0.8364 |
0.0001 |
Так как уже после десятого шага разность между значениями на двух последних итерациях стала меньше заданной точности - процесс итераций прекратим. В качестве найденного решения примем значения, полученные на последнем шаге.
Наиболее сложным и ответственным при использовании метода простой итерации является перевод заданной системы уравнений из исходного вида (2.1) к виду (3.2). Поскольку универсальных способов такого приведения нет, рассмотрим на примерах некоторые способы такого приведения.
Пример 2. Преобразуем систему уравнений
к виду, который позволил бы использовать при ее решении метод простой итерации.
Поступим сначала аналогично предыдущему примеру. Получим
Матрица D такой системы будет
D =.