内容导入
对于科学和工程中产生的大型稀疏矩阵方程组,则利用迭代法求解是合适的,迭代法在计算机内存和运算两方面通常都可利用
中有大量零元素的特点。
教师解析
内容简介
设有方程组
,其中
为非奇异阵。解方程组的迭代法,首先需要将
转化为一个等价方程组
。任取初始向量
按下述逐次代入方法构造向量序列
:
,其中,
与
无关,称此迭代法为一阶定常迭代法。如果
,则称此迭代法收敛且
为方程解。
为非奇异矩阵,将
写为:

分裂为
。方程组等价与方程组
。构造一个迭代过程:

1、雅可比(Jacobi)迭代法:
选取
,于是
,方程的转化为等价方程组
。
2、高斯—塞德尔迭代法:
选取
(下三角矩阵),于是
,方程转化为等价方程组
。
3、解线性方程组的超松弛迭代法:

称为松弛因子
边学边练
练习题1 设有方程组

练习题2 设有方程组


练习题1设有方程组

解 精确解 
首先将
转化为等价方程组
(或写为
)
迭代公式:初始向量

计算结果见表6-2
表6-2

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0.0 |
0.6000 |
1.0473 |
0.9326 |

|
0.0 |
2.2727 |
1.07159 |
2.0533 |

|
0.0 |
-1.100 |
-0.8052 |
-1.0493 |

|
0.0 |
1.8750 |
0.8852 |
1.1309 |

|

|

|

|

|

|
1.0152 |
0.9890 |
1.0032 |
0.9981 |

|
1.9637 |
2.0114 |
1.9922 |
2.0023 |

|
-0.9681 |
-1.0103 |
-0.9945 |
-1.0020 |

|
0.9739 |
1.0214 |
0.994 |
1.0036 |

且有误差

练习题2 设有方程组

解
迭代方法(结果如表6—3)

表 6-3

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|
0.0 |
0.6000 |
1.030 |
1.0065 |
1.0009 |
1.0001 |

|
0.0 |
2.3272 |
2.037 |
2.0036 |
2.0003 |
2.0000 |

|
0.0 |
-0.9873 |
-1.014 |
-1.00025 |
-1.0003 |
-1.0000 |

|
0.0 |
0.8789 |
0.9844 |
0.9983 |
0.9999 |
1.0000 |
且 