Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки

Применяется для решения систем уравнений с трехдиагональной (ленточной) матрицей. Такая система уравнений записывается в виде: Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru .

Является частным случаем метода Гаусса и состоит из прямого и обратного хода. Прямой ход состоит в исключении элементов матрицы системы (2.6), лежащих ниже главной диагонали. В каждом уравнении останется не более двух неизвестных и формулу обратного хода можно записать в следующем виде:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.7)

Уменьшим в формуле (2.7) индекс на единицу: Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru и подставим в (2.6):

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru

Выразим Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru :

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.8)

Сравнивая (2.7) и (2.8), получим:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.9)

Поскольку Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , то Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru ; Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru

(2.10)

Теперь по формулам (2.9) и (2.10) можно вычислить прогоночные коэффициенты Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru и Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru ( Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru ). Это прямой ход прогонки. Зная прогоночные коэффициенты, по формулам (2.7), можно вычислить все Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru ( Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru ) (обратный ход прогонки). Поскольку Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , то Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru и Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru . Далее вычисляем Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , ..., Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru .

31) Итерационные методы решения СЛАУ.(метод Якоби) Суть вычислений итерационными методами состоит в следующем: расчет начинается с некоторого заранее выбранного приближения Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (начального приближения). Вычислительный процесс, использующий матрицу Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , вектор Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru системы (2.1) и Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , приводит к новому вектору Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru :

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.11)

Затем процесс повторяется, только вместо Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru используется новое значение Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru . На Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru -м шаге итерационного процесса по получают:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.12)

При выполнении некоторых заранее оговоренных условий процесс сходится приПрямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru . Сходимость метода простой итерации обеспечивается при выполнении условия преобладания диагональных элементов матрицы A, т.е. при:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.13)

Заданная точность достигается при выполнении условия:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.14)

(метод Зейделя)Вычисления в этом методе почти такие же, как и в методе Якоби, с той лишь разницей, что в последнем новые значения Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru не используются до новой итерации. В методе Зейделя при нахождении Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru -ой компоненты используются уже найденные компоненты этой же итерации с меньшими номерами, т.е. последовательность итераций задается формулой:

Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (2.17)

Сходимость и точность достигаются условиями (2.13) и (2.14).

Аппроксимация функций. Постановка задачи и способы ее решения.

Очень часто в практической работе возникает необходимость найти в явном виде функциональную зависимость (формулу) Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru между величинами Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru и Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , которые заданы отдельными парами значений Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru , Прямые методы решения СЛАУ. Метод прогонки - student2.ru (таблицей), например, полученными в результате измерений.

Задача восстановления аналитической функции по отдельным значениям называется аппроксимацией. Для получения единственного решения задачи аппроксимации необходимо

1. Задать общий вид аппроксимирующей функции, включающий неизвестные параметры (коэффициенты). Вид функции задается, исходя из формы распределения аппроксимируемых значений (расположения точек на графике), из предполагаемой функциональной зависимости, или просто в виде полинома некоторой степени;

2. Определить значения параметров на основе заданного критерия близости. Здесь существует два основных подхода – интерполяция и сглаживание.

Наши рекомендации